CN101223697B - 利用折叠补偿采样消除寄生信号的信号处理器及其方法 - Google Patents

Abstract

在信号处理器中，采样装置(SH11、S12、SH13、ADC1)分别对至少第一信号(YA)和第二信号(UA、VA)进行采样，以获得采样后的第一信号(YD1)和采样后的第二信号(UD1、VD1)。折叠补偿器(LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12)根据采样后的第二信号(UD1、VD1)的频谱部分而对采样后的第一信号(YD1；YS2)中的折叠分量进行补偿，所述频谱部分实质上不具有源自第二信号的分量。

Description

利用折叠补偿采样消除寄生信号的信号处理器及其方法

技术领域

本发明的方面涉及一种包括采样装置的信号处理器，所述采样装置对至少第一信号和第二信号进行采样。信号处理器可以是例如对待显示的视频输入信号进行处理的视频处理器。在这种情况下，亮度信号可以构成第一信号。色度信号可以构成第二信号。本发明的其他方面涉及一种信号处理方法、一种针对信号处理器的计算机程序产品、以及一种信息呈现***。

背景技术

WO 03/055207中描述了对用于多个输入信号的模数转换器进行时间共享是减小视频和/或音频***中的模数转换器的个数的一种公知方法。在该***中用于共享模数转换器的一种技术涉及复用。复用器同时接收模拟U和V输入信号，并取决于使能信号而切换，从而以交替的方式输出所接收到的模拟U和V信号中所选择的一个。模数转换器接收来自复用器的模拟U和V输出信号，并取决于时钟信号对接收到的U和V信号进行数字化，其中每一个时钟信号间隔定义了单一时钟周期或时间间隔。时钟信号的频率可以是使能信号的频率的两倍。解复用器接收来自模数转换器的数字U和V信号，并取决于使能信号而在两个输出数字U和V信号中切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的信号处理。本发明由独立权利要求而限定。从属权利要求限定了有利的实施例。

根据本发明的一方面，一种信号处理器具有如下特性。采样装置分别对第一信号和第二信号进行采样，以获得采样后的第一信号和采样后的第二信号。折叠补偿器根据采样后的第二信号的频谱部分对采样后的第一信号中的寄生分量或折叠分量进行补偿，所述频谱部分实质上不具有源自第二信号的分量，其中频谱部分是通过滤波获得的折叠补偿采样。

本发明考虑到如下方面。信号采样伴随着所谓的折叠效应。折叠效应出现在频域中。假定以给定的有效采样频率对具有给定带宽的信号进行采样以获得采样后的信号。这个采样后的信号将会包括源自被采样信号中单一频谱分量的各个频谱分量。就是说，采样引入了额外的频谱分量，这通常被称作折叠分量。

折叠分量具有取决于有效采样频率的频率。通常，有效采样频率至少为被采样信号的带宽的两倍。这防止折叠分量在信号带宽中出现，否则将会产生失真。另外，在对信号采样前先对其进行滤波，以防止其他信号产生折叠分量。这个滤波通常被称作反混叠滤波。

反混叠滤波可能不总是能够防止其他信号产生折叠分量。这对于如下情形尤其如此：信号处理应用中的各个不同的电路执行各个不同的处理，由于这些电路形成了集成电路或微型模块的一部分，所以它们彼此靠得相对较近。从一个电路到另一个电路的信号的串扰可能引起另一个电路中的寄生信号。当电路靠得彼此相对较近时，难以避免这种串扰。通常难以或甚至不可能借助例如滤波来消除由于串扰引起的寄生信号。

假定对第一信号连同寄生信号进行采样，并对第二信号连同类似的寄生信号进行采样。这种情况可能出现在多个实际的实现中，例如由于上文所述的串扰所引起的情况。将会获得采样后的第一信号和采样后的第二信号，每一个均包括寄生信号的直接表示和折叠分量，所述折叠分量是寄生信号的间接表示。采样后的第一信号中的折叠分量可以与源自第一信号的频谱分量重合。在该情况下，不能对折叠分量和这些频谱分量进行区分。然而，在采样后的第二信号中，折叠分量和寄生信号的直接表示可能均落入实质上不具有源自第二信号的分量的频谱部分中。这样，可以对折叠分量和寄生信号的直接表示与源自第二信号的频谱分量进行区分。

根据本发明的上述方面，根据实质上不具有源自第二信号的分量的采样后的第二信号的频谱部分，而对采样后的第一信号中的折叠分量进行补偿。

在某种意义上，上述采样后的第二信号的频谱部分可以提供与采样后的第一信号中的折叠分量有关的信息。这个信息用于提供对该折叠分量的补偿。因此，本发明允许对折叠分量进行补偿，而这是借助例如反混叠滤波而难以抑制的。为此，本发明允许相对良好的信号处理品质。

本发明的另一个优点涉及如下方面。原理上，能够通过增大有效采样频率而防止由于折叠效应而引起的信号失真。然而，增大有效采样频率通常需要更高的功耗或需要更快的电路(这是更加昂贵的)或需要这两者。上文已经说明，本发明允许对折叠分量进行补偿。因此，本发明允许以相对低的有效采样频率来实现无失真操作。为此，本发明允许功率有效且成本有效的实现。

