CN1016480B - 增强发射的电视信号垂直清晰度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

能使发射电视信号垂直清晰度增加而保留其带宽的一种方法，包括：抽取电视信号的交替行以及在接收时重新内插出未发射的交替行。通过对电视信号进行二维对角线滤波完成交替行的抽取以形成五样本信号模式图形。把每一行加到其邻近行上，以便用1/2行数传送。传送前，在斜对称的低通滤波器上对发射的信号滤波保留带宽，电视信号的缩码和解码装置，包括二维对角线滤波器，行开关和控制电路。本装置仅包括与编码装置的行转换和控制电路有关的行存储装置。

Description

本发明涉及发射高清晰度电视信号的领域，特别是关于在不增加带宽的情况下增强发射电视信号的垂直清晰度的方法和装置。

电视图象是水平行的集合，每一行由表示图象的亮度或色度分量的幅度信号所调制，这些行信号被相继发射和接收，用以在形成原始图象的阴极射线管上显示。现在主要有两种独立的行标准。在北美和日本，电视发射为每幅图象525行。在欧洲，非洲，亚洲及澳洲，电视发射为每幅图象625行，一幅图象的行数越多，其清晰度或垂直分辨力就越高。在现代，已经有显示更多的电视行数的技术，这样由于增强了垂直清晰度从而改善了图象质量。现在也已有能够增加行信号带宽的器件，通过提高水平清晰度而改善图象质量。因此，存在比使用的现存标准发送获得更高图象质量的技术。这种技术就是高清晰度电视（HDTV）。特别是已推荐出于1050行，1125行和1250行的显示方法，对于这些现行提案的主要问题是没有经济的手段来推广这种发送。目前全世界使用的电视接收机号接收525行或625行的发送信号，而不能显示HDTV的发送信号。提供电视台的主要花费是制做节目的费用，它必须由例如广告或收费电视集资。这种集资方法需要有大量观众。在提供HDTV服务的开始阶段，没有兼容的接收机，因此就不可能补偿节目花费。此外，一个HDTV接收机的成本看来令人沮丧地高。

克服这个困难的一种方法是引入现有接收机与HDTV发送兼容的 概念，利用低成本转换器将HDTV发送信号转换为传统制式的信号。这种低成本转换器会使HDTV发送信号在传统接收机上显示出来，但只达到传统图象的质量。由于要求这种服务的新用户不必开始就买一台昂贵的HDTV接收机，而只需要给他们现有的电视机买一个低成本的转换器，故这种方案鼓励了观众的迅速增加。只有那些希望利用HDTV得到更高图象质量的用户会要求较昂贵HDTV接收机。

现已提出几种解决兼容HDTV信号的设计方案。所有方案都是基于使HDTV的行标准为现有行标准的简单倍数。例如，在北美，现有的发送标准为525行/图象，提出的HDTV标准将使用1050行（传统标准的两倍）。同样在欧洲，传统电视标准为625行/图象，提出的HDTV标准为1250行。在传统的显示标准和HDTV显示标准之间的这种简单关系提出在两种标准间译码，例如，通过舍弃交替行或者通过重新内插丢失行。本发明及其背景将依据提出的在北美使用的1050/525行标准对本申请进行全面讨论，应当理解，这些概念同样适用于欧洲建议的1250/625行的标准。在保留本发明基本特征时，特别是，当译码中，抽取和内插交替行时，与指示数字有小的偏差是可能的。现已经有几种设计的选择方案建议使用交替方法。

一种建议方案是发射一个标准电视信号和一个辅助信号。因此，发射信号的一个分量直接与传统接收机兼容而不需要任何转换器。辅助信号可以在独立信号道上发射或者与第一个信号复用，这样现有的接收机不受其影响。HDTV接收机接收这两种信号并且利用它们再现高清晰度图象。有这样一种意见，辅助信号由载有信息的模拟信号组成，这个信息与525标准发射行和必须复原的内插525行之间的差有关。将差信息加到发射的兼容行中重新恢复出丢失行。辅助信号 可以在第二信道发射或者在第一个信号的副载波上发射。

