瞬间信号中断后的信号捕获的制作方法

专利名称：瞬间信号中断后的信号捕获的制作方法
技术领域：
本发明涉及工作中显示标准清晰度图像或者高清晰度图像的电视接收机，具体涉及瞬间信号中断后的信号同步问题。
在模拟-数字变换器或即ADC处理之前，输入信号受到自动增益控制(AGC)，以确保将实质上恒定幅度的信号应用于数字变换。比AGC系统对连接入的、用于数字化的亮度信号中的同步脉冲幅度进行监测，以确定需要校正的程度。例如，如果输入的同步脉冲过大或过小，而AGC则认为该视频信号原本具有标准的视频信号与同步脉冲之幅度比，于是降低或增加总的信号增益以恢复标准的同步幅度。除非视频信号与同步脉冲之比显著地不同于标称值2.5∶1(100/40 IRE)，一般情况下本系统能工作得很好。
在诸如上面所述的瞬间信号中断期间，通过应用第三个有利的电路结构可以改善对新信号的捕获，该电路结构不使得同步切割器工作，以高于标准同步脉冲幅度的、能增强同步分离的同步脉冲，提供给同步分离器和解码器。在信号捕获上进一步的改进依靠应用AGC电路来达到，AGC电路可暂时地降低视频增益，以使得视频处理电路对具有低频率变化的高平均图像电平视频内容的信号改善处理能力。
图2表明一个监测和控制动作程序，它发生在

图1示明的本发明电路结构中选择信号源时及选择之后。
详细说明图1示明对于扫描频率进行上变换的一个电视接收机图像显示的概略方框图。图像显示能够接收标准清晰度或者高清晰度的各种视频输入信号，额定扫描频率为1H或是标称的2H，将SD或者1H输入信号进行处理，使之能以双倍频的速率显示。标准清晰度信号通过一个容许用户从各个信号源中进行选择的选择器矩阵后输入至例如是东芝TA1286NF型的视频处理器集成电路U1上，各个信号源例如是解调的RF信号或IF信号，包含亮度和编码副载波的外部YC分量信号，或者NTSC编码信号。在连接至选择器矩阵(SM)之前，外部复合NTSC信号首先经过梳状滤波(CF)产生出分离的亮度和编码副载波。因此，输入至视频处理器U1的标准清晰度(SD)成为称作YC的亮度和编码副载波分量形式。视频处理器U1中包括同步分离器SS及NTSC解码器和矩阵电路结构，它解码并形成例如是R-Y和B-Y或者Pr和Pb的色差信号。亮度或Y信号输入通过同步分离器SS接入，同步分离器SS在IC U1的引脚18上给出分离的(1H)同步脉冲。带有同步脉冲的亮度信号Y在引脚4上输出，经由一个在下面将说明的、具有优点的键控同步脉冲伸长器连接至叠加开关或矩阵切换集成电路U2上，它例如是东芝TA1287F型的IC。
视频指南信息由GemstarTM电路模块产生，以R、G、B和一个快速切换信号(FSW)作为输出，在上变换之前由叠加开关IC U2处理成屏幕显示(0SD)信号。GemstarTMOSD信号的切换或混合叠置由IC U2实现，IC U2此外还提供一个矩阵，将GemstarTM产生的R、G、B屏幕显示信号转换成亮度和色差分量信号，例如是Y R-Y B-Y、Y Pr Pb、YUV或YIQ信号。
叠加开关集成电路U2的输出经由在下面将说明的、以框200、300和400示明的再一种具有优点的电路连接至数字解码器IC U3上，它例如是三星的KS0127B型IC。集成电路U3将接收自叠加开关U2的亮度和彩色信号进行数字化，形成符合CCIR标准656的一个数据流。该显示系统中，水平和垂直同步信号的主信号源选择自亮度信号输入中抽取出同步信号，去往数字解码器U3。
