防止视频处理器图象劣化的方法及其电路

摘要

本方法和电路在输入彩色视频信号时梳状滤波器的时钟信号利用由色同步信号锁相的锁相环锁定，在输入无色同步信号的单色视频信号时该时钟信号由锁相环的压控振荡器输出信号锁定，在水平行周期间隔前，不管输入视频信号的色同步信号是否存在，都由色同步信号倍频锁定该时钟信号。根据彩色/单色信号鉴别结果选择色同步信号或准色同步信号作为基准信号以锁定该基准信号来提供具有恒定相位和频率的时钟信号，可改善图象质量。

说明书

本发明涉及防止视频处理器图象劣化的方法及其电路，具体涉及防止因梳状滤波器的时钟变化造成混淆所引起的图象质量劣化（其原因是在一个使用了与色同步信号相应的时钟的数字滤波器中，在处理单色信号时缺少色同步信号）的方法和电路。

通常，将一个视频信号（例如一个NTSC制式的视频信号）分离成亮度（Y）信号和色度（C）信号的视频信号处理利用一个1H梳状滤波器。近来帧梳状滤波器已经实际使用，它在Y/C分离中使用一个帧存贮器。

视频信号处理器用以处理复合视频信号。通常，为了帮助调制复合视频信号的彩色分量，处理器有一个色同步锁定时钟发生器，用于产生由色同步信号锁定的时钟信号。为了取样和信号处理，所产生的时钟信号施加到数字信号处理器上。在亮度和色度分量分离之前，响应复合视频信号的色同步分量，通常使用色同步锁定时钟发生器。

由色同步锁定时钟发生器所产生而用于数字梳状滤波器处理的时钟信号通常是这样进行处理的，即用于视频信号编码器或解码器的一个3.58MHZ（对于NTSC为3.57945MHZ）振荡器的输出信号乘以4，并表示为4f_sc。利用4f_sc便于信号处理，但也可以有不同方案。

图1示出视频处理器的局部方框图，内含一个传统的梳状滤波器和该梳状滤波器用的时钟发生器，该梳状滤波器以1H处理Y信号和C信号。

在图1中，在由一个A/D变换器102将输入视频信号进行模/数（A/D）变换之前，利用一个低通滤波器（LPF）101作为一个抗混淆滤波器。为获最佳结果，带宽的设计是使增益低于3dB之点的频率（截止频率）为7MHZ。换言之，LPF101大大地衰减了高于7MHZ的信号以除去高频噪声分量并使信号分量的混淆产生在（-3dB）以下。

此处，混淆是一种现象，即在视频信号进行亚取样（subsample）时在特殊的高频分量之间产生的频率混合。为了阻止混淆，亚取样应该在低通滤波之后进行。当对视频信号原始频谱进行取样时产生了重复频谱以取样比率f_s为中心。如果对视频信号进行简单的2比1亚取样，就产生高频分量折叠。为了进行适当地亚取样，根据亚取样期间的取样频率，则基带滤波（低通滤波）应提前进行。这样做，频谱就不存在混淆了。

当抗混淆滤波器的衰减特性是理想的情况时，就不会产生由混淆引起的干扰。然而，在目前利用一个LC滤波器作为抗混淆滤波器的情况中，混淆干扰大约在4MHZ以上产生。

然而，在运动图象中，人眼不能感觉这种噪声现象。即使在一个静止图象中，如果数字梳状滤波器103的时钟是恒定的而且不变化时，混淆引起的干扰是均匀地显示在屏幕上的，它是不会使人眼不适的。

用于数字梳状滤波器103进行信号处理的时钟信号从一个倍频器108中输出。通过将3.58MHZ信号乘4产生时钟信号，该信号由锁相环路（PLL）的压控振荡器107进行锁定，而将复合视频信号输入信号CV的复合视频信号的色同步信号作为基准信号。此处，PLL相应于比较器/控制电压发生器106和压控振荡器107。

同时，如果输入视频信号是一个没有色同步信号的单色信号（单色视频信号），由于不存在PLL的基准信号，则产生3.58MHZ的压控振荡器107的振荡频率就变化。

压控振荡器107的变化输出信号在倍频器108中乘以4，以便将其输出信号作为A/D变换器102和D/A变换器104的取样时钟以及数字梳状滤波器103的信号处理时钟。因此，取样时钟和滤波器103的信号处理时钟有变化，表现为频率偏差。