在技术方面的问题是要求绝对的兼容性;也就是，第一个信号必须是基本传统复合信号，（NTSC）信号，（或在欧洲，是PAL/SECAM信号）。这些复合信号使用了色度分辨力差的色副载波，这种色副载波很难提高已改善的彩色清晰度，并且对亮度信号引起明显失真。对于NTSC标准，完全分开亮度和色度形成以高清晰度图象为基础的高质量信号是很困难的。

另一方面，绝对的NTSC兼容性可能不是迫切要求。很可能任何实用的HDTV标准将包括了有条件地接近接受的能力（收费电视）。编码的电视信号要求每一个接收机有一个译码器;因此，能够使用任何信号传送模式，只要在用户解码器中传统的NTSC译码费用不是过分地昂贵。NTSC信号大约40年前就标准化了，而现在正受到先进技术的冲击。从1980年以来，已经发展了（以数字处理为基础的）新的复合信号，它提供比NTSC更好的图象质量，并且为HDTV奠定良好的基础。例如，一些用于复用亮度和色度分量的以数字时间轴压缩为基础的制式，即，复用模拟分量信号（或MAC），也称时间轴复用分量（TMC）。当这样的信号以525行制式发送时（例如，525行MAC）就可以廉价地在解码器中对NTSC进行译码。

MAC信号没有采用色副载波携带彩色信息。而是以在每一发射电视行中使用时间轴压缩复用亮度和色度信息来代替。图1表示这种技术。在解码器中，贮存亮度和色度分量，然后分别扩展得到显示所要求的全行亮度和色度信号。这使两分量之间能完全分离，并避免了与NTSC彩色副载波有关的交叉干扰效应。由于这个原因，大多数HDTV方案都以时间轴压缩技术为基础。

当MAC信号采用525行结构时，可在解码器中对传统的NTSC信号简单地译码，以保持与现有的接收机的兼容性。使用一个或两个低成本定制的集成电路就可能完成这个目的。

更令人鼓舞的HDTV方案着眼于在用户解码器中简单地将525行MAC/TMC信号转换为NTSC信号，而在发送源转换为1050行分量的HDTV。剩下的最重要的技术问题是关于提高清晰度所用的技术，特别是在垂直方向上的清晰度，同时维持对NTSC低费用解码的可能性。

兼容的另一方法是发射所用的1050行。然后，利用储存保留行的行存储器在用户解码器中舍弃交替行，剩下525行MAC信号以备转换成NTSC。而HDTV接收机将显示出所有1050行。

这个方法的问题是发送这样的信号所要求的带宽过宽。例如，如果要求在NTSC中把水平带宽从4MHZ加倍到8MHZ（等量的），此外并把行数从525加倍到1050的话，传送带宽提高4倍。由于对射频频谱上过高要求，就发送费用而论这不是一个经济的解决办法。

现已提出此方法的修正方案，即，发送两个独立的525行信号，第一个MAC信号用于直接转变成NTSC，而HDTV接收机把两个信号解码以产生1050行的结果。虽然这个方法消除了在NTSC兼容解码器中存储器的要求，（把这个费用转嫁到了HDTV接收机上），但它并未涉及射频频谱过高要求的问题。

现已广泛研究的另一方法是把发射的前一场的隔行中重新内插丢失行，利用了隔行达到垂直清晰度的潜在改善。参照图2，一个525行隔行信号利用来自在前一场中的行重新内插丢失行能够被转换成525行顺序信号（行数加倍），这项技术具有使主观垂直清晰度增 加大约50%的潜力。借助适当的样本信号结构，使用从前场来的信息有能力在垂直方向和水平方向上增加清晰度。