数字化的分量信号比特流(Bs)连接至一个去隔行器系统，它包含有例如是Genesis Micro gmVLX1A-X型的去隔行集成电路U4，并连接至一个例如是Genesis Micor gmAFMC型的电影模式控制器IC U6。集成电路U6通过I2C总线受底板控制器U8的控制并与之通信；然而，IC U4与IC U6之间的通信经由独立的数据总线。去隔行处理在IC U4内启动，它检查输入的分量视频数据流，在将每场信号存储入例如是AMIC A45L9332型的32比特SGRAM存储器IC U5之前先确定用于构成内插扫描行的最佳方法。如果没有检测到运动，则系统重复前一场来的信息，提供出一个非运动视频的完整帧。然而，如果检测到运动，则应用围绕着被内插行的那些行信号和场信号来施加垂直/时间滤波，以提供出基本上没有运动伪痕的内插信号。电影模式控制器IC U6通过获得存在有以5场周期的速率发生的循环变化信息来监测运动伪痕，由此检知存在着来源于24Hz电影的视频信号。这种多场的重复率起因于所谓的电视电影3∶2下拉片处理，它借助于从每秒24帧(格)电影正片上得出的循环重复的48场正片，用来产生60Hz的额定值显示场频。因此，在检知电影正片素材后，可以用前一场内时间上正确的行信号来组合出内插信号。得到的2H扫描频率的数字视频在形式上为三个8比特数据流(Y、Pr和Pb)，从去隔行IC U4中输出，耦合出去进行数字-模拟变换和模拟信号处理，接着予以显示。
用户的显示信号选择会产生瞬间信号中断，在解码器IC U3中导致同步问题。例如，信号中断发生于正常的频道改变期间，它或是节目指南工作期间频道改变的一种后果。应用有线电视机顶盒进行调谐(频道选择)或者在自动频道搜索期间，可能发生较长时间的信号中断。又，另一个信号失落的原因是在输入信号源之间进行选择造成的，特别是当所需信号中包含的图像是在高、低平均图像电平(APL)之间以低的频率变动时。平均图像电平的这种变动起因于信号中有垂直频率的黑白跃变，例如，它是由电视电影片头产生的。再一些中断会是VCR重放中的信号引起的，原因是包含的同步信号往往幅度下降。因此，由于解码器集成电路U3标志出主同步信号源，图1中示明的具有各种优点的电路结构100、200和300都被使用来提供可靠、鲁棒的同步分离器性能。
图1上具有优点的框100的电路结构中，自输入处理器U1来的亮度信号(Lum)输出中存在的同步脉冲(S)的幅度得到了幅度伸长或增大。如前面所述，输入处理器IC U1中包括同步分离器(SS)，它从亮度信号输入中得到同步脉冲，在引脚18上给出同步输出(Sy)。这种由输入中得到的同步脉冲(Sy)可以有利地应用来增大亮度同步脉冲(St)幅度，由此能改善后面的例如是包括在集成电路U3内的同步分离器的性能。本发明的同步幅度伸长器的工作原理如下所述。从分离器SS中分离出的同步脉冲耦合至NPN晶体管Qs上，Qs连接成开路集电极电路结构，通过一个内部电阻在U1的引脚18上给出一个吸收电流回路。亮度信号(Lum)在集成电路U1内经过线性处理，在引脚4上形成输出(Ys)，它经由外部串接电阻R1和R2耦合回集成电路U1的引脚18。电阻R1和R2的连结点连接至PNP射极跟随级晶体管Q1的基极上，晶体管Q1提供出处理的输出信号(Ys+)。
每个同步脉冲(S)期间，晶体管Qs饱和，因而从引脚4上的亮度信号(Ys)中抽取电流。于是，每个分离出的输入信号同步脉冲(Sy)可以使同步响应电流经由引脚18流动。这个与同步相关联的电流在串联电阻R1和R2上产生出同步脉冲电压，它与输出引脚4上存在于亮度信号(Ys)中的同步信号分量(S)实质上同时发生，它加到同步信号分量(S)上。因此，借助于在同步脉冲期间进行有利的键控，在R1和R2连结点上亮度信号的同步脉冲分量(S)幅度增大。在每一行周期的其余时间内引脚18上没有同步信号，因而晶体管Qs的集电极端子呈现高阻抗，容许电阻R1和R2连结点上同步幅度已改变的亮度信号(Ys+)耦合至PNP射极跟随级Q1的基极上，它没有任何显著的幅度加大。射极跟随级Q1将同步脉冲幅度已增大的亮度信号Ys+耦合至叠加开关U2上，叠加开关U2的工作如前面所述。同步伸长或即幅度改变其大小取决于电阻R1和R2的数值。
