CN1203492A - 视频信号变换器 - Google Patents
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Abstract
一种通过改变扫描行数,把第1视频信号变换为第2视频信号的视频信号变换器。该变换器输入与第1视频信号同步的水平脉冲和垂直脉冲、与水平脉冲同步的第1时钟信号、由第1时钟脉冲采样第1视频信号并进行A/D变换后的第1数字视频信号,改变第1视频信号的扫描行数,并与第1时钟信号同步地把第2数字视频信号写入存储器,与另一时钟信号发生器的第2时钟信号同步地从存储器读出第2数字视频信号,经D/A变换成所需扫描行数的第2视频信号后输出。
Description
本发明涉及把第1扫描行数变换为第2扫描行数的视频信号变换器。
HDTV(高清晰度电视)接收机的采用，随之要求记录HDTV视频信号以用于目前的盒式录像机中，同时希望保持作为HDTV特点之一的高分辨率。响应于多图像处理，可以预料，用各种广播制式，例如现有的NTSC编码等、高清晰度电视(Hi-Vision)和数字广播***，以高分辨率格式，同时记录视频信号的要求将会增大。为了实现这些功能，例如，当高清晰度电视信号必须转换成NTSC编码信号时，按MUSE(Multiple sub-Nyquist Sampling Encoding system)(多重亚奈奎斯特取样编码制式)信号发送的高清晰度电视信号必须转换成NTSC编码信号。
常规的扫描行变换器包括如未审查的特开昭07-123372日本专利申请中所描述的MUSE-NTSC变换电路。应用MUSE-NTSC变换电路的传统的变换器参照图16加以叙述，图16是描述传统视频信号变换器的框图。
A/D(模/数)变换器200的工作叙述如下。MUSE输入信号由A/D变换器20从模拟信号转换为数字信号，馈送至MUSE输入处理电路201及MUSE同步信号(以后称为“同步信号”)产生电路202。根据由MUSE同步信号产生电路202输出的MUSE同步信号，MUSE定时信号产生电路203输出MUSE定时信号。根据MUSE同步信号及MUSE定时信号，MUSE输入处理电路201输出经输入处理的数字视频信号。该数字视频信号写入MUSE-NTSC变换RAM205。NTSC定时信号产生电路207接收由NTSC时钟信号产生电路208输出的NTSC编码的时钟信号并产生NTSC编码的定时信号。使用NTSC编码定时信号，从MUSE-NTSC变换RAM205读出NTSC编码的MUSE信号并馈送至MUSE简易解码电路206。由MUSE简易解码电路206输出的、解码成NTSC信号的视频信号馈送至输出处理电路209并由此获得NTSC输出信号。NTSC编码定时信号产生电路207产生用于NTSC输出信号的同步信号。
但是，根据上述动作，MUSE信号向NTSC信号的变换需要专用于NTSC变换的MUSE简易解码电路。由于MUSE简易解码电路是简化的电路，与正确解码MUSE信号所得到的HDTV基带输出信号相比，由简易MUSE解码电路得到的NTSC编码输出信号，在水平及垂直方向均显示出其为劣质视频信号。
当根据MUSE输入信号可同时得到HDTV基带输出信号和NTSC输出信号时，除MUSE信号的解码电路外，还要使用简易MUSE解码电路，从而，上述动作使用复杂且体积大的电路。
根据本发明的把第1视频信号的扫描行数转换成第2视频信号的扫描行数的视频信号变换器，包括下述部件：
(a)PLL(锁相环)电路，接收与所述第1输入视频信号同步的水平脉冲并产生与所述水平脉冲同步的第1时钟信号；
(b)模/数变换器，用所述第1时钟信号变换所述第1输入视频信号；
(c)视频变换电路，接收所述模/数变换器输出的第1数字视频信号、所述第1时钟信号、所述水平脉冲和与所述第1视频信号同步的垂直脉冲，并变换所述第1数字视频信号的扫描行数；
(d)时钟信号发生器，输出独立于所述第1时钟信号的第2时钟信号；