这个方法有两个问题而且对所有采用前场来的信息的技术都存在。第一个考虑的是HDTV接收机需要使用一个场存储器（或许一个以上）以复原完整的HDTV图象。虽然场存储器的使用费用现在还很不便宜，但是，可以预言，在不远的将来大批量生产将解决这个问题。第二个问题更严峻些，利用前场的信息内插丢失行只对静止图象象素起作用，因此，对于运动图象必须采用更为复杂的技术。

实验上使用两种方法解决这个问题：

（ⅰ）检测画面的运动象素，而且（在运动区域中）采用场内内插（从同一场的周围行内插）。

（ⅱ）不仅检测运动情况，而且检测其幅度和方向，能从周围场适当的部位    内插。

但是这些方法都没有提出不久的将来能在HDTV用户能负担得起的解码器中得到令人满意的运动图象显示的有力证明。

上述技术（ⅰ）的提出消除了用户解码器中对运动图象检测的需要。这个方法在发射机上使用了先进设备检测在景象区的区域内的运动并且把这个信息发送到使用独立数字信道的所有解码器上（数字辅助电视）。这项工作目前正处在初级阶段;但是，初步结论认为这可能要求足够的数据容量。为了可行起见，有关本方法的数据要求必须降低到可以接受的水平而不增加HDTV解码器的费用和复杂性。因此，非常清楚，仍然需有其他可行的解决问题的办法。带宽即可以保留，而且使持有传统电视接收机或者新型的HDTV终端的任何HDTV用户都可得到廉价地服务。

用本发明的原理解决了改善HDTV发送和接收的问题以及有关的问题。通过在一个单场内的处理，提高了MAC信号的垂直清晰度。通过本方法和装置，提供兼容的525行MAC信号，在发送的行中载有未被发送的附加行的信息。附加的信息在高视频频率上传送并且不会被525行兼容接收机的廉价转换器所处理。设计一种NTSC兼容的、接收同一发送信号的廉价解码器包括提供一个单低通滤波器，以恢复在传统接收机上显示的能以低费用转换成NTSC的传统垂直清晰度的525行信号。相反，与HDTV接收机配用的转换器处理附加的高频信息，以获得用于显示1050行的增加了垂直清晰度。

本处理方法用于MAC制式中的1050行的原源信号。可以只应用于亮度分量，或者分别地使用到亮度和色亮分量上。本方法包括以下步骤：

步骤1.以正交取样模式对1050行源信号进行取样（图3）。使用了一个2维对角线滤波器。

步骤2.交替地去掉样本信号以得到非正交的1050行“梅花形”或5样本信号模式图形。只要在步骤1中已限定了对角线分辨力则这种样本模式提供全部垂直和水平分辨力。

步骤3.将每一行与在其上或在其下的相邻行相加，有效地重复使用这些样本信号，以再生出取样频率为fs的正交样本结构。

步骤4.隔行舍弃，得到525行信号。

前四个步骤是在传送源或靠近传送源完成的，这样得到取过样的525行传送信号，当在二维频率面内观察时，实际没有混迭现象。换言之，是具有中心频率分量的棋盘格形的重复频谱，故丢失的行数据可以从高频重复频谱中重新内插出。在重复频谱信号中的高频对角 线信息载有代表存在于1050行原始信号中的高频垂直信息的褶叠能量。用高频垂直信息有效地代替了对角线分辨力。

二维对角线滤波器525行信号输出的样本信号能利用数/模（D/A）转换器重新转换成模拟形式。在D/A转换前的数字域中或者在D/A转换后的模拟域中，低通滤波器实现fs/2处的斜对称特性（fs是取样频率）。

步骤5.应用斜对称的亚奈奎斯特滤波器，斜对称滤波保留了传送带宽而且允许重新内插。所得到的525行模拟信号可以发送出去，而且这个信号与任何接收同制式的未经处理的525行信号的解码器是兼容的。在接收时，用一低通滤波器简单地除掉在高频上褶叠的能量。这样用传统的电视机就可收看。