虽然，同步脉冲幅度的这种增大对于同步幅度低的信号确保了可靠的同步分离，但是，始发自广播信号源的亮度-同步之幅度比丢失了。因此，如图1的框200中所示明，在第二个有利的电路结构中使伸长的同步脉冲受到幅度切割。经叠加开关U2的处理之后，带有伸长同步的亮度信号Ys+从IC U2的引脚14上输出，并由本发明的框200加以切割以建立固定的额定值标准同步电平，再经由电容C1耦合至ICU3内的视频AGC电路。在键控同步伸长器100处理额定值标准信号后，框200附加的切割作用防止了过度的同步幅度补偿。
在叠加开关U2内，亮度信号Y+于引脚14上输出之前，先在行消隐后肩期间被箝位到大约4.7V的电压上。引脚14上的切割作用由晶体管Q2的发射极给出，可以去除额定标准值以上的同步幅度。因此，依靠使输出亮度信号的后肩箝位于4.7V上，同步脉冲顶将具有大约4.4V电压(4.7-0.286V)的标准幅度。由于电路框100增大了同步幅度，形成的伸长的同步顶可能处于4.3-4.35V的范围内。在切割器框200中，由电阻R3和R4组成的电阻分压器产生出切割电压Vc，加到切割晶体管Q2的基极上。晶体管Q2的发射极连接至叠加开关U2输出引脚14与电容C1的连结点上。当晶体管Q2发射极上的同步脉冲比晶体管Q2基极上的切割电压低一个Vbe电压值(基极-发射极电压)以上时，就发生同步切割。切割电压可以由固定电阻决定，或者是可调的，以提供任何所需的同步幅度。然而，为了给出0.286V的额定同步幅度，需要使形成的切割同步顶处于大约4.41V(4.7-0.286V)上。因此，对于额定同步幅度，在晶体管Q2基极上要求有5.06V的切割电压，该电压等于额定同步顶电压与晶体管Q2的Vbe之和。于是，同步切割器200使所有1H同步信号符合于额定的标准幅度，由此促进了可靠的同步分离，对于在随后的处理级中实施的同步控制式自动增益控制(AGC)所造成的不需要的视频幅度变动。能够极大地予以抑制。
在诸如叙述的那些瞬间信号中断期间，借助于图1的框300中示明的、能抑制同步切割器200工作的第三个有利的电路结构，可以改善对新信号的捕获。框300的抑制电路连接至同步切割晶体管Q2上，使之被控制而工作抑制，由此，在瞬间信号中断期间能使解码器IC U2供给出伸长的同步脉冲。框300中，由一个正控制信号的切割抑制脉冲Cpk使开关晶体管Q3导通，Cpk经由电阻R5和R6组成的电阻分压器耦合至晶体管Q3的基极上。由于晶体管Q3导通，同步切割晶体管Q2的基极电位十分接近晶体管Q3集电极上的饱和压降，由此阻止了晶体管Q2发射极上的切割作用。正常工作期间，信号Cpk经由电阻分压器连接于标称的地电位上，使开关晶体管或即抑制晶体管Q3截止。控制信号Cpk是由IC U4从I2C总线中经过去复用得到的，在通用的I/O引脚18上输出。当前面叙述的示例的信号中断期间，底板控制器U8检知振荡器失锁，便通过I2C总线输出切割抑制指令。该指令抑制同步切割器200工作，使得对同步分离器和解码器供给以增大幅度的同步脉冲(Ys+)。这类伸长的同步脉冲增强了同步分离功能，并使AGC电路降低视频增益，由此实质上消除了因变动的高平均图像电平信号造成的视频处理不稳定性。因此，在选择新的显示源期间系统工作中实现捕获显示的时间可以减短，并可极大地防止不希望的、短暂的伪痕显示。
在显示电子节目指南(EPG)期间调谐或改变频道会导致类似的视像干扰。当EPG中调谐时，来自GEMSTARTM模块的叠加开关控制行FSW暂时地越过，使叠加开关(IC U2)能选择新选取的信号源耦合至解码器IC U3中，这有助于同步分离，同步系统便可锁定到新信号上。在这个短暂的同步捕获期之后，叠加开关IC U2切换回到显示EPG信号(RGB)上，它们耦合出去供屏幕显示(OSD)应用。叠加开关U2内的这种EPG OSD反转触发造成一种闪烁，如同显示信号改变而重新选择那样。此种切换伪痕的可见度又取决于显示背景的视频内容。然而，借助于对伸长同步切割予以抑制，在信号源切换期间有益地增大的同步幅度依靠AGC作用使得视频信号幅度发生相应的降低，从而显著地减弱了EPG重新选择时图像干扰的可见度。
