TW306111B - - Google Patents

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A7 B7 306111 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明概略關於電氣信號檢測器。更明確地説，本發明 係關於用以提供彩色視頻信號之雜訊含量指示的檢測器。 發明背景 視頻雜訊檢測器是視頻信號處理設備中常用的裝置。譬 如，此種檢測器可有利地使用於被設計成根據被處理的視 頻信號之雜訊位準而在功能上改變的視訊系統。此類雜訊 控制設備舉例來説包括雜訊控制可程式頻帶濾波器、雜訊 控制水平峰化電路、雜訊控制可變飽和色度處理器、和雜 訊衰減迴歸滤波器、以上所列僅爲其中的數種用途。 謝拉爾德（Shellard)在名爲”頻寬根據位元誤差率及亮度位 準而改變之濾波電路"（FILTER CIRCUIT WITH BANDWIDTH VARIED AS A FUNCTION OF BIT ERROR RATE AND LUMINANCE LEVEL)的第 5,396,293號美國專 利中描述一種數位視訊系統，其中視訊頻寬被根據數位視 頻信號之位元誤差率（BER)控制。在噪雜的情況下，BER 提高並被用來使視訊頻寬減少發生作用。在一特別的具體 實例中，頻寬係根據位元誤差率與亮度信號振幅位準而控 制。 柯克蘭（Cochran)在名爲"自動視頻信號峰化及彩色控制 "(AUTOMATIC VIDEO SIGNAL PEAKING AND COLOR CONTROL)的第4,430,665號美國專利中描述一種視訊系統 ，其中雜訊被檢測並用以控制兩種功能：視頻信號峰化及 色度信號校平。在柯克蘭的設備中，雜訊在一範例中被藉 -4- 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 視頻信號中存在的高頻雜訊之"長期平均"分析而估計，而 在另一範例中藉助於接收器自動增益控制（AGC)電路進一 步估計。根據雜訊估計値，亮度信號被控制以在出現微弱 且噪雜的接收彩色電視信號時展現明顯的去峰化。同時， 色度信號分量的量値被減少以防止顯示的彩色畫面呈現過 飽和的顏色。 特羅依安諾（Troiano)在名爲”雜訊控制自動峰化控制設備

"(NOISE RESPONSIVE AUTOMATIC PEAKING CONTROL APPARATUS)的第4,376,952號美國專利中檢測雜訊（做去峰 化用）的方法是將視頻信號帶通濾波並將經濾波之信號經由 一取樣電路加諸一檢測器，該取樣電路僅在遮沒時段被致 能以便拒斥売度信號的有效視訊部份。該檢測器係脈衝平 均型者’其中代表超過一臨限値位準之樣本信號的峰値的 脈衝被產生並平均以產生-主要代表雜訊且大致與發生於取 樣時段期間之亮度信號轉變無關的經濾波整平之控制信號 〇 劉（Liu)在名爲"可變峰化控制電路”（variable PEAKING CONTROL CIRCUIT)的第 4,384,306號美國專利中 為述一種系統，其中視頻信號而噪雜的情況下被，'去峰化" ，且其中雜訊檢測的執行是藉比較連續垂直畫面點的信號 位準。在一範例中，來自三個連續垂直掃瞄線的信號被在 時間上拉在一起（藉連續延遲信號1-H和2-H個時間週期）、 取樣，且諸樣本被做影像分析以查察脈衝雜訊是否存在。 洛德爾（Roeder)等人在名爲"信號背景雜訊檢測器 _____ -5- 本紙張尺度適A國國家橾準（CNS )八视^ ( 210X297公釐' ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 306111 ---______Β7 五、發明説明（3 ) "(SIGNAL BACKGROUND NOISE DETECTOR)的第 4,684,989 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 號美國專利中描述一種估計雜訊的系統，該系統包括用以 產生對應於信號之回歸冗餘時段間信號差異之差異樣本。 許多個此種差異樣本被平均，且構成各平均値的諸差異樣 本中的一些被從平均値中減去。量値値從諸平均値間的差 異中析出，且差異樣本及一預定數目個量値値被平均以產 生雜訊估計信號。 發明概述 本發明的第一個方面旨在滿足一種可避免影像分析之複 雜性並提供一種健全且可靠的雜訊指示之雜訊檢測器的需 要。 