本发明的另一个优点涉及如下方面。串扰通常在以下情况下出现：执行各种不同处理的各个不同的电路被集成到单一半导体芯片上或集成到单一微型模块中。本发明允许对由于串扰引起的折叠分量进行补偿，比上文所述的反混叠滤波的效果更好。因此，本发明允许即使在例如在集成电路实现中存在串扰的情况下，也能够实现相对良好的信号处理品质。例如，视频处理器、音频处理器以及控制器(如果需要)可以被集成到单一半导体芯片上，这些处理器中的每一个均提供了相对良好的信号处理品质。为此，本发明允许提供相对良好的信号处理品质的集成电路实现。

参考附图对本发明的这些和其他方面进行更加详细的描述。

附图说明

图1是示出了包括视频处理器的视频显示装置的框图。

图2是示出了视频处理器的第一实现的框图。

图3是示出了视频处理器的第一实现中出现的采样操作的时间图。

图4是示出了视频处理器的第二实现的框图。

具体实施方式

图1示出了视频显示装置VDS。视频显示装置VDS包括视频显示驱动器VDD、显示设备DPL、以及遥控设备RCD。视频显示驱动器VDD包括输入电路INP、视频处理器VPR、音频处理器APR、输出电路OUT、晶体振荡器XCO、以及控制器CTRL。视频显示驱动器VDD接收来自各种视频源(未示出)的各种输入视频信号IVX、IVY、IVZ。显示设备DPL例如可以是液晶类型的平板显示器。

视频显示驱动器VDD总体操作如下。假设用户在他的或她的遥控设备RCD上选择特定视频源。遥控设备RCD向控制器CTRL发送命令，该命令指示所要选择的特定视频源。作为响应，控制器CTRL使输入电路INP选择该特定视频源。

输入电路INP从用户已选择的视频源的输入视频信号中获得一组信号。这组信号包括模拟亮度信号YA、模拟第一色度信号UA、以及模拟第二色度信号VA。这些信号表示视频信息，并将在下文中被通称为模拟视频信号YA、UA、VA。这组信号还包括同步信号SY和音频信号AU。同步信号SY可以包括各种分量，例如水平同步分量和垂直同步分量。

模拟亮度信号YA具有相对大的带宽，典型地为5MHz。模拟亮度信号YA可以包括范围从0至5MHz的频带中的频谱分量。模拟第一和第二色度信号UA、VA具有相对窄的带宽，典型地为1.5MHz。第一和第二色度信号UA、VA可以包括范围从0至1.5MHz的频带中的频谱分量。

视频处理器VPR将模拟视频信号YA、UA、VA转换成具有例如27MHz的采样频率的数字视频信号。其后，视频处理器VPR对这些数字视频信号进行处理，以提供各个视频特征，例如双窗口、画中画和全景。视频处理器VPR还可以提高各个显示特性，例如锐度、亮度、以及对比度。用户可以借助遥控设备RCD来选择视频特征并调整一个或更多个显示特性。视频处理器VPR将处理后的视频信号YP、UP、VP施加到输出电路OUT。音频处理器APR对输入电路INP所提供的音频信号AU进行处理，以获得处理后的音频信号AP，该音频信号AP由输出电路OUT接收。

响应于处理后的视频信号YP、UP、VP、同步信号SY、以及处理后的音频信号AP，输出电路OUT提供显示驱动器信号DDS。为此，输出电路OUT可以执行各种信号处理操作，例如放大、电平移动、产生偏压、以及同步。接收显示驱动器信号DDS的显示设备DPL显示用户已选择的输入视频信号。显示设备DPL还可以产生输入视频信号中所包括的声音。

晶体振荡器XCO产生具有24.6MHz频率的***时钟信号CKS。音频处理器APR和控制器CTRL接收该***时钟信号CKS。***时钟信号CKS定义了形成音频处理器APR或控制器CTRL的一部分的开关元件可以改变状态的离散时刻。

图2示出了视频处理器VPR的第一实现，下文称作第一视频处理器实现。第一视频处理器实现包括三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13，每一个分别针对模拟视频信号YA、UA、VA中的一个信号。第一视频处理器实现还包括：两个复用器MUX11、MUX12；模数转换器ADC1；解复用器DMX1；数字信号处理器DSP1；以及时钟发生器CKG1。第一视频处理器实现还包括三个低通滤波器LPF11、LPF12、LPF13以及两个减法器SUB11、SUB12。第一视频处理器实现还可以包括未示出的延迟电路，其对任意的滤波器延迟进行补偿。

第一视频处理器实现的操作如下。三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13分别对模拟视频信号YA、UA、VA进行采样。时钟发生器CKG1定义了三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13进行采样的各个时刻。时钟发生器CKH1基于频率为81MHz的主时钟信号MCK1来定义这些各自的时刻。在主时钟信号MCK1的时钟周期期间获取模拟视频信号YA、UA、VA之一的采样。

图3示出了三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13以循环的方式分别对模拟视频信号YA、UA、VA逐一进行采样。图3示出了两个连续的采样周期SC1、SC2。采样周期SC1包括主时钟信号MCK1的时钟周期CC1、CC2、CC3。采样周期SC2包括主时钟信号MCK1的时钟周期CC4、CC5、CC6。

在采样周期SC1中，采样-保持电路SH1在时钟周期CC1中获取模拟亮度信号YA的采样，CC1是采样周期SC1中的第一时钟周期。采样-保持电路SH2在时钟周期CC2中获取模拟第一色度信号UA的采样，CC2是采样周期SC1中的第二时钟周期。采样-保持电路SH3在时钟周期CC3中获取第二色度信号VA的采样，CC3是采样周期SC1中的第三时钟周期。采样周期SC1之后是采样周期SC2，在SC2中，三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13以相同的方式对模拟视频信号YA、UA、VA进行采样。对于每一个随后的采样周期也一样。