对于拥有HDTV接收机的用户，HDTV解码器利用以下附加步骤再生出1050行，以便显示：

步骤6.在模/数（A/D）转换或取样之前或之后使用一预取样斜对称滤波器。（要注意，该滤波器特性有可能对步骤5的斜对称特性有影响）。

步骤7.在步骤6前或在其后，以频率fs/2对信号作取样。

步骤8.在每一接收行中分离交替样本信号形成两行;也就是说，相隔的样本被垂直移位以形成丢失的行。

步骤9.使用二维内插来替换丢失的样本，并且恢复正交取样模式。这个内插器实现对角线滤波特性。在步骤9的结束，所得到的是一个1050行的增强了垂直清晰度的信号，以备显示。

本发明的有关设备仅包括有，一个锁相环，一个同步脉冲分离器以及对电路各点提供同步和钟控输入的定时发生器，一个低通滤波器， 一个A/D和一个D/A转换器，一个二维对角线滤波器，转换和控制逻辑电路以及用于编码或解码的斜对称低通滤波器。对于广播级质量的发送、接收或者中间基带的要求建议使用一个七行对角线滤波器，而廉价的三或五行对角线滤波器适宜于HDTV接收机中使用。本方法或装置不需要全场存储器，也不只限于对静止图象进行时间轴重新内插。

图1是熟知的B-复用模拟分量（B-MAC）电视信号的图解表示。

图2是垂直信号对时间的图解表示，表明先有的隔行技术。

图3是应用于发送源的本发明电视信号处理方法的流程图及图解表示。

图4是应用于HDTV信号接收的本发明电视信号处理方法的流程图以及图解表示。

图5是按本发明的编码器的方框图。

图6是按本发明的解码器的方框图。

图7是一个七行15阶对角线滤波器的示意图。

图8a和8b是图7滤波器二维频响的三维图解表示;图8a表示中心频率特性，图8b表示包含高频重复频谱的频率特性，此重复频谱可重新内插出1050行的HDTV信号。

图9a，9b和9c分别表示525行图象的图片、按本方法处理后的图象的图片。

扼要参看图1，它表示B-MAC视频信号，包括有被过渡间隔分开的数据、色度和亮度信号。所示的B-MAC视频亮度信号，已按照本发明对适于HDTV的B-MAC信号进行了有利于NTSC复合 视频信号应用的范例方法进行了处理。色度信号或其它视频信号也可按本发明进行类似的处理。

所示的1050行B-MAC    Y-输入信号作为图5和图6的设备的输入，并且按照图3和图4的流程图所示的方法处理。图3和图5所表示的方法和设备分别用于对1050行模拟B-MAC信号进行编码。以这种方法，具有褶叠高频重复频谱信息的525行编码输出可以以保留带宽发送到接收机上。图中未表示出的是一个在基带视频上用以消除高频分量的、廉价HDTV转换器的单低通滤波器，以便给传统接收机的显示提供一个标准的525行NTSC复合视频信号。

特别要参照图3，它表示在广播发射源上实现本处理过程的5个步骤的流程图。在方框301中表示步骤1，模拟输入B-MAC视频信号的数字取样过程。所示的交替样本××××和0000共同组成一取样的1050行或者其它高分辨力HDTV视频信号。以奈奎斯特率进行取样，例如，约为28MHz，精确的是，28，636，360Hz。

简要参照图5，以电路结构的形式表示出第一步骤电路结构包括处于基带的低通滤波器501，滤波后的模拟输入信号加到以28MHZ为时钟频率的A/D转换器502上。时钟输入利用众所周知的方式馈送输入信号通过同步信号发生器503而导出。同步信号发生器503的水平同步输出约32KHZ，加到锁相环504上。锁相环504还输入有以约28MHZ的奈奎斯特率工作的晶体控制振荡器505的信号。锁相环505的锁定高频输出可直接用作时钟信号，例如，用到A/D转换器502上。在二分频电路506上，它被分为1/2奈奎斯特率的时钟信号。在分频器507上将其除以455， 以近似32KHZ的频率锁定输入的水平同步信号。