对于电视接收机内存在的调谐器示明其调谐程序的时间线，表示于图2上。调谐是由例如“开始信号选择(START S.SEL)”的I2C总线指令启动的，这是在用户命令之后由例如是U8的底板微控制器产生的。调谐开始后，再一个总线命令“抑制(INH.)同步切割”经由总线输出，由解码器IC U3译码，使框300抑制住同步切割器200。这两个总线指令是从时间t1开始顺序地产生的。时间t2上，当调谐器捕获新选择的传输节目时，调谐器产生一个“结束信号选择(ENDS.SEL)”消息，通过总线传送至底板控制器U8上。接收到调谐完成信号(END S.SEL)后控制器U8输出一个总线命令，它解除掉抑制，恢复电路框200的同步切割(RST.同步切割)。
时间t2上得到捕获新信号源的信令后，底板控制器U8查询解码器IC U3，询问IC U3内状态寄存器中水平锁定比特的状态。水平锁定比特可指明IC U3中行(H)锁定时钟发生器与新选择信号源中水平同步波形之间的同步状况。在由行锁定时钟发生器捕获新的输入波形期间，将水平锁定比特设置为数字零(0)，达到锁定时该比特改变为数字1。因此，在时间t3上，当完成频道改变后大约100毫秒时，底板控制器U8查询解码器IC U3的水平锁定比特状态，以检测是否成功地捕获，或者检测时钟发生器是否不稳定，它例如是由新信号源中存在变化的平均图像电平(APL)造成的。如果状态比特指明是锁定状态，则没有校正指令从底板控制器U8中输出。然而，如果水平锁定状态比特指明为未锁定或是不稳定状态，则底板控制器U8在时间t3之后大约100毫秒的时间t4上输出第二个查询，而如果解码器IC U3继续告知为未锁定状态，则底板控制器U8在时间t5上发出一个同步切割抑制指令，如前面已经说明地它使同步脉冲幅度增大，使解码器IC U3内的视频幅度减小。在重复的时间t6、t7和t8上，底板控制器U8查询解码器IC U3中的状态比特，并维持同步切割器200处于抑制状态。在示例的时间t8上，对水平锁定状态比特的查询指明已是锁定状态，于是由I2C总线指令“RST同步切割”使之恢复同步切割，这样同步切割器200被解除抑制。示例的不锁定时间t3至t8上表现的情况，其发生会是由于所选择信号之视频内容包含有大的幅度、场频偏差或黑白跃变。此类视频信号的例子如单像管图案或电视电影片头，它们能产生有着大APL变化的低频信号。此种信号会导致解码器IC U3中不正确的垂直处理，结果产生出虚假的场脉冲和时间失准的行同步脉冲与箝位脉冲，它们转而严重地干扰显示的图像。这样的APL引起的同步故障将造成可见的显示伪痕，能形成可能地持续不断的伪痕再生状态。
当应用外置的有线电视机顶盒进行频道选择时，由于捕获不被告知而不能知道准确的调谐时刻，因此，在机顶盒制造厂家规定的例如7.5秒的最大调谐时间上，显示将呈黑屏状态。除了黑屏显示外，在同一时间内同步切割器被抑制，以确保平滑显示过渡中没有任何不希望的显示伪痕。因此，图2中的控制事件程序与内部调谐器的程序实质上相同，不过时间t1与t2间的时间段是一个固定的最大值，不象由内置调谐器的捕获信令中可得到较短的t1-t2时间段。
可以认为，频道搜索或自动调谐状态会是一种很长时间的调谐，因此，按照上面所讨论的同样理由，这时同步切割器是被抑制的。通过使同步切割器不工作，有大的同步信号供给解码器，它使得同步分离器能从场频偏差、低频率的APL变动中区辨出场同步信号，由此便利于解码器锁定和恢复正常。
权利要求