采样-保持电路SH11具有27MHz的有效采样频率，该频率等于81MHz除以3。这是因为采样-保持电路SH11以主时钟信号MCK1的每三个连续时钟周期对模拟亮度信号YA进行采样。这对于采样-保持电路SH12和SH13也一样。三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13具有相同的有效采样频率(27MHz)但是不同的采样相位。图3示出了这一点。

图2示出了采样-保持电路SH11所接收的模拟亮度信号YA可以包括由于***时钟信号CKS的串扰而引起的寄生分量。采样-保持电路SH11将会对这个寄生分量进行采样。因此，采样-保持电路SH11将会产生包括折叠分量的模拟亮度采样流YS1。折叠分量的频率为2.4MHz，这是***时钟信号CKS的频率(24.6MHz)和三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13中每一个的有效采样频率(27MHz)之间的差。

模拟第一色度信号UA也包括由于***时钟信号CKS的串扰所引起的寄生分量。模拟第二色度信号VA也一样。各个寄生分量通常是类似的，特别是在三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13通过物理上彼此接近的类似的信号路径分别接收模拟视频信号YUA、UA、VA的情况下。采样-保持电路SH12和SH13将分别产生模拟第一色度采样流US1和模拟第二色度采样流VS1，每一个均包括频率为2.4MHz的折叠分量。

复用器MUX11对模拟亮度采样流YS1、模拟第一色度采样流US1、以及模拟第二色度采样流VS1进行复用。对此，复用器MUX11以循环的方式逐一获取上述流的各个采样，可与图3所示进行对比。就是说，复用器MUX11具有与上述采样周期类似的切换周期。切换周期包括主时钟信号MCK1的三个连续时钟周期。在切换周期的第一时钟周期中，复用器MUX11获取模拟亮度采样。在第二时钟周期，复用器MUX11获取模拟第一色度采样。在第三时钟周期，复用器MUX11获取模拟第二色度采样。模数转换器ADC1由此接收复用后的模拟采样流MS1。

模数转换器ADC1针对复用后的模拟采样流MS1中的每一个模拟采样而产生二进制值。这个二进制值反映了有关的模拟采样的量值。因此，模数转换器ADC1提供了具有二进制值流的形式的复用后的数字采样流MD1。复用后的数字采样流MD1包括数字亮度采样、数字第一色度采样和数字第二色度采样。上述数字采样以和图3所示类似的方式而复用。在具有三个连续时钟周期的时间间隔中，存在一个数字亮度采样、一个数字第一色度采样以及一个数字第二色度采样。

解复用器DMX1把复用后的数字采样流MD1分为数字亮度采样流YD1、第一色度采样流UD1、以及第二色度采样流VD1。对此，解复用器DMX1具有与复用器MUX11类似的切换周期。因此，在具有三个连续的主时钟周期的时间间隔中，解复用器DMX1从复用后的数字采样流MD1中获取数字亮度采样、数字第一色度采样以及数字第二色度采样。解复用器DMX1把这些各自的采样分别分配到数字亮度采样流YD1、数字第一色度采样流UD1、以及数字第二色度采样流VD1。

数字亮度采样流YD1将会包括折叠分量。这个折叠分量至少部分上是模拟亮度采样流YS1中的折叠分量的数字形式。类似地，数字第一色度采样流UD1和数字第二色度采样流VD1每一个均包括折叠分量。这些折叠分量中的每一个至少部分上分别是模拟第一色度采样流US1和模拟第二色度采样流VS1中的折叠分量的数字形式。各个数字采样流YD1、UD1、VD1中各自的折叠分量均具有2.4MHz的频率。

应当注意，各个数字采样流YD1、UD1、VD1中各自的折叠分量至少部分上是由于三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13与模数转换器ADC1之间的信号路径的***时钟信号CKS的串扰所引起的。如上所述，模数转换器ADC1以时间离散方式操作：模数转换器为主时钟信号MCK1的各个时钟周期中的各个模拟采样产生各个二进制值。这构成了采样操作。***时钟信号CKS的串扰可能会向复用后的模拟采样流MS1增加频率为24.6MHz的寄生分量。模数转换器ADC1将会有效地对这个寄生分量进行采样。结果，上述串扰将至少部分地引起各个数字采样流YD1、UD1、VD1中各自的折叠分量。

低通滤波器LPF11对数字第一色度采样流UD1进行滤波。低通滤波器LPF11的截止频率大约为1.5MHz。因此，低通滤波器LPF11对数字第一色度采样流UD1中存在的折叠分量进行抑制。低通滤波器LPF11提供了滤波后的数字第一色度采样流UD，在UD中实质上不存在折叠分量。低通滤波器LPF12对数字第二色度采样流VD1进行滤波。低通滤波器LPF12同样具有大约1.5MHz的截止频率。结果，低通滤波器LPF12提供了滤波后的数字第二色度采样流VF，在VF中实质上不存在折叠分量。