根據本發明’檢測雜訊的設備包括用以從輸入視頻信號 導出一色同步分量的裝置、用以測量色同步分量相對於加 諸該設備之相位基準信號的相位角度的裝置、及用以從相 位角測量値導出一雜訊指示信號的裝置。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明原理的一種甚佳的應用包括一用以提供一具有週 期性分量之輸入信號的信號源、及用以產生一振盪信號的 可變振盪器。該應用例配置有用來依由該振盪信號決定之 時點對該輸入信號取樣以提供該輸入信號的該週期性分量 之樣本。一算術處理器根據該等樣本產生—角相位誤差信 號以將該可變振盪器之振盪信號在相位上鎖定至該輸入信 號之週期性分量，並從該角相位誤差信號導出一雜訊指示 信號。 圖式簡述 _ -6- 本紙張尺國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） " — 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 i、發明説明（4 ) 本發明依諸附圖敘述，諸圖中類似元件以類似參考編號 榡示，且其中： 圖1是具體實踐本發明之電視設備的方塊圖； 囷2爲適用於圖1範例中的可阻止計數器之詳細方塊圖； 圖3爲適用於圖1設備中的色同步樣本累積器之詳細方塊 圖； 圖4爲適用於圖1設備中的直角座標轉極座標轉換器之詳 細方塊圖； 圖5爲適用於圖1設備中的限制器之詳細方塊圖； 圖6爲顯示圖1範例之某些作業方面的相位圖；且 圖7爲顯示圖4之直角座標轉極座標轉換器的圖表。 詳細敍述 圖1顯示具體實踐本發明之電視設備1 〇，該電視設備1 〇 包括一用來提供視頻信號S1的視訊源12及用來顯示該視頻 信號的視頻信號處理及顯示單元丨4。對電視接收機應用而 言，視訊源1 2可包括傳統的調諧器、中週放大器、及檢波 器。此外，視訊源12可包括一個或更多個基頻視訊輸入和 適當的切換開關以便從許多種視頻輸入信號中選擇。對電 視顯示器應用而言，可省略調諧器。處理及顯示單元14可 爲傳統設計者’包括例如亮度及色度處理電路、顯示器（例 如映像管或液晶顯示器裝置）及適當的顯示驅動器電路。爲 簡化圖式，聲音與彩色處理的細節被省略了。 由視訊源12提供之基頻視頻信號S1藉由一具禮實践本發 明之數位鎖相迴路16(虛線框中所示者）中的類比轉數位 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、tT 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ________B7 五、發明説明（5 ) (A/D)轉換器20轉換爲數位信號S2以加諸視訊處理及顯示 單元14。雜訊指示信號（B0、B1)加諸一畫面加強處理器18 的控制輸入，該畫面加強處理器18被連接以從顯示處理器 14接收一視頻彳§號S3並供應一經加強的視頻信號S4回顯示 處理器做顯示用。 處理器18之目的在加強所顯示影像的一個或更多個參數 ，並根據2位元雜訊指示信號（bo、b 1)所指示的雜訊位準改 變該加強功能。在此方面，加強處理器18可爲諸如前述系 統之傳統設計者。前文述及謝拉爾德之系統提供在雜訊位 準増加時很好的視訊頻寬減少。劉及特羅依安諾之系統在 信號對雜訊比很差的情況下實施，，去峰化"，且柯克蘭之系 統利用雜訊信號控制視訊峰化及色度信號位準。雜訊信號 的另一種有用的應用是控制加諸視頻信號的雜訊衰減度。 很明顯的是本發明的雜訊位準指示信號（B〇、B1)存在有許 多其他適當的應用。 數位鎖相迴路16包括接收視頻信號S1且將經轉換之（數 位）視頻信號S2供應予前述之處理及顯示單元14的類比轉 數位（A/D)轉換器20。一頻率爲彩色副載波頻率4倍（4Fsc) 的鎖相取樣時脈信號S5由一電恩控制振盪器26提供予A/D 轉換器20、色同步信號累積器（或，，正交相位檢測器"）22、 及一計時單元24。計時單元24與由電壓控制振盪器26提供 之"主控時脈M (S5)信號及來自視訊處理和顯示單元丨4之偏 轉計時信號（DFL)同步以產生許多個計時信號给鎖相迴路 16，包括水平同步信號（HS)、垂直同步信號（vs)及色同步 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

L 訂 -8-