(e)存储器，利用所述PLL电路输出的所述第1时钟信号，存储所述视频变换电路输出的所述第2数字视频信号，并在输出第2数字视频信号作为第3数字视频信号前，用所述来自时钟信号发生器的第2时钟信号，读出所述第2数字视频信号；
(f)数/模变换器，把所述存储器输出的第3数字视频信号，从数字形式变换为模拟形式；
由此，变换所述输入的第1视频信号的扫描行数，并输出第2视频信号。
根据上述构成的全部动作如下。
(1)输入与第1视频信号同步的水平脉冲；
(2)产生与该水平脉冲同步的第1时钟信号；
(3)用第1时钟信号，把第1视频信号，从模拟形式转换成数字形式；
(4)用经A/D变换的数字视频信号、第1时钟信号、水平和垂直脉冲作为输入信号，变换视频信号的扫描行数；
(5)在存储器中存储与第1时钟信号同步的视频信号；
(6)用另一时钟信号发生器产生的第2时钟信号，读出视频信号；
(7)用第2时钟信号，把存储器输出从数字形式变换成模拟形式；
(8)最后，不管输入的第1视频信号的扫描行数是多少，均输出具有期望的扫描行数的第2视频信号。
如上所述，根据本发明，能够把第1视频信号的扫描行数转换为第2视频信号的期望扫描行数，而不会产生水平方向的视频信号劣化。进而，用比简易MUSE解码电路更简单的电路，实现MUSE信号向NTSC信号的变换，从而证明，本发明能提供实用的优点。
图1是本发明第1示范实施例的视频信号变换器的框图。
图2是本发明第2示范实施例的视频信号变换器的框图。
图3是本发明第3示范实施例的视频信号变换器的框图。
图4是本发明第4示范实施例的视频信号变换器的框图。
图5是本发明第5示范实施例的视频信号变换器的框图。
图6是本发明第6示范实施例的视频信号变换器的框图。
图7是本发明第7示范实施例的视频信号变换器的框图。
图8是本发明第8示范实施例的视频信号变换器的框图。
图9是本发明第9示范实施例的视频信号变换器的框图。
图10是本发明第10示范实施例的视频信号变换器的框图。
图11是本发明第11示范实施例的视频信号变换器的框图。
图12是本发明第12示范实施例的视频信号变换器的框图。
图13是本发明第13示范实施例的视频信号变换器的框图。
图14是本发明第14示范实施例的视频信号变换器的框图。
图15是本发明一个示范实施例的视频信号变换器的工作时序图。
图16是现有技术的视频信号变换器的框图。
下文，参照附图详细叙述本发明的实施例。实施例1
图1中，本发明实施例1所用的视频信号变换器包括下述部件：
(a)A/D变换器101，把第1视频信号从模拟形式变换为数字形式，然后输出第1数字视频信号。
(b)PLL电路102，接收与第1视频信号同步的水平脉冲，然后产生与该水平脉冲同步的第1时钟信号。
(c)视频变换电路103，接收第1数字视频信号、第1时钟信号、与第1视频信号同步的水平脉冲和垂直脉冲，然后改变第1数字视频信号的扫描行数(改变扫描行数的第1数字视频信号称为第2数字视频信号)。
(d)时钟信号发生器104，产生频率与PLL电路102输出的第1时钟信号频率不同的第2时钟信号。
(e)行存储器105，接收第1和第2时钟信号，利用第1时钟信号，存储视频变换电路103输出的第2数字视频信号，然后，利用第2时钟信号读出第2数字视频信号，作为第3数字视频信号加以输出。
(f)D/A变换器106，利用第2时钟信号，把输入的第3数字视频信号从数字形式变换成模拟形式，然后，输出作为第2视频信号。
具有上述构成的视频信号变换器的动作如下所述：
(1)PLL电路102接收与第1视频信号同步的水平脉冲，然后馈送与水平脉冲同步的第1时钟信号至A/D变换器101。
(2)A/D变换器101用第1时钟信号采样输入的第1视频信号，从而变换第1视频信号。
(3)视频变换电路103通过对A/D变换器101输出的第1数字视频信号的扫描行进行内插，从而改变扫描行数。