减法器SUB11从数字第一色度采样流UD1中减去滤波后的数字第一色度采样流UF。因此，获得了反向滤波后的数字第一色度采样流UIF。反向滤波后的数字第一色度采样流UIF与将数字第一色度采样流ID1施加到截止频率为1.5MHz的高通滤波器时所获得的信号相对应。反向滤波后的数字第一色度采样流UIF包括折叠分量，该折叠分量存在于数字第一色度采样流UD1中。减法器SUB12通过从数字第二色度采样流VD1中减去滤波后的数字第二色度采样流VF而提供反向滤波后的数字第二色度采样流VIF。反向滤波后的第二数字色度采样流VIF包括折叠分量，该折叠分量存在于数字第二色度采样流VD1中。

复用器MUX12对数字亮度采样流YD1、反向滤波后的数字第一色度采样流UIF和反向滤波后的数字第二色度采样流VIF进行复用。复用器MUX12具有与复用器MUX11类似的切换周期。在具有主时钟信号MCK1的三个连续的时钟周期的时间间隔中，复用器MUX12从数字亮度采样流YD1中获取一个采样，从反向滤波后的数字第一色度采样流UIF中获取一个采样，并从反向滤波后的第二色度采样流VIF中获取一个采样。复用器MUX12提供了对构成补充性数字亮度采样流YC的上述数字采样流的复用。

低通滤波器LPF11、LPF12、两个减法器SUB11、SUB12、以及复用器MUX12提供了对数字亮度采样流YD1中存在的折叠分量的补偿。这可以借助如下示例来理解。

假定三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13没有接收到模拟视频信号YA、UA、VA。然而，三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13每一个均接收到由于上文所述的***时钟信号CKS的串扰所引起的寄生信号。进一步假定各个寄生信号是相同的，该假定在多数实际实现中是非常正确的。三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13接收相同的寄生信号。

在这种情况下，复用器MUX12所提供的补充性数字亮度采样流YC与采样频率为81MHz的模数转换器响应于相同的寄生信号所提供的数字采样流相对应。实际上，对于所涉及的寄生信号，三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13在功能上等同于具有81MHz的采样频率的单一采样-保持电路。

因此，如果三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13确实接收到完全相同的寄生信号，则补充性数字亮度采样流YC将不包括任何2.4MHz的折叠分量，这是理想情况。实际中，模拟视频信号YA、UA、VA中各自的寄生信号之间可能存在一些不同。在这种情况下，补充性数字亮度采样流YC中将会存在2.4MHz的折叠分量。然而，这个2.4MHz的折叠分量将具有与各个数字采样流YD1、UD1、VD1中各自的2.4MHz折叠分量相比而言相对小的量值。

现在假定仅在复用器MUX11和模数转换器ADC1之间的信号路径上存在***时钟信号CKS的串扰。上文已经说明该串扰将会在各个数字采样流YD1、UD1、VD1的每一个中引起2.4MHz的折叠分量。这些各自的2.4MHz折叠分量源自复用后的模拟采样流MS1上相同的24.6MHz寄生信号。因此，补充性数字亮度采样流YC与具有81MHz采样频率的模数转换器响应于这个24.6MHz的寄生信号而提供的数字采样流相对应。因此，补充性数字亮度采样流YC不包括任何2.4MHz的折叠分量。

补充性数字亮度采样流YC将包括频率为24.6MHz的寄生分量。这个24.6MHz的寄生分量是由于***时钟信号CKS的串扰所引起的各种寄生信号的数字表示。这个24.6MHz的寄生分量处于模拟亮度信号的带宽(范围从0至5MHz)之外。应当注意，补充性数字亮度采样流YC还包括频率为56.4MHz的折叠分量，该频率是81MHz的采样频率与24.6MHz的***时钟信号CKS的频率之间的差。

低通滤波器LPF13对补充性数字亮度采样流YC进行采样。低通滤波器LPF13的截止频率为5MHz。因此，低通滤波器LPF13抑制了补充性数字亮度采样流YC中存在的24.6MHz的寄生分量和56.4MHz的折叠分量。因此，低通滤波器LPF13提供了滤波后的数字亮度采样流YF，YF中实质上不存在由于***时钟信号CKS的串扰所引起的任何寄生或折叠分量。

数字信号处理器DSP对滤波后的数字亮度采样流YF、滤波后的数字第一色度采样流UF、以及滤波后的数字第一色度采样流VF进行处理。这个处理允许各种视频特征，例如双窗口、画中画和全景，并提高了各种显示特性，例如锐度、亮度。数字信号处理器DSP提供了处理后的视频信号YP、UP、VP，这也在图1中示出。

数字信号处理器DSP可以包括用于减小采样速率的一个或更多个抽取器(decimator)。例如，滤波后的数字亮度采样流YF将具有每秒8100万个采样的采样速率。这个流的信号带宽为5MHz。低通滤波器LPF13抑制了该信号带宽之外的频谱分量。因此，可以减小采样速率，而且不会导致由于折叠效应引起的信号失真。为了类似的原因，也可以对滤波后的数字第一色度采样流UF和滤波后的数字第一色度采样流VF减小采样速率。

图4示出了视频处理器的第二实现，下文称作第二视频处理器实现。第二视频处理器实现包括三个采样-保持电路SH21、SH22、SH23，每一个分别针对模拟视频信号YA、UA、VA中的一个信号。第一视频处理器实现还包括复用器MUX2、模数转换器ADC2、解复用器DMX2、数字信号处理器DSP2、以及时钟发生器CKG2。第二视频处理器实现还包括带通滤波器BPF、采样校正器SCR和减法器SUB2。第二视频处理器实现还可以包括未示出的延迟电路，其对任意的滤波器延迟进行补偿。