經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 306111 A7 B7 五、發明説明（6 ) 選通（BG)信號。 色同步選通BG信號、4Fsc時脈信號、及被取樣的視訊信 號S2被加諸色同步累積器22，色同步累積器22分類並加總 在色同步時段期間發生之信號S2的偶數與奇數樣本成兩群 樣本。此包括一同相位樣本群χ(發生在色同步峰頂）及一正 交相位樣本群Υ(發生在色同步越零區域）。數gX與γ代表 色同步向量在一笛卡爾（直角）座標系統中的座標。一範例 性累積器顯示於圖2中並於下文中敎述。 色同步向量之X與Y座標接著被加諸一直角座標轉極座標 轉換器30 ’將XY座標從直角座標轉換爲具有一量値項r及 一相位角項0的極座標形式（R，0 )。提供此種轉換的一種 直接方法是將X與Y値施予用對應半徑與角度値規劃的唯讀 記憶體（ROM)之位址輸入。但此種方法需要相當大的記憶 體。一種免除大記憶體需求之較佳方法是利用正弦、餘弦 或正切三角估計法計算角度。此種座標系統轉換器（直角座 標轉極座標）之範例顯示於圖3並在下文中詳述。 由極座標轉換器30提供之量値項r加諸一色同步信號檢 測器3 2，該色同步信號檢測器3 2在視頻信號s 1中不包含色 同步分量且從而表示一黑白（單色）畫面時輸出一標示爲"黑 白’’（BLACK & WHITE)之信號S8予一色同步相位抖動處理 器40的輸入。 極座標轉換器30產生的另二個信號是"無色同步”（N〇_ BURST)信號S6及”八分區"（OCTANT)信號S7，二信號均被 加諸抖動處理器40的相關輸入。位於極座標轉換器内（且顯 -9- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

U 訂 A7 B7 五、發明説明（7 ) 示於圖4中）的第二色同步信號檢測器產生該"無色同步”信 號並檢測視頻信號S2的各個色同步信號是否不存在。抖動 處理器需要此資訊來阻止在彩色視頻信號之被選擇的掃瞒 線期間之處理。譬如，色同步信號在垂直時段的某些掃瞄 線期間（例如垂直同步信號出現的掃瞄線1 _ 9)不存在。各別 的色同步信號亦會在彩色視頻信號中的有效視訊時段因爲 諸如雜訊影響信號損失、磁帶脱落或類似原因而漏失。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 簡括來説，本發明之雜訊檢測系統中特別需要二個色同 步信號檢測器。此二檢測器之一（圖1中的3 2 )有相當長的時 間常數或反應速率（例如一個或更多個圖場）以辨識完全沒 有色同步分量的黑白（單色）信號。此檢測器阻止該雜訊檢 測系統對所有單色視頻輸入信號處理。另一個色同步信號 檢測器（圖4中的432、436)有相當短的時間常數或反應速率 (例如一條掃瞄線的時間）以便一條掃瞄線接一條掃瞄線地 辨識漏失的色同步信號。對顯示於圖4中（並在下文中討論) 的特別快速之色同步信號檢測器而言，一比較器4 3 2進行 一幾乎即時的判斷，看色同步向量的量値（信號L、X與γ座 標中較大者）是高於或低於一由"無色同步"臨限値源4 3 6設 定的臨限値。在彩色視頻信號中，某些諸如垂直時段的掃 瞄線1 - 9期間之色同步信號恒爲漏失，而某些則因雜訊或磁 帶脱落而偶爾漏失。爲達成彩色視頻信號内正確的雜訊估 算，漏失的色同步信號被檢測且被使用以提供抖動處理器 40作業的修改。 如上文所述，極座標轉換器30亦輸出一稱爲"八分區"的 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐} A7 --__B7 _ 五、發明説明（8 ) 信號至抖動處理器40。此信號辨識色同步向量角度相對於 電壓控制振盪器26之基準相位佔據的是8個45度八分區中 的哪一個八分區。圖6顯示諸八分區而圖7列出辨識各45度 八分區之3位元二進制碼。至於鎖相迴路，八分區資訊被用 以做色同步角度的反正切估算，此將於下文中解釋。八分 區資訊在本發明中亦被用做與角度計算無關的額外作用。 明確地説，八分區資訊在本發明中亦被用做阻止在某些相 位角度中處理雜訊計算。 譬如，”八分區”信號S 7阻止抖動處理器4 〇對從1 3 5度到 180度的45度八分區内及從-135度到180度的45度八分區 内（分別爲八分區3與7)的色同步角度做處理。如此可防止 在有某些防複製編碼視頻信號出現時做出錯誤的視頻雜訊 測量。防複製編碼視頻信號中有一部份視頻信號在内部被 修改而使信號的視訊複製困難。其中一種"防複製"系統將 每20條視訊掃瞄線中的4條之色同步相位反轉。