專利名稱：視頻接收機中水平行計數器的穩(wěn)定化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在垂直消隱期間可能出現在視頻信號中的信息的檢測。
視頻信號一般包括具有許多水平掃描時間的垂直顯示時間，例如，在NTSC制視頻系統(tǒng)中為單位垂直掃描時間525行。各垂直掃描時間的一部分通常叫做垂直消隱時間。垂直消隱時間可能歷時多個水平行掃描時間，例如，超過20水平行掃描時間。借助于包含在復合視頻信號中相應的垂直和水平同步脈沖可以確定各垂直和水平掃描時間的開始。
視頻信號在消隱時間的內容通常是不想作為正常視頻圖象的一部分顯示出來的。缺乏消隱期間的圖象信息時可能使我們將輔助信息(例如，電視文字廣播和閉路字幕數據)插入消隱時間中。各類輔助信息的標準規(guī)定了信息在垂直消隱時間內的位置。舉例說，目前的閉路加字幕的標準(參看例如47CFR第15.119和73.682)節(jié)規(guī)定，對應于ASCII字符供閉路加字幕用的數字數據必須在垂直消隱的第21行上。
再生輔助信息的一個方法是在垂直消隱期間通過對水平同步脈沖進行計數精確確定包含在輔助信息中具體的行間隔，例如第21行。舉例說，水平行計數器可以用垂直同步脈沖請零，用水平同步脈沖計時。理想的情況是，計數值當時就能表示出行數。然而在不理想的環(huán)境下，例如電視接收機機殼，上述過分簡單化的行計數器法可能不可靠。舉例說，與圖象顯示裝置(例如陰極射線管(CRT))有關的偏轉電路產生的噪聲和溫度的影響，都可能使用以控制水平行計數器的水平和垂直同步脈沖之間的定時關系發(fā)生變化，例如，延時或圖象抖動等現象。圖象抖動與水平和垂直同步脈沖之間的任何延時結合起來都可能使垂直同步脈沖對水平行計數器的清零與水平同步脈沖對行計數器的定時處于關鍵性的競爭狀態(tài)。關鍵性的競爭狀態(tài)可能會使行計數器失誤和不可預測。舉例說，在某一個場下，計數值可以正確地確定第21行，而在另一個場下，當實際收到的是第21行時，計數值可能為22。因此，上述方法不能可靠地按要求確定特定的水平行以達到從視頻信號提取輔助數據的目的。
上述行計數誤差的可能性在裝在電視接收機內的閉路字幕解碼器中尤其突出。機上解碼器設在接收機的機殼外，因而可能不會有上述噪聲和溫度問題。圖表系統(tǒng)，例如屏上顯示器(OSD)可能會涉及到行數的確定問題。但象上述等于1的少數行計數誤差可能只使OSD圖象產生少量的位移，數據并沒有丟失。由于數據只在第21行期間出現，因而行計數誤差1會使閉路字幕數據丟失。行計數誤差頻繁可能會使閉路字幕數據的丟失達到不能接受的程度。
按照本發(fā)明的一個特點，水平行計數器是由從垂直同步脈沖信號獲取的復位信號加以清零以表示垂直掃描期間的開始的。行計數器由從水平同步脈沖信號的諧波獲取的水平同步頻率信號進行計時。測出水平行計數器的復位信號與計時信號之間的相對相移。用測出的相移作為可調移相器的輸入來調節(jié)水平行計數器控制信號與原同步脈沖信號之間的相移。相位調節(jié)的好處是降低了水平行計數器對不穩(wěn)定相移(例如，水平和垂直同步脈沖信號之間的不穩(wěn)定)的敏感性。


圖1示出了本發(fā)明一個實施例的方框圖。
圖2示出了信號波形，有助于理解圖1實施例的工作情況。
圖3示出了流程圖，有助于理解圖1實施例的工作情況。
圖4示出了實施圖1中的實施例的數字電路。
圖1中，垂直同步脈沖信號VER接到計數器115的“清零”輸入端，以便根據出現的垂直同步脈沖將計數器115的值清零。計數器115由水平同步頻率為FH的諧波N_FH計時，其中N_FH中的前綴“N”表示信號FH的特定諧波。例如，N可以取16的值，表示信號N_FH的頻率為水平同步頻率FH的16倍。信號N_FH可以其它功能在視頻接收機中出現，例如，屏上顯示(OSD)或閉路字幕信號處理等功能。不然信號N_FH也可從晶體控制的信號源產生，該信號源有一個鎖定到水平頻率FH的鎖相環(huán)(PLL)。計數器115的輸出為計數值CNT1，CNT1表示在信號VFR例如從邏輯0到邏輯1的特定轉變之后出現的信號N_FH的周期數。