简要参看图3，方框302图示二维对角线滤波器的应用。在图5中。对角线滤波器508连接到A/D转换器502的输出上。滤波器的输出是经过对角线滤波器的信号，它被馈送到第一暂存器509，或者通过异-或门512启动的开关511送到第二行存储器510上。隔行的交替样本信号组成如图3方框305中所示的5点图或梅花式结构图。

再参照图5，在某一时点上第二行存储器510包含已经舍弃了丢失样本信号的交替取样的一行信号。在另一时点上，第一行存储器509转接到第二行存储器510上，这样丢失的缝隙就由来自第一行存储器509的交替样本信号的相邻行填满。讨论图3更容易理解这个过程。

方框303代表在取样之后，但在对角线滤波之前的1050行信号。在对角线滤波过程中，交替行上的交替样本信号被舍弃，如方框304所示，得到方框305表示的1050行梅花点式结构。例如，当包含样本信号O₂O₂的行通到第一行存储器509上时，包含样本信号X₁X₂的另一行则加到第二行存储器510上。当第一和第二行存储器分别被样本信号填满时，第一行存储器509的选通产生，把它的样本信号有效地叠加，以充满在第二行存储器510贮存的相邻行中的间隙。

图3方框306中，表示这个选通过程。其结果为，如方框图307所示的1050行信号暂存在第二行存储器510中。一行样本信号，例如，X₃O₂X₃O₂含有相邻行样本信号X₃O₄X₃O₄的冗余信息，也就是交替样本数据X₃。

处理过程中的下一步是除去交替行，因此，冗余样本数据如图3方框308中所示。在方框309中保留的是包含有关丢失行的褶叠信息的525行信号。例如，样本信号O₂和O₄褶叠到525行的信号中，而提供出如方框305所示采交替行信号的样本。

参照图5，交替行的舍弃是通过仅选通第二行存储器510中的每一其它行来完成。输入信号奇/偶样本信号加到异-或门512上。同样，输入信号奇/偶行加到异-或门512和“与”门513上，513的另一输入是28MHZ时钟信号。“与”门513的输出触发行样本数据的选通，进入第二行存储器510中，而对D/A转换器的选通时钟为二分之一初始取样率（fs/2）。换言之，第一整行样本信号，例如，X₃O₂X₃O₂由在第二行存储器510中的第二行样本信号X₃O₄X₃O₄简单地改写。该行X₃O₄X₃O₄如方框309所示，允许输出到D/A转换器514的行（在图3中为方框310所示）。D/A转换器514

以速率fs/2（约为14MHZ）工作，fs是奈奎斯特取样频率。

发送编码过程的最后一个步骤可以在方框310数/模转换步骤之前或之后进行。这最后步骤应用如方框311所示的通频为fs/2的斜对称低通滤波器。如果在模拟域内实现的话，滤波器设计就变成一简单的R-C或L-C低通滤波器。众所周知，理想的模拟低通滤波器是不可能的，但是，在数字域内实际上能达到。因此，对于广播级质量来说，推荐用数字斜对称低通滤波器。对于数字下取样（downsampling）和重新取样，滤波器可以级联起来，而不会额外劣化发射或接收的视频信号。然而，数字滤波器较为昂贵，因此，对于实际使用来说，模拟 低通滤波器更为适宜。

图5所示的装置中，D/A转换器514的输出加到波形校正器515上。它按照Sin（X）/X校正来平滑D/A转换器的取样，保持模拟输出。然后，把平滑后的模拟输出加到斜对称低通滤波器516上，它在7KHZ上有，例如，6db损耗特性。其输出是525行编码输出，如图3的方框311的输出。然后，该输出用卫星，光纤，微波，射频或其它方法传送到远距离端，在传统的或者HDTV接收机上利用调制和多路调制技术按熟知的方法进行最终的接收。