1.一种带有视频信号处理的电视接收机，特征在于信号源(SM)，是包括同步分量(Sy)的视频显示信号(Y)；视频处理器(U1)，用以处理所述视频显示信号(Y)；同步分离器(SS)，用以从所述视频显示信号(Y)的所述同步分量中产生出被分离的同步信号(Sy)；以及视频放大器(100)，连接在所述同步分离器(SS)和所述视频处理器(U1)上，产生输出视频信号(Ys+)，其中，所述输出视频信号(Ys+)中的同步分量(S+)根据连接在所述视频放大器(100)上的所述分离的同步信号(Sy)而幅度被增大。
2.权利要求1的电视接收机，特征在于，仅仅所述输出视频信号(Ys+)中的所述同步分量(S+)幅度被增大。
3.权利要求1的电视接收机，特征在于，所述视频显示信号(Y)和所述同步分量(S)由所述视频处理器(100)进行线性处理。
4.权利要求2的电视接收机，特征在于，所述同步分量(S)的幅度增大取决于电阻(R1，R2)的数值。
5.权利要求1的电视接收机，特征在于，所述输出视频信号(Ys+)中的视频分量(Lum)其幅度实质上不被所述视频放大器(100)改变。
6.权利要求1的电视接收机，特征在于，所述输出视频信号(Ys+)中的所述同步分量(S+)是在每个所述分离的同步信号(Sy)期间幅度被增大。
7.一种带有视频信号处理的电视接收机，特征在于带有同步脉冲分量(Sy)的视频显示信号(Y)的信号源(SM)；视频处理器(U1)，用以处理所述视频显示信号(Y)，并形成输出信号(Ys+)，带有的所述同步脉冲分量(S+)相对于所述视频显示信号(Y)中的所述同步脉冲分量(Sy)幅度被增大；同步幅度切割器(200)，连接于所述视频处理器(U1)上，将幅度增大的所述同步脉冲(S+)切割至预定的数值上；以及控制器(Q3)，用来使所述同步幅度切割器(200)能够或不能够工作，其中，所述控制器(U4)能实施切割以形成带有所述预定幅度值的所述输出信号(Ys+)，所述控制器不实施切割时能使所述输出信号(Ys+)保持有所述增大幅度的同步脉冲分量(S+)。
8.权利要求7的电视接收机，特征在于，仅仅所述输出信号(Ys+)的所述同步脉冲分量(S+)被所述同步幅度切割器(200)切割。
9.权利要求7的电视接收机，特征在于，当改变所述视频显示信号源时所述控制器(Q3)不使所述同步幅度切割器(200)工作。
10.权利要求6的电视接收机，特征在于，对于经由数据总线(I2C)识别的不锁定状态，所述控制器(Q3)不使所述同步幅度切割器(200)工作。
11.权利要求7的电视接收机，特征在于控制所述输出信号(Ys+)幅度的自动增益控制电路(U3)响应在所述输出信号(Ys+)中所述同步脉冲幅度分量(S+)的幅度。
12.权利要求10的电视接收机，特征在于，根据所述同步幅度切割器(200)的所述不进行工作，自动增益控制电路(U3)降低所述输出信号(Ys+)的所述幅度。
13.权利要求10的电视接收机，特征在于，当改变所述视频显示信号源(SM)时，自动增益控制电路(U3)降低所述输出信号(Ys+)的所述幅度。
全文摘要
一种带有视频信号处理的电视接收机，包含一个包括同步分量(S)的视频显示信号(Y)的信号源(SM)。连接有视频处理器(U1)以处理视频显示信号(Y)。连接有同步分离器(SS)，用以从视频显示信号(Y)的同步分量(S)中产生出分离的同步信号(Sy)。一个视频放大器(100)连接于同步分离器(SS)和视频处理器(U1)上，它产生出输出视频信号(Ys+)，其中，根据耦合至视频放大器(100)的分离的同步信号(Sy)使输出视频信号(Ys+)中的同步分量(S+)幅度增大。
文档编号H04N5/08GK1407794SQ0214149
公开日2003年4月2日 申请日期2002年8月30日 优先权日2001年8月31日
发明者T·D·古尔利, M·A·尼尔茨维克, D·L·雷内奥 申请人:汤姆森许可公司