[发明专利]增强发射的电视信号垂直清晰度的方法和装置

说明书

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。