现将参照图4和图6来说明解码过程，假设一个525行编码输入已经被分离和（或）解调，如果适当的话，这样的解码过程制备接收的信号，通过内插和恢复丢失行在特殊的1050行HDTV接收机上接收。

按照图6，接收的模拟信号是经低通滤波的，典型地是在A/D转换器602取样以前，在低通斜对称模拟滤波器601上作模拟域滤波。如图5，从同步分离器603上来的输入信号中获得同步信号。水平同步信号约为16^kHZ，它与由晶控振荡器605馈送的信号在锁相环604上锁定。约为28MHZ的振荡器605的输出被分频。二分频电路606的输出是用来操作A/D转换器602的，它是约为14MHZ的fs/2信号。910倍分频电路607的输出是约为16^kHZ的水平同步信号。同步分离器603的水平和垂直同步信号输出被馈送到时钟为28MHZ的定时脉冲发生器617上，用于为解码电路的各个部件产生定时脉冲。

参照流程图图4，方框401表示预取样斜对称滤波器601。因为在HDTV用户的转换器中使用了模拟的非理想滤波器601，所 接收的模拟输出信号可能有一些劣化。随着预测的未来数字滤波器费用的降低，可以预见到HDTV用户的转换器采用数字滤波器。最后，步骤6接到步骤7或方框402上。

根据图6行取样信号，数字开关611和609的位置完成如图4方框403的交替空行模式。方框403的后面是方框404，在其内，把交替样本移到空行中的对应位置上。首先，开关611的奇/偶取样操作把奇/偶样本信号聚集在一行中，如方框403所示。在开关609上，奇偶样本信号分别放在奇偶行中，组成无冗余样本信息的梅花状或五点图形，如方框404所示。

数字开关609的输出作为输入加到二维对角线滤波器608上，用以内插和恢复丢失的样本信号。这在图4方框405中表示出，内插的样本信号××××，0000在方框406中表示。现在，于D/A转换器614上，1050行信号转回到用于显示的模拟形式。转换过程表示在流程图4方框407。加到D/A转换器614的模拟输出的校正器615是按照Sin（×）/×校正算法工作的。在转换成HDTV接收机显示前，在低通滤波器616上，对校正器615的输出信号进行滤波，以通过1050行B-MAC基带信号。图6表示的解码器与HDTV接收机（未表示）可以简便地组装在一起或者可以是分开的部件，这依赖于最初如何使用HDTV而定。

图7是七行十五阶二维对角线滤波器的简单方框图。当在HDTV广播台的发射源上使用时，或在要达到HDTV广播质量的中间站上使用时，建议使用按照图5装置结构的这种滤波器。三行或五行滤波器足以满足如包括图6电路的用户转换器中的使用质量。

在汤格（C.J.Tonge）的论文“电视图象的取样”（英国独 立广播公司的实验和发展报告（12/81）），描述了电视图象的取样过程。在其中的图12-17中阐述了用于用户转换器的适当设计的三行和五行滤波器，它比图7中的七行滤波器更为经济可行。

所有这些滤波器都包括有单行延迟元件，单个样本信号延迟元件，加法器和乘法器用于把延迟样本信号与依赖滤波器复杂程度的特殊系数相乘在一起。该系数从离散付里叶变换给出的一般下取样滤波器方程得到的方程式中获得：

其中，-N₁≤n≤N₂是样本信号位置的范围，h（n）是冲激响应，而R是由整数n确定的周期。对于应用（频率）约为频率π/2R的滤波器516和601的斜对称滤波器设计，