信號N_FH在除法器125中除以N，產生頻率等于水平同步脈沖頻率的信號HOR。信號HOR接到計數器120的“請零”輸入端，并接收水平行計數器100的計時輸入端上。計數120由信號HOR復位，由信號N_FH計時，以便從0至N遞加計數，從而產生表示在信號HOR脈沖之后出現的N_FH的周期數的計數值CNT2。如下面即將進一步說明的那樣，計數值CNT2還表示信號HOR與信號VERDEL(信號VER的一種延時形式)之間的相對延時。
比較器110將計數值CNT1與來自控制單元105的延時值DELIN加以比較。比較器110的輸出為信號VERDEL，信號VERDEL表示何時CNT1與延時值DELIN相等。信號VERDEL的出現表明信號VER上出現脈沖之后已經經過了特定的延時DELIN，且應開始對水平行進行計數。于是，水平行計數器100根據信號VERDEL清零。行計數器100的計時由信號HOR引發(fā)。
信號VERDEL從垂直同步信號VER獲得。信號VER不穩(wěn)定可能使信號VERDEL上的脈沖根據信號HOR上的脈沖出現的時間相應地變化。若信號HOR和VER上脈沖的邊緣緊密重合(接近零延時，行計數器100的計時輸入端與清零輸入端之間以及信號HOR與VERDEL之間會分別出現關鍵性的競爭情況。關鍵性競爭情況可能會使信號VER產生不希望有的不穩(wěn)定，從而使信號HOR以不定的形式對行計數器100計時。舉例說，所述關鍵性競爭情況可能使信號VERDEL使計數器100清零之前或之后即刻使計時脈沖加到計數器100上。于是可能使行計數不正確且不可預測。
但信號VERDEL還促使控制單元105從計數器120讀取計數值CNT2。如下面即將談到的那樣，控制單元105使用計數值CNT2調節(jié)延時值DELIN。調節(jié)延時值DELIN使信號VERDEL上的脈沖處于相對于信號HOR上的脈沖的相對位置上，從而降低水平行計數器100對垂直同步信號VER不穩(wěn)定的敏感性，因此大大提高了行計數器100的可靠性。
延時值DELIN的要求值取決于所涉及的視頻信號的格式。垂直和水平同步脈沖之間的延時接近零時，引起水平行計數器各控制輸入端處的信號VERDEL和HOR之間產生關鍵性競爭導致信號不穩(wěn)定的可能性最大。令信號VERDEL延遲水平行周期的.5倍可能會使信號VERDEL與HOR各邊緣之間的時間間隔最大，并將關鍵性競爭的可能性減小到最小程度。然而考慮到象NTSC標準信號之類的視頻信號中視頻信息各場之間的定時，延時最好不要選取行周期的.5倍。
更具體地說，NTSC制視頻信號在各幀中包含視頻圖象數據的兩個交錯場。各場以垂直同步脈沖開始，且含有262.5水平行。將場1中的信號VERDEL相對于信號HOR移動1/2行周期以便減小對場1中不穩(wěn)定現象的不敏感性，可能會使場2中信號VERDEL相對于場2中信號HOR的延時基本上等于零。因此，延時取.5行周期不是避免而是引起關鍵的定時問題。
水平行計數器各輸入端處的垂直和水平同步信號之間的延時最好選取水平行周期值的.25或.75倍。選用這些值使場1和2中信號VERDEL和HOR之間的間隔為.25行周期(NTSC制為16微秒)。圖2示出了這種這定時情況。
作為圖1實施例工作情況的一個實例，讓我們考慮NTSC制水平行周期約為64微秒的視頻信號的情況。N值可以如圖2中所示的那樣選取16，于是N_FH在各水平行期間的周期為16(各周期的周期數為4微秒)。N值選用16有好處，因為這樣計數器115和120都可以選用共同的4位數字計數器。N等于16時，所要求的水平周期的.25或.75的延時值可轉換成信號N_FH的4或12周期。