(4)行存储器105通过使用PLL电路102输出的第1时钟信号，存储扫描行已内插的、由视频变换电路103输出的第2数字视频信号。第2数字视频信号用时钟信号发生器104输出的第2时钟信号读出，然后馈给D/A变换器106。该读出信号称为第3数字视频信号。同时，第2时钟信号独立于第1时钟信号。
在上述动作中，第1和第2时钟信号的频率选择成使第1视频信号每扫描行的采样数与第2视频信号的相等。第2数字视频信号的水平频率由第1视频信号每扫描行的采样数及第2时钟信号频率确定。
在上述构成中，例如，将已经过MUSE信号解码处理的基带HDTV信号输入作为第1视频信号，然后HDTV信号的扫描行内插成NTSC信号，由此，HDTV信号转换成NTSC信号。上述构成与已有技术的MUSE简易解码电路相比，有两个优点，即：(1)具有比较简单的电路，(2)仅通过内插变换扫描行数，因而水平方向视频信号质量不降低。
图15表示3个扫描行减少为1个扫描行时的时序图。这种情况下，扫描行的内插如下进行：内插扫描行的中央扫描行加权1/2，中央扫描行的上、下扫描行加权1/4，然后，通过与第2时钟信号同步，读出与第1时钟信号同步的第1视频信号且读出的扫描行数减少为原输入的视频信号的行数的1/3。实施例2
下文参照图2叙述实施例2，图2与图1的区别在于在PLL电路102中设定分频比，除此之外，其余部件与图1所示相同。
该电路使PLL电路102可确定分频比以满足下述条件：利用时钟信号发生器104所输出第2时钟信号的第2视频信号的每一扫描行有效象素，等于利用PLL电路102所输出第1时钟信号的第1视频信号的第一扫描行有效象素。
当从第1视频信号的扫描行数“M”产生第2视频信号的扫描行数“N”时(M＞N)，调整PLL电路的分频比，可使行存储器操作要求的两个时间(即，一个是第1视频信号的“M”扫描行数写入行存储器105所需时间，另一是从行存储器105读出第2视频信号“N”扫描行所需时间)相等。也可确定在上述两个要求时间中，读出时间不超过写入时间的行存储器105的最小要求容量。实施例3
下文参照图3叙述实施例3，图3与图1的不同点在于：掩蔽电路(maskingcircuit)112，使用计数器电路111，在PLL电路102的水平扫描行中，以合意的间隔提供掩蔽处理。计数器电路111由第1时钟信号触发并用水平脉冲作为复位信号。图3的其它部件与图1所示相同。
通过在水平脉冲预定期间提供掩蔽处理，该电路能稳定PLL电路102的工作，由此消除了诸如NTSC信号均衡脉冲等信号。结果，可获得比实施例1更稳定的PLL电路102的动作。实施例4
下文，参照图4叙述实施例4，图4与图3的不同点在于：掩蔽位置确定电路121用水平脉冲能确定掩蔽处理的起始位置，而计数器电路111的输出能确定掩蔽处理的结束位置。此外的其余部件与图3所示相同。
当掩蔽处理的起始位置接近于水平脉冲时，该电路使掩蔽处理可免除诸如掩蔽第1时钟信号之类的差错，而且可比实施例3更精确地确定掩蔽处理期间。实施例5
下文，参照图5叙述实施例5。图5与图1的不同点在于：计数器电路111测量水平频率并与预定的阈值频率比较，从而确定第1视频信号的水平频率。PLL电路102的工作可由上述确定结果适当控制。除此之外，其余部件与图1所示相同。
该电路使水平脉冲频率可控制PLL电路102的分频比，由此，根据第1视频信号的类型，调节第1时钟信号的频率。这种构成也使水平脉冲频率可控制PLL电路102中所用相位比较滤波器的特性，由此，与实施例1相比，改进了PLL电路102的性能。实施例6
下文，参照图6叙述实施例6。图6与图3的不同点在于：与在掩蔽电路112作过掩蔽处理的第2水平脉冲同步工作的计数器电路111可识别水平频率，并由此适当控制PLL电路102的工作。除此以外，其余部件与图3所示相同。
该电路使通过掩蔽处理稳定的第2水平脉冲的水平频率，可控制PLL电路102的工作，由此，能比实施例3更精确地控制PLL电路。实施例7