本發明之 此機能的優點是藉著阻止處理鄰接於丨8〇度的兩個八分區 内之色同步相位雜訊信號，可防止防複製編碼色同步信號 干擾視頻雜訊之色同步抖動測量。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 由極座標轉換器30產生之相位角度信號0(信號S9)在本 發明中使用於兩種目的，即（i)檢測視頻信號S 1内的雜訊及 (ii)將電壓控制振盪器2 6的相位鎖定於視頻信號S i之色同 步分量。明確地説，由轉換器30提供之相位信號0被加諸 一加法器40、一頻率誤差檢測器42、及一鎖定檢測器44。 鎖定檢測器4 4之輸出被加諸一開關4 6，開關4 6在鎖定檢測 -11 -

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 '----—---— B7 五、發明説明（9 ) 器指出系統末鎖定時將檢測器42之頻率誤錄出連接至加 决器4 0的3輸入。頻率誤差檢測器4 2測量择瞒線與掃瞒 線〈間相位信號0之變化率，故在基本上是―微分器且可 藉儲存則掃I線之相位於_栓内並將現行與前—相位値 相減以得到對時間之微分値而實踐。 /爲相位相對於時間的微分値等於頻率，故在系統未鎖 定時’頻率誤差檢測器之輸出正比於頻率誤差。在此未鎖 定晴/兄下，鎖疋檢測器4 4使開關4 6能將頻率誤差信號s ! 〇 在加法器40内加至相位角信號S9。此種在迴路未鎖定時對 相位角信號之"增加，•已證明可有利地提昇相位鎖定速率。 但只要鎖定之後，鎖定檢測器44就使開關46開路而將頻率 誤差信號81〇從加法器40移除，且其後之相位控制僅靠相 位角信號S 9進行。 如上又所述，加法器40之輸出在系統鎖定（開關46開路） 時包括色同步相位角度信號S9，且在系統未鎖定時包括Μ 與頻率誤差is號S10之和。加法器輸出信號S17被加諸一限 制器電路50，該限制器電路50提供限制並將被限制的相位 角信號分離成其符號S11(正或負）及其量値S12(未帶符號 之角度），且這些信號S11與S12分別被加諸一二進制比率 乘法器6 0。 二進制比率乘法器60的目的是產生對連接至該乘法器6〇 之迴路濾波器62内的電容器充電及放電之電流脈衝，藉此 控制電壓控制振盪器26之振盪頻率。電流脈衝產生之數目 或比率正比於相位角信號0之量値。譬如，當符號信號 -12- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CMS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j

A7 B7 五、發明説明（10 ) S11爲正時，二進制比率乘法器6〇產生正電流脈衝（信號 S13)以對迴路電容器充電並増加電壓控制振盪器之頻率。 反 <，當符號信號S11爲負時，乘法器6〇產生負電流脈衝( 仏號S 1 4 )以使迴路電容器放電並減少電壓控制振盪器之頻 率。在鎖定時，相位角0的量値趨近於零，且僅產生足以 維持鎖定狀態之脈衝。 在限制器5 0内限制相位角信號0之原因是要防止大的相 位或頻率誤差過度影響迴路作業。限制器5〇提供的另—功 能是提供一指示信號（，，限制中”LIMITING) S15給抖動處理 器4 0表示限制器5 0係在限制狀況中。故”限制中"信號表示 系統被鎖定且色同步相位角大於一預定的最小或限制値。 量値信號S 1 2在這些情況下被限制，從而限制對迴路遽波 器6 2的最大充電或放電電流。當系統鎖定時的一個範例性" 限制”値是約3 · 5度的相位角。當未鎖定時，限制位準被増 加（達10倍或更多）以提昇捕獲鎖定的速率。限制器5〇的一 種適當實施例顯示於圖5中且將在下文中討論。 由限制器5 0提供之"限制中"信號S丨5被加諸色同步相位 抖動處理器4 0。限制器5 0與處理器4 0的組合根據本發明的 一方面提供從由極座標轉換器30提供之相位角測量値導出 雜訊指示信號B 0、B 1之功能。 更詳細地説，前文述及當系統鎖定時，限制器5 〇檢測超 過一相當小角度（例如3.5度）之色同步相位誤差。色同步相 位抖動處理器提供計數功能，計數在一既定時間期間（例如 一圖場或圖框）内相位角測量値（0 )超過檢測臨限角度（3 5 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 」 、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、 發明説明（11 度）（掃瞄線數目。