圖3中的流程圖進一步說明了圖1實施例的工作情況，特別是控制單元105的工作情況。在圖3中的步驟200，控制單元105一開始就確定較低的延時值DELIN，例如4微秒(計數值為1)。接著，控制單元105等待(步驟205)信號VERDEL上出例如從邏輯0到邏輯1的轉變，這個轉變表明計數值CNT1與延時值DELIN相等。計數值CNT1等于延時值DELIN時，信號VER上出現脈沖之后已經過了一個等于N_FH的周期乘上延時值DELIN的延時。信號VERDEL轉變的出現還起將水平行計數器100清零的作用，并促使控制單元105讀出計數值CNT2(步驟210)。計數值CNT2表示信號HOR和VERDEL上各脈沖之間的相對延時，這是因為1)計數器115和120都是由同一個信號N_FH計時的;2)信號HOR上出現脈沖時，計數值CNT2就被清除掉;3)信號VERDEL上出現脈沖時，由控制單元105核對計數值CNT2。用計數值CNT2表示的延時用計數器120為信號HOR上的脈沖所清零起出現的信號N_FH的周期數表示。
參步驟215處，控制單元105比較信號VERDEL與HOR之間的相對延時，如計數值CNT2所表示的那樣，所要求信號16_FH的延時值為例如4或12周期。舉例說，可以從所要求的延時值DELDES減去計數值CNT2來求出延時誤差DELTA1。接著，控制單元105調整(步驟220)延時值DELIN，使其更接近所要求的信號HOR與VERDEL之間的延時。調整可以這樣進行例如將延時誤差DELTAl與目前的延時值DELIN加起來求出新的延時值DELIN。這時控制操作處于等待狀態(tài)(步驟225)直到再次核實延時值為止，核實時重復上述操作?？梢岳缑恳粋€場或以較小的頻度核實延時值。
圖4示出了實施圖1方框圖的一部分的詳細數字邏輯電路。圖4中與圖1中對應的那些元件用圖1中同樣的編號表示。雖然圖4沒有示出圖1的控制單元105和行計數器100，但圖4卻確實表示，圖1的控制單元105可以是微處理器或微計算機。此外，圖4還示出了圖1中計數器115和120以及除法器125典型的實施例。圖4還示出了控制計數器和比較功能可能的數字信號的極性。具體地說，倒相器430和寄存器420改變信號的極性。圖4沒有包括在圖1中的元件是場指示電路405，該電路產生表示現有的場何時為場1的信號。鎖存電路410和415分別由來自或非門440和來自倒相器425的信號控制，以協助其與可以履行圖1的控制單元105的功能的一個微處理器連系。電路435在計數值達最大值時使計數器115停下來，以防計數器115出口端的計數值在整個計數值中反復循環(huán)。計數器115反復循環(huán)計數可能會使信號VERDEL在信號VER上的各脈沖之間多次重復變換。
本發(fā)明也可用于盒式磁帶錄象機(VCR)中。VCR可能裝有多重讀出頭。VCR開關在例如垂直消隱期間周期性地在各讀出頭之間轉換。這個轉換操作可能會引起同步定時的定時瞬態(tài)誤差。這個瞬態(tài)相位誤差可能持續(xù)到垂直消隱結束為止。例如，在第21行附近，定時誤差可能接近10微秒。本發(fā)明可以按上述方式加以運用來調整同步定時，并補償與VCR有關的相位瞬態(tài)過程，從而顯著改善行計數器的工作情況。
權利要求
1.一種視頻信號處理設備，該視頻信號具有多個垂直和水平顯示時間，各所述垂直顯示時間包括多個所述水平顯示時間，該設備包括信號發(fā)生裝置(115，125)，用以產生第一信號(CNT1)和第二信號(HOR)，第一信號(CNT1)表示各所述垂直顯示時間的開始，并顯示其與所述第二信號變化著的第一定時關系，第二信號(HOR)表示所述水平顯示時間的存在；其特征在于延時裝置(110)，與所述信號發(fā)生裝置(115，125)連接，用以延遲所述第一信號(CNT1)以產生相對于所述第一信號延遲一段由控制信號(DELIN)確定的可變延時時間的延時信號(VERDEL)，所述延時信號顯示隨所述第一定時關系的變化而變化的相對于所述第二信號的第二定時關系；計數裝置(100