H（π/R-W）＝1-H（w）。

设计对角线滤波器508和608的二维离散付里叶变换由下式给定：

下表1给出t行十五阶滤波器的各系数，应用在图7所示的乘法器中。

下列表2给出每一系数值：

表2

C（0，0）＝.5000    C（4，1）＝-.0214

C（0，1）＝.1799    C（4，3）＝-.0049

C（0，3）＝-.0030    C（5，0）＝.0141

C（1，0）＝.1919    C（5，2）＝.0064

C（1，2）＝.0279    C（6，1）＝.0045

C（2，1）＝.0643    C（6，3）＝-.0007

C（2，3）＝.0074    C（7，0）＝.0002

C（3，0）＝.0441    C（7，2）＝.0011

C（3，2）＝-.0202

汤格（Tonge）给出了三和五行滤波器的系数，为了方便起见，重列在这里，表3列出三行滤波器的系数，表4是五行滤波器的系数。

表3

0    -3    0    6    0    -3    0

1    0    15    32    15    0    1

0    -3    0    6    0    -3    0

表4

0    0    10    0    -10    0    -10    0    10    0    0

0    -5    0    -60    0    130    0    -60    0    -5    0

1    0    25    0    230    512    230    0    25    0    1

0    -5    0    -60    0    130    0    -60    0    -5    0

0    0    10    0    -10    0    -10    0    10    0    0

图7示出了七行十五阶滤波器的详细方框图，其具有分别在表1和表2中所示的系数排列和数值。此七行滤波器需要6个独立的行延 迟元件701-706，三行滤波器仅需要2个（延迟元件）而五行滤波器仅需要4个（延迟元件）。而且，七行滤波器实现中，需要3个初始行加法器707-709，在五行中仅需要二个，在三行实现中仅需要一个。

第一和最后的延迟行在加法器707中相加，第二个和倒数第二个在加法器708中相加，以此类推，直至中间行被成对处理。总共有5个处理行。其中4个处理行分别包括单样本延迟元件701-722，723-736，736-749和750-763。在特殊行中串联在一起的两个单样本延迟元件的位置等价于乘以表1，3或4中的零值系数的。所示的各个延迟的样本信号在并联加法器764-776上相加。并在乘法器778-794上乘上系数C（0，0）-C（7，2）。

五个处理行的输出上的各离散付里叶变换元素在包含加法器795-810的五级加法器中相加在一起。图中仅表示了两元加法器的组合，这是因为可以设想按照超大规模集成（VLSI）电路技术很容易做出这些元件构块。实际上，本七行十五阶滤波器是由4个这样的VLSI器件装配成的。

举例来说，现已制造出在525行B-MAC信号上实施上述方法的编码器和解码器。加到典型的编码器的输出上的是262    1/2行信号，它具有高频重复频谱的褶叠信息，可内插出262    1/2丢失行。图9a是525行源图象的图片。图9b是按照本方法从262    1/2行信号内插出的525行图象的图片。

这种例子说明了本方法和装置可以为那些传送介质容量有限，但需要分辩 力的地方提供服务。例如，图象电话服务，或通过电话线路的高分辨力图文电视。

因此，本文已给出和描述了一种增强发送电视信号垂直清晰度的方法和装置，这样能在低带宽发送信号，而在接收时，得到图象没有劣化的具有两倍垂直分辨力的图象质量。本方法和装置阐述了一个实施例，并且给出在HDTV领域中和传统广播领域中一个应用范例。但是，对于本技术领域的普通技术人员来说，不必脱离下列所述权利要求范围和精神，能应用具有其它标准的视频信号及实施例是很容易完成的。

Claims (12)

1、一种使具有预定水平行数的电视发射信号的垂直清晰度增加的方法，其特征在于，

抽取要发送的电视信号的交替行，和在接收时，重新内插出来发送的交替行；

所述电视信号的交替行的抽取步骤是，以奈奎斯特取样率对要发射的电视信号取样，把电视信号行样本存储在存储器中，将该行样本信号作水平和竖直维的对角线空间滤波，提供约为予定行数一半的发射用数字电视信号。