下文，参照图7叙述实施例7。图7与图3不同点在于：由第2时钟信号触发的第2计数器电路131确定第1视频信号的水平频率，并由此适当控制PLL电路102的工作。此外，其余部分与图3所示相同。
该电路使通过掩蔽处理稳定的第2水平脉冲的水平频率可控制PLL电路102的工作，由此，能比实施例3更精确控制PLL电路102。上述构成也使与第1时钟信号不同的第2时钟信号可触发计数器电路131，由此，即使PLL电路102不锁定在合意的状态，也能比实施例6更精确地测量第1视频信号的水平频率。实施例8
下文参照图8叙述实施例8，图8与图7不同点在于，在用视频变换电路103变换扫描行数后，色调变换电路141变换视频信号的色调。此外，其余部件与图7所示相同。
该电路例如当MUSE信号变换成NTSC信号时，能实现HDTV色调转换成NTSC信号的色调。这是本实施例相对于实施例7的优点。实施例9
下文参照图9叙述实施例9。图9与图8的不同点在于：根据第2计数器电路131输出的第1视频信号水平频率的判定结果，切换色调变换电路141的工作。此外，其余部件与图8所示相同。
该电路使第2计数器电路131可判定第1视频信号的水平频率，并由此判定第1视频信号的类型。根据第1视频信号的类型切换色调变换电路141，由此，可适当控制色调变换电路，例如，确定色调变换的必要性及其特性。这相对于实施例8是一个优点。实施例10
下文参照图10叙述实施例10，图10与图7的不同点在于：在视频变换电路103变换扫描行数后，轮廓修正电路151修正水平和垂直方向的轮廓，该电路根据对第1视频信号的水平频率的判定结果进行切换。此外，其余部件与图7所示相同。
该电路能根据第1视频信号的状态或类型，适当控制水平和垂直方向的轮廓修正特性。实施例11
下文参照图11叙述实施例11，图11与图7的不同点在于：当包括视频信号变换器的视频电路电源(以下称为“***电源”)接通时，掩蔽控制电路161控制停止掩蔽电路112的掩蔽处理。除此之外，其它部件与图7所示相同。
由于***电源接通后，对水平脉冲进行掩蔽处理时，PLL电路102有时会锁定于不希望的状态，该电路使仅当***电源接通时，才能由掩蔽控制电路161停止掩蔽处理，从而PLL电路102锁定在合意的状态。实施例12
下文参照图12叙述实施例12，图12与图7的不同点在于：在接收广播期间切换频道时，频道切换检测电路171控制掩蔽处理。除此之外，其余部件与图7所示相同。即使频道切换时输入的第1视频信号的水平频率变化，该电路也能控制掩蔽处理，使PLL电路102正确锁定。实施例13
下文参照图13叙述实施例13。图13与图1的不同点在于：在A/D变换器101前设置低通滤波器181。A/D变换器101去除第1视频信号的高频成分，以免产生折叠失真。该视频变换电路103变换已滤除高频成分的视频信号的扫描行数。此外的其余部件与图1所示相同。
该电路能防止第1视频信号产生讨厌的折叠失真。实施例14
下文参照图14叙述实施例14。图14与图5的不同点在于：低通滤波器181，在第1视频信号进行频率变换前，滤除其高频成分。进而，能够根据第1视频信号的水平频率判定结果，控制低通滤波器181的特性。此外的其它部件，与图5所示相同。
该电路能根据水平频率判定结果，判定输入的视频信号的水平频率，然后判定该信号带宽，由此，可适当调节将由低通滤波器181所滤除的高频成分。结果，视频失真能降至最低。这是与实施例13的不同点。
虽然上述实施例叙述了NTSC信号，但应该理解，所描述的技术同样也适用于其它制式，例如PAL或SECAM制式。
Claims (14)
1.一种把第1输入视频信号的扫描行数转换成第2视频信号的不同扫描行数的视频信号变换器，其特征在于包括：
(a)锁相环装置，接收与所述第1输入视频信号同步的水平脉冲并产生与所述水平脉冲同步的第1时钟信号；
(b)模/数变换器，用所述第1时钟信号变换所述第1输入视频信号；