抖動處理器40由該計數値產生並輸出該 计數値或其換算値做爲雜訊指示信號。在本範例中，超過 臨限相位角度値且發生於一圖場内之色同步相位脱離的計 數値被按比例縮減以提供一 2位元輸出信號（位元B0&B1) 而提供4個獨立的雜訊位準指示（即二進制的oojmiD 。孩雜訊指示信號接著被加諸畫面加強處理器18以調整由 單元14顯示之影像的諸如前述之對比、清晰度、頻寬或雜 訊衰減等參數。 圖2是處理器40的一種適當實施例的詳細方塊圖。基本上 ，處理器4 0包括一非交疊可阻止圖場率向上計數器（n〇n_ wrapping inhibitable field-rate up-counter)，其輸出被依比 例縮減成2個最高有效位元（MSB)以形成雜訊指示信號B〇、 B 1 〇 處理器40包括6個輸入和2個輸出。輸入丨、2及3分別接 收"限制中"信號S15、”黑白"信號S8及”無色同步”信號S6 。輸入4與5分別接收八分區指示信號s 7的2個最低有效位 元"1 "與"〇 "，且輸入6從計時單元2 4接收一垂直計時信號 VS。2個輸出7與8提供雜訊衰減信號的2個位元B0與B1& 畫面加強處理器18。處理器40在説明上由一向上計數器 5〇〇實踐，該計數器500之輸出在一除法器5〇8内除以16並 被加諸一提供雜訊指示輸出信號位元B0及B1之輸出栓51〇 。向上計數器5 0 0被限制信號S 1 5經由可阻止，，及"閘5 0 2脈 衝推動。每當限制器5 0指出有一相位角大於最小値（例如鎖 定時的3.5度）時，計數器500即前進1。計數器500被垂直 -14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-'• 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明（12) 同步信號vs每個圖場重置一次，該垂直同步信號vs亦將 計數器輸出栓鎖入栓510中。 *十數器5 0 0之輸出在除法器5 〇 8内被”依比率縮減"或除以 1 6以k供更簡潔的雜訊資訊表示法。譬如"〇 〇 "的二進^輸 出値表示在一圖場期間發生的限制少於丨6次。"〇丨"的輸出 表不在一圖場期間發生的限制至少有丨6次但少於3 2次。 "10"的輸出表示發生的限制至少有32次但少於48次。最後 ，”η”的輸出表示在一圖場期間發生的限制至少有48次。 有利的是，已發現將計數値按比例縮減以提供上述4個有 關色同步角度（或"抖動"）超過可接受之最小相位誤差（例如 約3_5度）的次數之表示法提供了一種有用的雜訊位準指示 數目。若需要精細的解析度，則可將計數器5〇〇之輸出除 以一小於16的數目。將計數器的計數値，，c”直接當做雜訊 指示信號可得到最大解析度。 爲了防止计數器在有大量色同步誤差情況下"交眷 "(wrapping)或”溢流，，（overflowing)，被除過的計數値由一 比較器5丨2與一數値”3”（二進制中的"u”）比較。此表示在 一圖場内已到達48次的計數値，且被加諸，，及，，閘5〇2之阻 止輸入（以一開放圓圓表示）的比較器輸出阻止在該圖場期 間進一步的計數。 上文所述者是本發明的一種有利特點，因爲其防止雜訊 指示的"假的低電位"。#如，假設有—非冑噪雜的視頻信 號以脈衝推動計數器500超過其模數。則計數器輸出在圖 場的末尾可爲任何數目。若該數目小於16，則雜訊信號將 -15- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

L -訂· 經濟部中央榡準局員工消費合作社印裝 ---------—_ B7 五、發明説明（13^ ~~~~ ~ 等於00而表不一雜訊相當小的情況，而實際上情形卻正 好相反。所以，比較器512防止計數器500"交疊"，故可確 保计數器500不論限制器50提供之限制指示信號有多少均 不能計數超過一値” 4 8，，。 上文中有關計數器500之"非交疊，，或溢流保護機能之討論 説明了計數器4種阻止情況之一。計數器5 〇 〇的其他三種" 阻止”情況是⑴黑白、（ii)無色同步及（in)區段遮罩 (SECTOR MASKING)。前文述及單色視頻信號缺少色同步 k號，故爲了避免錯誤的雜訊估算，表示該視頻信號爲單 色者的長時間常數（圖場時段）色同步信號檢測器之輸出（信 號S8)被加諸（在端子2)至"及"閘502的第二阻止輸入。（阻 止輸入在圖式中以閘輸入處之開口圓圈表示）。