由此，若输入的单色信号是静止图象，则产生混淆而造成图象质量劣化，且使人眼感到不适。

在美国专利5，132，784中公开了一种视频信号处理器系统，该系统内含一个色同步锁定时钟发生器，响应梳状滤波器提供的分离彩色信号。

在上述美国专利中公开的梳状滤波器在响应于色同步门信号的色同步周期期间通过一个未经梳状滤波的视频信号，以便改善时钟发生器的响应时间。

但是，在间隔期间而不是在色同步周期期间，系统利用输入视频信号的分离的彩色信号和色同步信号产生一个相位受控的时钟信号，该系统并未采用用于阻止混淆的低通滤波器。另外，当输入一个没有色同步信号的单色信号时，就产生由时钟变化引起的混淆。

日本专利特开昭62-219877中公开了在一个摄录机（camcorder）中的外同步电路，用以鉴别单色视频信号或彩色信号时，根据色同步信号的存在或不存在以及一个外部输入的没有色同步信号的单色视频同步信号，产生彩色同步信号。

在一个摄象机中所用的电路是通过利用一个固定的振荡器产生彩色同步信号来稳定地再生出一个输入彩色信号，即使输入没有彩色同步信号的单色同步信号也如此。

为此，本发明的一个目的是提供一种视频处理器的方法和电路，用以在输入没有色同步信号的单色信号时，产生一个响应于准色同步信号的时钟信号，并将该时钟信号用作一个数字梳状滤波器的时钟，以防止由于高频噪声引起的图象质量劣化。

本发明的另一个目的是提供一种用于防止由于混淆引起的图象质量劣化的方法和电路，在本方法与电路中，在一个用于将视频信号分解成亮度信号和色度信号的数字梳状滤波器输入了没有色同步信号的单色信号（该单色信号即被低通滤波以防止混淆）时，一个振荡信号用作数字梳状滤波器的时钟。其中，色同步锁定时钟发生器的振荡频率与色同步信号相应。

为了实现上述目的，这里提供一种方法用于防止在视频处理器中图象质量的劣化，该处理器具有一个将含有色同步信号的视频信号分离成亮度及色度信号的梳状滤波器，并利用一个时钟信号来处理梳状滤波器用的信号。该方法包括的步骤为：鉴别视频信号是彩色信号还是单色信号;根据基准信号产生时钟信号;通过将已产生的时钟信号延迟一个预定周期产生准色同步信号;在鉴别步骤中鉴别彩色信号时，选择加在输入视频信号上的色同步信号，或者在鉴别步骤中鉴别单色信号时，选择准色同步信号，以便将选定的信号作为时钟信号产生步骤中的基准信号发送，从而产生一个恒定的时钟信号，而不受输入视频信号是彩色信号还是单色信号的影响，以便防止在没有色同步信号的单色信号输入时产生的时钟变化所引起的高频带噪声。

为了实现上述目的，这里还提供一种电路用以防止在视频处理器中图象质量劣化，该处理器具有一个将含有色同步信号的视频信号分离成亮度及色度信号的梳状滤波器，并利用一个时钟信号来处理梳状滤波器用的信号，该电路包括：一个鉴别电路，根据视频信号中存在或不存在色同步信号来鉴别视频信号是彩色信号或单色信号;色同步锁定时钟发生器，根据被用作基准信号的色同步信号产生时钟信号;通过将时钟信号延迟一个预定周期产生准色同步信号的电路;以及根据鉴别电路的鉴别结果，将加在视频信号上的色同步信号或准色同步信号作为基准信号输出到色同步锁定时钟发生器的电路，借此，不管输入视频信号是彩色信号还是单色信号，都产生一个恒定的时钟信号，以防止在没有色同步信号的单色信号输入时产生的时钟变化引起的高频噪声。

本发明的上述的和其它优点通过参照附图详细描述优选实施例将变得更为显见，在附图中：

图1示出视频处理器的局部方框图，该处理器包含有传统的梳状滤波器和用于梳状滤波器的时钟发生器;

图2示出本发明的防止图象质量劣化的视频处理器电路一个实施例的方框图。

以下描述图2，图中与图1相同的部件使用了相同的标号。

参看图2，本发明的防止图象质量劣化电路包括一个低通滤波器（LPF）101，用于对来自复合视频信号输入端CV的复合视频信号进行低通滤波，该低通滤波器具有一个便于除去高频带噪声（混淆）的截止频率;还包括一个A/D变换器102，用于将低通滤波器101输出的模拟信号变换为数字数据;一个数字梳状滤波器103，用于将A/D变换器102的输出信号分离成Y和C信号;一个D/A变换器104，用于将数字梳状滤波器103输出的数字Y和C信号变换为模拟Y和C信号，一个色同步门105，用于检测自复合视频信号输入端CV输入的视频信号中的色同步信号;一个压控振荡器107，用于接收一个控制电压以便产生3.58MHZ信号;一个比较器/控制电压发生器106，用于将基准信号与压控振荡器107的输出信号进行比较，以便产生压控振荡器107的控制电压;一个倍频器108，用于将比较器/电压控制振荡器106的3.58MHZ（f_sc）信号乘4，以便发送4倍信号（4f_sc）作为A/D变换器102和D/A变换器104用的取样时钟信号，并作为数字梳状滤波器103用的信号处理时钟;还包括一个彩色/单色鉴别电路109，用于根据色同步信号的存在或不存在鉴别从复合视频信号输入端CV输入的视频信号是彩色信号还是单色信号;一个1H延迟电路110，用于将压控振荡器107的输出信号延迟一个水平行周期（1H）;以及一个控制开关111，用于根据彩色/单色鉴别电路109的输出信号来选择1H延迟电路110和色同步门105的输出之中的一个输出，以将所选定的输出作为基准信号。