第二视频处理器实现的操作如下。三个采样-保持电路SH21、SH22、SH23和复用器MUX2的操作方式分别与上文参考采样-保持电路SH11、SH12、SH13和复用器MUX1所述的方式相同。因此，采样-保持电荷SH21将会产生包括2.4MHz频率的折叠分量的模拟亮度采样流YS2。采样-保持电路SH22和SH23分别产生均包括类似的折叠分量的模拟第一色度采样流US1和模拟第二色度采样流V1。各个折叠分量相对于彼此有相移，这可以参考图3所示的各个采样操作而理解。

复用器MUX2提供了复用后的模拟采样流MS2，它是对采样-保持电路SH21、SH22、SH23所提供的各个模拟采样流YS2、US2、VS2的复用。假定三个采样-保持电路没有接收模拟视频信号YA、UA、VA。然而，三个采样-保持电路SH21、SH22、SH23每一个均接收由于***时钟信号CKS的串扰所引起的寄生信号。进一步假定各个寄生信号是相同的。三个采样-保持电路SH21、SH22、SH23接收相同的寄生信号。

在这种情况下，复用器MUX2所提供的复用后的模拟采样流MS2与具有采样频率为81MHz的采样-保持电路响应于相同的寄生信号所提供的模拟采样流相对应。实际上，对于所涉及的寄生信号，三个采样-保持电路SH21、SH22、SH23在功能上等同于具有81MHz的采样频率的单一采样-保持电路。

如果三个采样-保持电路SH21、SH22、SH23确实接收到完全相同的寄生信号，则复用后的模拟采样流MS2将不包括任何2.4MHz的折叠分量，这是理想情况。实际中，模拟视频信号YA、UA、VA中各自的寄生信号之间可能存在一些不同。在这种情况下，复用后的模拟采样流MS2中将会存在2.4MHz的折叠分量。然而，这个2.4MHz的折叠分量将具有与各个模拟采样流YS2、US2、VS2中各自的2.4MHz折叠分量相比而言相对小的量值。

复用后的模拟采样流MS2将包括频率为24.6MHz的寄生分量。这个24.6MHz的寄生分量至少部分上为模拟视频信号YA、UA、VA中由于***时钟信号CKS的串扰所引起的各个寄生信号的数字表示。在24.6MHz附近可能存在其他频谱分量。模拟亮度信号YA(其带宽范围达到5MHz)可以包括2.4MHz附近的频谱分量。采样-保持电路SH21对这些2.4MHz的频谱分量进行折叠，使得这些变为复用后的模拟采样流MS2中的24.6MHz的频谱分量。

带通滤波器BPF对复用后的模拟采样流MS2进行滤波，并把带通滤波后的复用后的模拟采样流施加到采样校正器SCR。带通滤波器BPF优选地具有中心位于24.6MHz上的相对窄的通带。这个窄的通带在一定程度上防止源自模拟亮度信号YA的频谱分量通过带通滤波器BPF并到达采样校正器SCR。采样校正器SCR对带通滤波后的复用后的模拟采样流进行处理，以提供干扰补偿采样流ICS。理想地，干扰补偿采样流ICS仅包括由于***时钟信号CKS引起的24.6MHz的寄生分量。就是说，干扰补偿采样流ICS理想地应当不包括源自模拟亮度信号YA的任何24.6MHz的频谱分量。

减法器SUB2从复用后的模拟采样流MS2中减去干扰补偿采样流ICS。这对复用后的模拟采样流MS2中存在的24.6MHz的寄生分量进行补偿。因此，减法器SUB2提供了包括24.6MHz的寄生分量的干扰补偿后的复用后的模拟采样流MSC，该寄生分量的量值与复用后的模拟采样流MS2中的寄生分量相比相对较小。理想地，干扰补偿后的复用后的模拟采样流MSC不包括任何24.6MHz的寄生分量。

模数转换器ADC2响应于干扰补偿后的复用后的模拟采样流MSC而提供复用后的数字采样流MD2。解复用器DMX2把复用后的数字采样流MD2分为数字亮度采样流YD2、数字第一色度采样流UD2和数字第二色度采样流VD2。模数转换器ADC2和解复用器DMX2的操作方式分别与上文参考第一视频处理器实现中的模数转换器ADC1和解复用器DMX1所描述的方式相同。

解复用器DMX2可以被看作构成了抽取因数为3的抽取器。解复用器DMX2将会引起与该抽取器类似的折叠。干扰补偿后的复用后的模拟采样流MSC中的任何24.6MHz寄生分量将会折叠为数字亮度采样流YD2中2.4MHZ的寄生分量。该折叠还会在数字第一色度采样流UD2和数字第二色度采样流VD2中产生2.4MHz的寄生分量。如上所述，带通滤波器BPF、采样校正器SCR和减法器SUB2提供了对复用后的模拟采样流MS2中的24.6MHz的寄生分量的补偿。这个补偿使得干扰补偿后的复用后的模拟采样流MSC中的24.6MHz分量相对较弱或甚至消失，这是理想的情况。

上文已经提到，干扰补偿采样流ICS理想上应当不包括源自模拟亮度信号YA的任何24.6MHz的频谱分量。这可以理解如下。

假定带通滤波器BPF、采样校正器SCR和减法器SUB2由短路所取代，即把复用后的模拟采样流MS2直接传输至模数转换器ADC2。就是说，复用器MUX2和模数转换器ADC2之间不存在滤波。如上文所述，模拟亮度信号中的2.4MHz分量将会产生复用后的模拟采样流中的24.6MHz分量。解复用器DMX2将把24.6MHZ分量折回，使得其再次变为数字亮度采样流YD2中的2.4MHz分量。复用和解复用不会引起任何频率失真。这些操作是透明的。好似模拟采样流YS2、US2、VS2中每一个均具有各自的模数转换器ADC2。