2、根据权利要求1所述的能使发射电视信号垂直清晰度增加的方法，样本信号的水平和竖直维对角线滤波包括的步骤为：

在每一行中去掉交替样本，形成梅花状或五点样本图形，各交替行去掉的样本用最邻近某行的样本信号替换。

3、根据权利要求2所述的使发射电视信号垂直清晰度增加的方法，电视信号的取样过程包括步骤为：

把约为预定行数一半的信号转变成用于发送的模拟信号，并且把频率等于一半奈奎斯取样率的模拟信号滤波。

4、根据权利要求1所述的使发射电视信号垂直清晰度增加的方法，未发射的交替行的重新内插依靠把接收的电视信号进行取样，并且在水平和竖直维平面上，对角线式地内插出丢失的样本信号来完成，恢复未发射的交替行，形成有预定水平行数的数字电视信号。

5、根据权利要求4所述的使发射电视信号垂直清晰度增加的方法，在水平和竖直维平面上，对角线地内插出丢失的样本信号所包括的步骤为：

从每一行中分离出交替样本信号，对每一取样后的行衍生出交替样本信号的二个样本信号行，形成交替行样本信号的梅花形状或五点式图形，并

通过水平和竖直维内插替换每一取样的行的丢失交替样本信号。

6、根据权利要求4所述的能使发射电视信号垂直清晰度增加的方法，接收电视信号的取样过程包括下列步骤：把频率等于一半奈奎斯特取样率的接收信号作滤波，并

把接收信号转换成近似预定水平行数一半的数字行样本信号。

7、根据权利要求1所述的能使发射电视信号垂直清晰度增加的方法，包含把接收的电视信号进行滤波以除掉高频分量，使得能够在传统电视接收机上显示出近似为预定水平行数一半的经滤波的电视信号。

8、能使有预定水平行数的发射电视信号垂直清晰度增加的装置，该装置包括：

对待发射的电视信号进行取样的装置，

在水平和竖直维平面上，对电视样本信号进行空间对角线滤波以形成五点样本信号结构的图形的装置，

存储这种样本信号的水平行的装置，

转换存储在水平行存储装置中的样本信号的装置，

频率为电视样本信号取样频率一半的斜对称的低通滤波器，该低通滤波器输出是含有预定水平行数一半的信号，用作发射的电视信号。

9、根据权利要求8所述的能使电视信号垂直清晰度增加的装置，行存储装置包括第一和第二行存储装置，第一行存储装置由第一逻辑电路装置控制，用于选通送到第二行存储装置的行样本信号。

10、根据权利要求9所述的能使电视信号垂直清晰度增加的装置，第二行存储装置以半取样率予以钟控。

11、能使具有预定水平的发射电视信号的垂直清晰度增加的装置，包括对发送的视频信号进行编码的编码器，其包含：

对发射的电视信号作取样的装置，

在水平和垂直维平面上对电视样本信号空间对角线滤波以形成五点样本信号结构图形的装置，

储存这种样本信号的一个水平行的装置，

把储存在水平行存储装置中的样本信号和行信号作转换的装置，以及一个低通滤波器，它是一个电视信号取样频率一半的斜对称的滤波器，

一个在接收时对视频信号作解码的解码器，包括：

对接收的视频信号进行取样的装置，

把视频信号样本转换成具有交替丢失的样本信号的五点样本图形的装置，

从具有交替丢失的样本信号五点图形中重新内插出丢失样本信号的装置，重新内插装置的输出是一个具有预定水平行数的信号。

12、能使接收的预定水平行数电视信号垂直清晰度增加的装置包括：

对接收的视频信号作取样的装置，

把视频样本信号转换，把接收的样本信号的每一行空间地形成交替样本信号的相邻两行，组成五点样本信号模式图形的装置，

把输入五点模式图的交替的丢失样本信号重新内插的装置，其结果得到完整的样本信号行，及

对高清晰度电视机所用显示信号进行处理的装置。

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