由一短時間 常數色同步信號檢測器提供之"無色同步”信號S6亦被在輸 入端子3處加諸"及"閘502的另一阻止輸入以防止在垂直同 步時段期間（當色同步信號不存在時）計數，並防止計數有 缺陷的色同步信號（例如筆因於磁帶氧化物脱落等之色同步 信號漏失）以免產生不正確的計數。 計數器500的最後一種阻止情況是施加於在對應於色同步 相位角八分區3及7(顯示於圖6中）之180度的兩側45度之區 段中的色同步角度。這在圖式中稱爲"區段遮罩"，且其目 的如上文所述般是排除會被防複製視訊編碼技術有意地在 相位上反轉之所有色同步信號被計數。如前文所述者，一 此種技術在每2 0條視訊掃瞄線中反轉4條掃瞄線之色同步 信號相位。有利的是，排除相位反轉之掃瞒線的測量保留 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 __^B7__ 五、發明説明（14) 〜 ' 了雜訊估算之完整性。 "區段遮罩"504(以虛線標出）句杠 ^ 括—個接收八分區信號 S7之2個最低有效位元Γ1，，及，，〇")的2輸入及閘5〇6。完整 的八分區碼顯示於圖7中。此碼辨識圖6中所示諸區段並決 定極座標轉換器3〇中使用以將正交樣本χ#γ轉換成極座標 R與0之算術處理。如該碼表列所示者，爲蓋住18〇度加減 45度的區段，僅需在二個八分區·即八分區3與八分區7期 間阻止計數器5 0 0。由m 3位元二進制碼表列中明顯可見八 分區3與7二者的最低有效2位元的均爲邏輯"丨”。故藉著將 八分區碼的2個最低有效位元用邏輯，，及"處理，閘5〇6在八 分區碼爲"3”（二進制的0 11)或"7"(二進制的ln)時被致能 。閘506之輸出被連接到閘502的一個阻止輸入，藉此可在 色同步相位角落在·•排除"區段（八分區3或7)内時阻止計數 〇 圖3是圖1中色同步信號累積器（或正交相位檢測器）22的 一種適當實踐例之詳細邏輯電路圖。簡短地回顧，累積器 的功能是以彩色副載波頻率4倍的頻率（4Fsc)取樣色同步信 號’從而在每90度的色同步信號時產生一個樣本。當迴路 鎖定時，偶數樣本發生在色同步信號之峰頂，從而形成，，同 相"或"X "樣本，且奇數樣本發生在色同步信號之軸交越區 ，從而形成”正交相位”或” Y "樣本。此二値X與Y合在一起 代表一直角座標系統内之色同步向量。累積器22的功能是 執行必要的算術運算以適當地分類並加總諸樣本，包括從 A/D轉換器20產生之色同步樣本中移除直流（DC)分量或"基 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（15) 礎"値（例如接近黑位準）。 更詳細地説，A/D轉換器2 0產生的視頻信號樣本形式是 未帶符號的二進制碼。由於色同步信號出現在水平同步信 號的尾端部份期間，故其有在黑位準附近之直流或基礎値 。確實的値爲未知或隨信號源而改變。爲了將此分量從色 同步信號測量中移除，來自A/D轉換器20的視頻信號S2首 先從未帶符號的二進制碼轉換成2的補數形式，該轉換係由 反轉器300反轉最高有效位元而完成。此種算術形式的改 變有助於累積器内樣本的加與減。 來自反轉器300的2的補數樣本接著被加諸-包括一 ”拒斥 或”閘304及一全加法器306之加法器/減法器302。加法或 減法模式的選擇受控於一時脈信號F s c，該時脈信號之彩色 副載波頻率爲電壓控制振盪器2 6的4Fsc時脈率的1 /4。加法 器/減法器之輸出儲存在兩個串連的栓312與314内並回積 至加法器的被加數輸入。藉著以4Fsc樣本率時脈推動諸检 ，並使用Fsc時脈每兩個樣本週期從加法變成減法，同相位 樣本"X "被累積在栓3 1 2内，而正交相位樣本"Y "則累積在 栓3 1 4内。由於加法器/減法器每兩個4Fsc時脈樣本週期在 加法與減法間交替變化，” X "樣本被交替地加與減以產生 检312内的累積"X" <5.χ値樣本的交替加與減（例如+χ〇， _X2，+X4，-X6，+X8，-X10等）造成X的直流分量之抵 消。X的色同步分量不會相抵消，因爲色同步信號"符號" 或極性每兩個樣本交替一次，所以色同步信號會相加。故 色同步樣本累積而樣本的直流分量或基礎部份則相抵消。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------1麥------訂------{ (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 __B7 五、發明説明（16) 相同的結果亦發生於γ樣本。 