现在假定采样校正器SCR由短路所取代。在这种情况下，带通滤波器BPF和减法器SUB2构成了所谓的陷波滤波器，其对中心位于24.6MHz上的频带中的任何频谱分量进行抑制。因此，源自模拟亮度信号的24.6MHz分量将会被抑制。这个24.6MHz分量将不会到达解复用器DMX2，因而不会在数字亮度采样流YD2中产生2.4MHz分量，而该分量在上述其他情况下已经出现。因此，对源自模拟亮度信号的24.6MHz分量的抑制将产生频率失真。

采样校正器SCR可以在一定程度上防止上述频率失真。采样校正器SCR可以在24.6MHz寄生分量和源自模拟亮度信号的24.6MHz分量之间进行更好的区分。对此，采样校正器SCR使用复用后的模拟采样流MS2中存在的第一色度采样和第二色度采样。第一色度采样和第二色度采样包括24.6MHz寄生分量，但不包括源自模拟亮度信号YA的任何分量。采样校正器SCR基于第一色度采样和第二色度采样来估计24.6MHz寄生分量。这个估计允许采样校正器SCR在24.6MHZ寄生分量和源自模拟亮度信号YA的24.6MHz分量之间进行区分。因此，采样校正器SCR可以防止干扰补偿采样流ICS中出现后一个24.6MHz的分量。

结论

上文参考附图的描述示出了如下特性，其在各个独立权利要求中引述。在信号处理器(VDD)中，采样装置(图2中的SH11、S12、SH13、ADC1；图4中的SH21、SH22、SH23)至少对第一信号(YA)和第二信号(UA、VA)进行采样，以分别获得采样后的第一信号(图2中的YD1；图4中的YS2)以及采样后的第二信号(图2中的UD1、VD1；图4中的US2、VS2)。折叠补偿器(图2中的LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12；图4中的BPF、SCR、SUB2)基于采样后的第二信号(UD1、VD1；US2、VS2)的频谱部分对采样后的第一信号(YD1；YS2)中的折叠分量进行补偿，所述频谱部分实质上不存在源自第二信号(UA、VA)的分量。

上文的详细描述还示出了各种可选特性，其在从属权利要求中引述，并在如下段落中强调。这些特性可以和上述特性一同应用以产生有益效果。

采样装置(图2中的SH11、S12、SH13、ADC1)包括模数转换器(ADC1)。折叠补偿器(LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12)从模数转换器(ADC1)接收具有各自的数字采样流形式的采样后的第一信号(YD1)和采样后的第二信号(UD1、VD1)。这有助于良好的信号处理品质，因为折叠补偿器将会对由于在采样操作和数值量化操作之间引起的寄生信号而产生的折叠分量进行补偿。如上文参考图2所述，将会对三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13与模数转换器ADC1之间的信号路径的***时钟信号CKS的串扰进行补偿。采样装置(SH11、S12、SH13、ADC1)包括多个采样-保持电路(SH11、S12、SH13)，其响应于第一信号(YA)而提供第一模拟采样流(YS1)，并响应于第二信号(UA、VA)而提供第二模拟采样流(US1、VS1)。复用器(MUX11)形成了包括来自第一模拟采样流(YS1)和第二模拟采样流(US1、VS1)的模拟采样的复用后的模拟采样流(MS1)，并把复用后的模拟采样流(MS1)施加到模数转换器(ADC1)。解复用器(DMX1)从模数转换器(ADC1)响应于复用后的模拟采样流(MS1)所提供的复用后的数字采样流(MD1)中导出采样后的第一信号(YD1)和采样后的第二信号(UD1、VD1)。这还有助于良好的信号处理品质，因为折叠补偿器可以对由于在复用器和模数转换器之间引起的寄生信号而产生的折叠分量进行完全补偿。折叠补偿器(LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12)包括滤波装置(LPF11、SUB11、LPF12、SUB12)，用于对采样后的第二信号(UD1、VD1)进行滤波，以获得折叠补偿采样(UIF、VIF)。滤波装置(LPF11、SUB11、LPF12、SUB12)具有采样后的第二信号(UD1、VD1)的频谱部分中的通带，所述频谱部分实质上不存在源自第二信号(UA、VA)的分量。组合器(MUX1)把采样后的第一信号(YD1)与折叠补偿采样(UIF、VIF)进行组合。这允许有效成本的实现。

在上述滤波装置(LPF11、SUB11、LPF12、SUB12)中，滤波器(LPF11、LPF12)对采样后的第二信号(UD1、VD1)进行滤波，以获得滤波和采样后的第二信号(UF、VF)。滤波器(LPF11、LPF12)具有采样后的第二信号(UD1、VD1)的频谱部分中的通带，所述频谱部分实质上包括源自第二信号(UA、VA)的分量。减法器(SUB11、SUB12)从采样后的第二信号(UD1、VD1)中减去滤波和采样后的第二信号(UF、VF)，以获得折叠补偿采样(UIF、VIF)。这也有助于成本有效的实现，因为滤波器执行两个功能：抑制采样后的第二信号中的折叠分量，以及从采样后的第二信号中提取折叠分量以进行补偿。