(c)视频变换装置，接收所述模/数变换器输出的第1数字视频信号、所述第1时钟信号、所述水平脉冲和与所述第1视频信号同步的垂直脉冲，并把所述第1数字视频信号的扫描行数变换成第2数字视频信号的扫描行数；
(d)时钟信号发生器，输出独立于所述第1时钟信号的第2时钟信号；
(e)存储器，利用所述锁相环装置输出的所述第1时钟信号，存储所述视频变换装置输出的所述第2数字视频信号；并在输出第3数字视频信号前，用来自所述时钟信号发生器的第2时钟信号，读出所述第2数字视频信号；
(f)数/模变换器，把所述存储器输出的第3数字视频信号，从数字形式变换为模拟形式；
由此，变换所述输入的第1视频信号的扫描行数，并输出具有变换后的行数的第2视频信号。
2.如权利要求1所述的视频信号变换器，其特征在于，所述锁相环装置产生所述第1时钟信号，使输入的第1视频信号的有效水平像素数等于输出的第2视频信号的有效水平像素数。
3.如权利要求1所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括：
计数器装置，由所述第1时钟信号触发并与所述输入的水平脉冲同步；
掩蔽装置，使用所述计数器装置，对所述水平脉冲的间隔，提供掩蔽处理。
4.如权利要求3所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括，参照所述水平脉冲的位置，确定掩蔽起始位置的掩蔽位置确定装置。
5.如权利要求3所述的视频信号变换器，其特征在于，所述由第1时钟信号触发的所述计数器装置对水平频率计数，并通过比较计数所得频率与预定的阈值频率确定所述第1视频信号的水平频率，由此，控制所述锁相环装置。
6.如权利要求3所述的视频信号变换器，其特征在于，所述由第1时钟信号触发并与经掩蔽处理的第2水平脉冲同步的计数器装置，对水平频率计数，并通过比较计数所得频率与预定的阈值频率确定所述第1视频信号的水平频率，由此，控制所述锁相环装置。
7.如权利要求3所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括，由所述第2时钟信号触发并与经掩蔽处理的第2水平脉冲同步的第2计数器装置，该计数器装置对水平频率计数，并通过比较计数所得频率与预定的阈值频率，确定所述第1视频信号的水平频率，由此，控制所述锁相环。
8.如权利要求7所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括变换与所述第1输入视频信号相应的图像色调的色调变换装置，其中，在第1视频信号变换成第2视频信号时，进行所述色调变换。
9.如权利要求8所述的视频信号变换器，其特征在于，所述色调变换装置，根据确定所述水平脉冲的水平频率的结果，进行适当的切换。
10.如权利要求7所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括轮廓修正装置，用于根据确定水平脉冲的水平频率的结果，至少在水平方向和垂直方向之一，切换与所述第1输入视频信号相应的图像的轮廓修正。
11.如权利要求7所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括，响应于电源接通，不对水平脉冲作掩蔽处理的掩蔽控制装置。
12.如权利要求7所述的视频信号变换器，其特征在于，进一步包括，当接收广播期间响应于切换频道，不对水平脉冲作掩蔽处理的频道切换检测装置。
13.如权利要求1所述的视频信号变换器，其特征在于，所述第1视频信号，经低通滤波器馈送至所述模/数变换器。
14.如权利要求5所述的视频信号变换器，其特征在于，所述第1视频信号经低通滤波器馈送至所述模/数变换器，而所述低通滤波器的特性由所述第1视频信号的水平频率的计数结果控制。
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