爲限制X與Y樣本僅限於色同步信號，加法器306之輸出（ 一 13位元總和）經由一色同步信號選通310加諸累積器栓 312，該色同步信號選通在每條掃瞄線的色同步時段期間 的48個4Fsc時脈週期中被致能。一典型的色同步（NTSC)信 號有8個完整循環對應於32個4-Fsc時脈的樣本。色同步信 號選通閘被故意做得較色同步信號寬度寬很多，以確保在 視訊源有大幅計時誤差時能捕獲所有的色同步循環。 在色同步信號選通週期（48個4-Fsc時脈的樣本）的末尾， 一色同步信號選通截止信號（由計時單元24提供）加諸栓 316與318，該二栓儲存掃瞄線其餘部份的累積色同步向量 資料X與Y，在該時段期間，資料被轉換成極座標形式、通 過限制器5 0、且如上文所述般藉計數限制器限度被超過之 次數做雜訊估算。 圖4是顯示極座標轉換器30的詳細邏輯電路圖，極座標轉 換器30提供之功能爲：（i)將色同步向量從直角座標形式轉 換爲極座標形式（量値及角度）、（ii)辨識色同步向量所處的 特定八分區、及（iii)產生"無色同步|·信號。 爲提供極座標轉換功能，來自累積器22的X與Y座標經由 各自的1的補數器電路加諸一比較及相除電路41〇的相關輸 入’各個1的補數器電路各包括一個1的補數器或反轉器 (400或403)及一由輸入信號之符號位元控制的多工開關 (4 02或404)。如此可將座標値由2的補數轉換爲未帶符號 的二進制碼以利後續的量値比較及相除。譬如，當X的符 -19- "" _ 本紙張尺度適用中關家標率（CNS ) A4規格（2U5 X297公缝)~ ------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. ,ιτ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（17) 號爲"0"(位元13，表示一正數）時，x量値的其餘12個位元 經由多工開關402直接送交電路41〇之X輸入。但若X之符 號爲負（二進制"1 "，表示一負數），則多工開關402將1 2個 量値位元的補數連接至電路41〇的又輸入，藉此將χ轉換爲 未帶符號之二進制碼形式。γ輸入信號之量値位元（即丨_丨2 ) 亦類似地在Y符號位元（位元1 3 )的控制下被轉換成未帶符 號的形式以加諸比較及相除電路41〇之γ輸入。比較及相除 電路410在内部包括一量値比較器用來辨識乂與丫二者中之 較大者，並將此値輸出爲信號"L，，（即μ較大者，，）。信號"L ” 被用來表示極座標色同步向量8丨2的”量値，，（MAGNITUDE) 以加諸色同步信號檢測器3 〇。 極座標量値信號"L "亦加諸一短時間常數，，無色同步"檢測 器，該檢測器包括一比較器4 3 2用來比較信號，，L ”與一由一 揲色同步”臨限値源436提供之基準位準信號。基於整體 系統調整之目的，臨限値源4 3 6可被程式規刻以提供許多 個基準値。舉例來説，可以有16、32、64及128等色同步 仏號基準値。依IRE信號位準而言，這些値對應於1、2、4 及8的IRE位準之色同步信號振幅。比較器比較信號"L "(向 量分量X與γ中"較大者”）與由基準源436提供之色同步信 號基準位準，並在量値信號”L"小於色同步信號基準信號r 時輸出無色同步"信號S6。如上文所述般，此色同步信號 檢測器之時間常數相當短，因爲檢測是一條掃瞄線接一條 掃瞄線地發生的，而長時間常數色同步信號檢測器32則以 圖場率爲時間常數以檢測單色視頻信號。如上文所述者，，· -20- CNS ) ( 210^297^.¾ )----- i m ."""^ 』裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .------^ A7 B7