时钟发生器(CKG1；CKG2)使采样装置(SH11、S12、SH13、ADC1；SH21、SH22、SH23)在公共时钟信号(MCK1；MCK2)的不同时钟周期中交替地对第一信号(YA)和第二信号(UA、VA)进行采样。这允许成本有效的实现。

复用器(MUX2)把采样后的第一信号(YS2)与采样后的第二信号(US2、VS2)进行组合，以获得复用后的信号(MS2)。折叠补偿器(BPF、SCR、SUB2)包括滤波装置(BPF、SCR)，其对复用后的信号(MS2)进行滤波以获得折叠补偿采样(ICS)。滤波装置(BPF、SCR)具有采样后的第二信号(US2、VS2)的频谱部分中的通带，所述频谱部分实质上不具有源自第二信号(UA、VA)的分量。组合器(SUB2)把采样后的第一信号(YS2)与折叠补偿采样(ICS)进行组合。这构成了备选实现。图4是该备选实现的示例。

滤波装置(BPF、SCR)包括采样校正器(SCR)，其防止折叠补偿采样(ICS)包括源自采样后的第一信号(YS2)的分量。这有助于良好的信号处理品质。

存在频率发生器(XCO)，其提供了易于引起第一信号(YA)中的折叠分量的频率(24.6MHz)。滤波装置(BPF、SCR)包括滤波器(BPF)，该滤波器具有中心频率与频率发生器(XCO)所提供的频率(24.6MHz)相对应的带通特性。这防止频率发生器对信号处理品质产生不利的影响。

上述特性可以以多种不同的方式来实现。为了对此进行说明，简要指出一些备选方式。

上述特性可以应用于任何类型的信号处理以产生有益效果。视频信号处理仅为示例。例如，上述特性同样可以应用于蜂窝电话***中的信号处理，例如以GSM为缩写的已知的蜂窝电话***。

可以对任意数目的采样后的信号执行根据本发明的折叠补偿。该详细描述仅提供了存在三个采样后的信号的示例。同样，例如可以对两个或四个采样后的信号、或者对任意数目的采样后的信号执行根据本发明的折叠补偿。此外，对一个采样后的信号中的折叠分量进行补偿不一定需要基于所有其他的采样后的信号。这同样适用于以不同的相位对信号进行采样的情况，如同该详细描述所述的情况。下面的示例对此进行说明。假定以0、90、180、270度的各个采样相位对4个不同的信号进行采样。具有180度采样相位差的采样后的信号的组合对应于有效采样频率的加倍。这对于补偿这些信号之一中的折叠分量是足够的。

可以在信号处理链中的多个不同点处执行根据本发明的折叠补偿。下面的示例对此进行说明。在图2所示的第一视频处理器实现中，在解复用器DMX1和数字信号处理器DSP1之间的的数字采样域中执行折叠补偿。这个折叠补偿可以由例如三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13和复用器MUX11之间的模拟采样域中的等效折叠补偿所取代。在图4所示的第二视频处理器实现中，在复用器MUX2和模数转换器ADC2之间的模拟采样域中执行折叠补偿。这个折叠补偿例如可以由模数转换器ADC2与解复用器DMX2之间的数字采样域中的等效折叠补偿所取代。如上所述，在数字采样域中执行折叠补偿是有利的。

根据本发明的折叠补偿不一定需要进行时间复用的模数转换。例如，参考图2所示的第一视频处理器实现，复用器MUX11、模数转换器ADC1以及解复用器DMX1可以由三个分离的模数转换器所取代，每一个针对三个各自的模拟采样流之一。

根据本发明的折叠补偿不一定需要以循环方式对多个信号逐一进行采样的采样装置。例如，图2所示的第一视频处理器实现可以修改如下。时钟发生器可以使三个采样-保持电路SH11、SH12、SH13在相同时刻对模拟输入信号YA、UA、VA进行采样。复用器MUX12可以由把与模拟输入信号YA、UA、VA的各个采样(在相同时刻获取)相关联的各个数字采样进行线性组合的电路所取代。可以提供适当的延迟补偿，其解决了低通滤波器LPF11、LPF12中的各个延迟。还应当注意，可以使用除了图3所示的循环模式之外的循环模式。此外，在采样周期中，可以从特定信号中获取若干采样，而仅从另一个信号获取一个采样。例如，参考图2，可以在采样周期中获取模拟亮度信号YA的两个采样，然而从第一色度信号UA以及第二色度信号VA中仅获取一个采样。

存在借助于硬件或软件或两者来实现功能的多种方式。对此，附图是示意性的，每一个仅表示本发明的一个可能的实施例。因此，尽管附图把不同的功能示为不同的块，然而这绝不排除单一一项硬件或软件执行若干功能。也不排除硬件或软件或两者的组合执行一项功能。这里所进行的说明在对参考附图的详细描述进行论证之前，例证而非限制了本发明。存在落入所附权利要求的范围内的多个备选。权利要求中的任意附图标记不应被解释为对权利要求造成限制。词“包括”不排除权利要求中所列出的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。元件或步骤之前的词“一个”或“一”不排除多个该元件或步骤的存在。

Claims (11)

1.一种信号处理器(VDD)，包括：

采样装置(SH11、S12、SH13、ADC1；SH21、SH22、SH23)，用于对至少第一信号(YA)和第二信号(UA、VA)分别进行采样，以获得采样后的第一信号(YD1；YS2)和采样后的第二信号(UD1、VD1；US2、VS2)；以及