现在，将在下面描述图2的阻止图象质量劣化的电路之操作。

如果从复合视频信号输入端CV输入的视频信号是一个彩色复合视频信号（以下称为彩色信号），则彩色/单色鉴别电路109输出一个“高”信号并将控制开关111转换到“a”端。

色同步门105输出的色同步信号作为比较器/控制器电压发生器106的基准信号而被传送，在比较器/控制电压发生器106中该基准信号与压控振荡器107的3.58MHZ输出信号相比较，从而使3.58MHZ输出信号与基准信号同步的一个控制电压传送到产生3.58MHZ信号的压控振荡器107中。

压控振荡器107的输出信号（f_sc）在倍频器108中乘4。经倍频的信号（4f_sc）用作A/D变换器102和D/A变换器104的取样时钟信号以及数字梳状滤波器103的信号处理时钟信号。

如果输入信号是彩色信号，则在A/D变换器102中，由低通滤波器101低通滤波过的模拟信号就变换成由输入色同步信号锁定的一个时钟信号（4f_sc）形成的数字信号形式。然后该数字数据信号就在数字滤梳状滤波器103中分离成Y和C信号，并通过D/A变换器104输出。

此处，正如以前所述，为了阻止混淆，低通滤波器101低通滤波一个视频信号，它具有预定转折频率（此处7MHZ）。数字梳状滤波器103可以将上述美国专利（No.5，132，784）与公知技术相结合来形成。

如果输入信号是一个单色视频信号（此后称作单色信号），则彩色/单色鉴别电路109输出一个“低”信号并控制开关111连接到端点“b”。

控制开关111选择1H延迟电路110的输出信号用于将压控振荡器107的输出信号进行1H延迟电路，以便该选定的输出信号输出为比较器/控制电压发生器106的基准信号。此处，1H延迟电路110的输出信号变成一个3.58MHZ准色同步信号。

比较器/控制电压发生器106将压控振荡器107前1H（行）的3.58MHZ输出信号与其当前的输出信号相比较，以便将一个使输出信号与从1H延迟电路110中输出的基准信号（来自压控振荡器107的前1H的3.58MHZ）同步的控制电压输出到压控振荡器107，从而压控振荡器107产生3.58MHZ振荡信号。

其相位和频率被锁定的压控振荡器107的3.58MHZ输出信号在倍频器108中乘4，然后加到A/D变换器102，数字梳状滤波器103和D/A变换器104。

A/D变换器102把经低通滤波器101低通滤波的模拟信号变换为数字数据，这是利用一个由变频器108产生的时钟信号进行的。

A/D变换器102的输出信号由数字梳状滤波器103变换器104中作为模拟Y和C信号输出。

在本发明中还有一个彩色/单色信号鉴别电路109、1H延迟电路110和控制开关111，如果输入一个没有同步信号的单色信号，则电压控制振荡器的3.58MHZ输出信号被延迟1H以便产生一个设定为PLL输入基准信号的准色同步信号。利用该基准信号，由3.58MHZ预定倍数锁定的时钟信号就被用作数字梳状滤波器用的一个时钟信号。以使得任何可能的混淆干扰都是均匀地产生的。

因此本发明提供了一种使人的眼睛感到更为舒适的效果，因而防止了图象质量的劣化。

作为本发明的另一个实施例，一个4f_sc压控振荡器可用作电压控制振荡器107和倍频器108，而且锁定电压控制振荡器107输出信号的相位和频率的1H延迟电路110的延迟时间可以适当地被控制。

如果另外提供一个时钟发生器，由于时钟应将一个彩色信号一起锁定，则彩色/单色鉴别电路109、1H延迟电路110和控制开关111可用作时钟发生器，以防止在单色信号输入期间图象质量劣化。

如上所述，本发明的视频处理器的防止图象质量劣化的方法和电路中，不管该视频信号是彩色信号或是单信号，经低通滤波以阻止混淆并由一个数字梳状滤波器分离成亮度和色度信号的输入视频信号都具有恒定相位和频率的一个时钟信号进行处理，从而将混淆引起的干扰降至最小而改善图象质量。