)，與所述信號發(fā)生裝置(115，125)連接，并與所述延時裝置(110)連接，用以根據所述延時信號(VERDEL)和所述第二信號(HOR)進行計數，以產生在各所述垂直掃描時間出現的所述水平顯示時間的計數值(“行計數值”)，所述計數裝置易根據所述第二定時關系的所述變化而產生不正確的計數值；和裝置(105，120)，與所述信號發(fā)生裝置(115，125)連接，并與所述延時裝置(110)連接，用以評價所述第二定時關系，并用以產生所述控制信號(DELIN)，促使所述第二定時關系變成所要求的定時關系，所述所要求的定時關系旨在防止所述計數裝置(100)產生所述不正確的計數值。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述延遲所述第一信號的裝置(110)包括比較器(110)，具有接收所述第一信號(CNT1)的第一輸入端(A)、接收所述控制信號(DELIN)的第二輸入端(B)和產生所述延時信號(VERDEL)的輸出端(A＝B)。
3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述用以評價所述第二定時關系和用以產生所述控制信號(DELIN)的裝置(105，120)包括微計算機(105)。
4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述用以產生所述第一和第二信號的裝置(115，125)包括計數器(115)，有一個計時輸入端(“計時”)，用以接收具第一特性頻率的輸入計時信號(N_FH);一個復位輸入端(“清零”)，用以接收表示各所述垂直顯示時間開始的垂直同步信號(VER);和一個輸出端，用以產生所述第一信號(CNT1)和分頻器(125)，具有一個用以接收所述輸入計時信號(N_FH)的輸入端和一個用以產生所述第二特性頻率等于所述第一特性頻率除以關系數N的所述第二信號(HOR)，所述第二特性頻率大致上等于所述水平顯示時間出現的頻率。
5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于，所述用以評價所述第二定時關系并用以產生所述控制信號(DELIN)的裝置(105，120)包括計數器(120)，具有用以接收所述輸入的計時信號(N_FH)的計時輸入端(“計時”)、用以接收所述第二信號(HOR)的復位輸入端(“清零”)和用以產生中間信號(CNT2)的輸出端;和微計算機(105)，具有用以接收所述中間信號的第一輸入端、用以接收所述延時信號的第二輸入端和用以產生所述控制信號(DELIN)的輸出端。
6.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述所要求的定時關系是所述延時信號與所述第二信號之間大致上等于其中一個所述水平顯示時間的四分之一的延時。
7.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述所要求的定時關系為所述延時信號與所述第二信號之間大致上等于其中一個所述水平顯示時間的四分之三的延時。
全文摘要
在一種用以確定包含在視頻信號中的具體圖象水平行的系統(tǒng)中，用從垂直同步信號得出的復位信號對一個水平行計數器進行清零，表示垂直掃描時間開始。用從水平同步信號的諧波得出的信號以水平同步頻率對該行計數器進行計時。測出水平行計數器的復位與計時信號之間的相對相移。用測出的相移作為右調移相器的輸入來調節(jié)水平行計數器控制信號與原同步信號之間的相位關系。這個相位調節(jié)大大降低了水平行計數器對垂直同步脈沖不穩(wěn)定的敏感性。
文檔編號H04N7/087GK1068463SQ9210544
公開日1993年1月27日 申請日期1992年7月1日 優(yōu)先權日1991年7月2日
發(fā)明者J·圖爾斯 申請人:湯姆森消費電子有限公司