折叠补偿器(LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12；BPF、SCR、SUB2)，被设置为根据采样后的第二信号(UD1、VD1；US2、VS2)中不具有源自第二信号(UA，VA)分量的频谱部分对采样后的第一信号(YD1；YS2)中的寄生分量或折叠分量进行补偿；

其中，所述频谱部分是通过滤波获得的折叠补偿采样。

2.根据权利要求1所述的信号处理器，所述采样装置(SH11、S12、SH13、ADC1)包括模数转换器(ADC1)，所述折叠补偿器(LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12)被耦合用于从所述模数转换器(ADC1)接收具有各自的数字采样流形式的采样后的第一信号(YD1)和采样后的第二信号(UD1、VD1)。

3.根据权利要求2所述的信号处理器，所述采样装置(SH11、S12、SH13、ADC1)包括：

多个采样一保持电路(SH11、S12、SH13)，被设置为响应于第一信号(YA)而提供第一模拟采样流(YS1)，并响应于第二信号(UA、VA)而提供第二模拟采样流(US1、VS1)；

复用器(MUX11)，被设置为形成包括来自第一模拟采样流(YS1)和第二模拟采样流(US1、VS1)的模拟采样的复用后的模拟采样流(MS1)，并把复用后的模拟采样流(MS1)施加到所述模数转换器(ADC1)；以及

解复用器(DMX1)，被设置为从复用后的数字采样流(MD1)中导出采样后的第一信号(YD1)和采样后的第二信号(UD1、VD1)，所述复用后的数字采样流(MD1)是所述模数转换器(ADC1)响应于复用后的模拟采样流(MS1)而提供的。

4.根据权利要求1所述的信号处理器，所述折叠补偿器(LPF11、LPF12、LPF13、SUB11、SUB12、MUX12)包括：

滤波装置(LPF11、SUB11、LPF12、SUB12)，用于对采样后的第二信号(UD1、VD1)进行滤波，以获得折叠补偿采样(UIF、VIF)，所述滤波装置(LPF11、SUB11、LPF12、SUB12)具有采样后的第二信号(UD1、VD1)的频谱部分中的通带，所述频谱部分不具有源自第二信号(UA，VA)的分量；以及

组合器(MUX12)，用于把采样后的第一信号(YD1)和折叠补偿采样(UIF、VIF)进行组合。

5.根据权利要求4所述的信号处理器，所述滤波装置(LPF11、SUB11、LPF12、SUB12)包括：

滤波器(LPF11、LPF12)，用于对采样后的第二信号(UD1、VD1)进行滤波，以获得采样且滤波后的第二信号(UF、VF)，所述滤波器(LPF11、LPF12)具有采样后的第二信号(UD1、VD1)的频谱部分中的通带，所述频谱部分包括源自第二信号(UA、VA)的分量；以及

减法器(SUB11、SUB12)，用于从采样后的第二信号(UD1、VD1)中减去采样且滤波后的第二信号(UF，VF)，以获得折叠补偿采样(UIF，VIF)。

6.根据权利要求1所述的信号处理器，包括：

时钟发生器(CKG1；CKG2)，被设置为使所述采样装置(SH11，S12、SH13、ADC1；SH21、SH22、SH23)在公共时钟信号(MCK1；MCK2)的不同时钟周期中交替地对第一信号(YA)和第二信号(UA、VA)进行采样。

7.根据权利要求1所述的信号处理器，包括：

复用器(MUX2)，被设置为把采样后的第一信号(YS2)与采样后的第二信号(US2、VS2)进行组合，以获得复用后的信号(MS2)，

所述折叠补偿器(BPF、SCR、SUB2)包括：

滤波装置(BPF、SCR)，用于对复用后的信号(MS2)进行滤波以获得折叠补偿采样(ICS)，所述滤波装置(BPF、SCR)具有采样后的第二信号(US2、VS2)的频谱部分中的通带，所述频谱部分不具有源自第二信号(UA、VA)的分量；以及

组合器(SUB2)，用于把采样后的第一信号(YS2)与折叠补偿采样(ICS)进行组合。

8.根据权利要求7所述的信号处理器，所述滤波装置(BPF、SCR)包括采样校正器(SCR)，所述采样校正器(SCR)用于防止折叠补偿采样(ICS)包括源自采样后的第一信号(YS2)的分量。

9.根据权利要求7所述的信号处理器，包括：

频率发生器(XCO)，被设置为提供易于在第一信号(YA)中引起折叠分量的频率，

所述滤波装置(BPF、SCR)包括滤波器(BPF)，所述滤波器(BPF)具有中心频率与频率发生器(XCO)所提供的频率相对应的带通特性。

10.一种信号处理方法，包括：

采样步骤，其中分别对至少第一信号(YA)和第二信号(UA、VA)进行采样，以获得采样后的第一信号(YD1；YS2)以及采样后的第二信号(UD1、VD1；US2、VS2)；以及

折叠补偿步骤，其中根据采样后的第二信号(UD1、VD1；US2、VS2)中不具有源自第二信号(UA、VA)分量的频谱部分，而对采样后的第一信号(YD1；YS2)中的寄生分量或折叠分量进行补偿；

其中，所述频谱部分是通过滤波获得的折叠补偿采样。

11.一种信息呈现***(VDS)，包括根据权利要求1所述的信号处理器(VDD)，还包括用于呈现所述信号处理器所提供的输出信号的信息呈现设备(DPL)。

Images