a〇eiU 五、發明説明（18) -- ”，、色同步HS6對諸如垂直同步信號掃瞒線及色同步信 號脱落之掃瞄料漏失色同步㈣之料線阻止視頻雜訊 位準計算。 色同步向量之特定八分區的辨識係由一3位元八分區辨識 信號S7提供。最高有效位元包括"γπ輸人信號之符號位元 。次高有效位元…包括"χ”輸入信號之符號位元。最低有 政位元LSB包括"X”輸入信號之符號位元與電路々〖ο内 Χ<Υ量値比較器之輸出的"拒斥或”値。如上文所述般，圖 7用此3位π碼辨識〇·7八分區。簡短地回顧，八分區碼的 較低二位兀在區段遮軍5〇4内用，，邏輯及”處理以排除靠近 180度（ + /- 45度）之色同步信號的雜訊計算以避免因防複製 保護的磁帶中色同步信號被週期性反轉的視訊造成錯誤。 現討論轉換器3 0的極座標轉換功能之細節，此轉換所根 據的估計是對小角度（譬如小於4 5度）而言，由直角座標χ 與Υ界定之角度的反正切値約等於X與γ中較小者除以χ與 Υ中較大者。如上文中解釋的，電路41〇包括一量値檢測器 用來判斷X與Υ的相對大小。此檢測器在内部被用來執行較 小値除以較大値的信號（表示爲"S/L ")功能，且此値被用以 表示涵蓋45度範圍之極座標角度的7個最低有效位元。爲 了要涵蓋整個圓（360度），轉換器30根據色同步向量所在 的八分區加或減0、90、或180度角度。諸八分區依上文所 述方法決定，且導出各八分區完整値的算術法顯示於圖7中 〇 更詳細地説，圖7中色同步向量角之算術計算係在轉換器 -21 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

1^1 HI h^-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製

3C61XX A7 ___ __ B7 五、發明説明（19 ) 30内由一全加法器420執行，該全加法器42〇藉一，•拒斥或 "閘414及一反轉器422而能做加算或減算。電路中配置有 二個多工開關416與418提供〇、90及180度等固定角度的 數値當量給加法器420的一個輸入。藉選擇適當的固定角 度，並在算術上將之與色同步角度的反正切估計値（信號 S/L)合併（即加或減），就可表示八分區〇_3内的任何色同 步角度。其餘的八分區4-7可藉反轉八分區〇_3中對應的一 個八分區而計算得到。此計算係由連接到加法器42〇之輸 出的”拒斥或”閘428執行。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 色同步角度之計算的範例如下。假設向量X與γ均爲正且 X大於Y。依此界定之色同步向量落在介於〇度與45度之間 的八分區内’且其角度値約等於γ/χ(較小者除以較大 者）。因爲X爲正，故多工開關416選擇對應於0角度之常數 爲輸出。由於假設X大於γ，故比較器信號χ<γ亦爲〇 ，從而使多工開關4 1 8如上文所述般地選擇爲〇度的開關 4 1 6輸出値。加法器4 2 0在此情況下將一爲〇的常數（來自開 關416與418)加到來自比較及相除電路41〇的反正交估計 値（S/L)，且因Υ的符號爲0(γ爲正），故輸出"拒斥或"閘 428會將此値（ + S/ L)送交做爲色同步相位角S9。 如在加法器輸出處插入之虛線圓圈内所示及圖7之圖表中 所示，加法器42 0對不同的八分區加不同的常數到S/L。譬 如對落在八分區1内的色同步向量而言，完整的向量角是從 由開關416提供之90度基準中減去S/L的値。在八分區2内 ，90度値被加至s/L値，而在八分區3内，色同步向量是藉 -22-

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A 7 五、發明侧（2〇) " '~" 從180度中減去S/L値決定的。對其餘的八分區4_7而言， 色同步向量値的計算與對應的八分區〇_3者完全一樣，只是 加法器420之輸出被”拒斥或"閘428反轉，從而反轉了所示 色同步相位角的符號。 圖5是限制器50的詳細邏輯電路圖。此單元將色同步向量 誤差信號（即相位加頻率信號S17)轉換成符號與量値形式 並提供雙模式限制行動。限制器5 〇在系統鎖定時限制誤差 信號量値於"7，，而在系統未鎖定時限制誤差信號量値於 ·’ 1 2 7 ”的位準。7與1 2 7的二進制値在色同步角度上分別對 應於約3.5度與6 3度。有利的是，在未鎖定情況時達到限 制之前提供一較寬的限制角所得到的鎖定捕獲速率進一步 提昇是附加於加法器40在迴路未鎖定狀況下將頻率項（sl〇) 加至相位項（S9)所提供之速率提昇之上。 更詳細地説，在限制器5 〇内，來自加法器4 〇的相位加頻 率信號S17藉由一個1的補數器502和一個多工開關504從 其2的補數形式轉換成未帶符號的二進制碼。開關5〇4受輸 入信號之符號位元控制，當符號位元爲"〇 '，（表示一正數）時 選擇14個量値位元當做輸出（S50)，而當符號位元爲”厂^ 表示一負數）時選擇1的補數器502之輸出，從而產生一未 帶符號的二進制輸出信號S50。輸入信號之符號位元（位元 15)亦儲存在一栓51〇内以便提供符號位元信號sii供二進 制比例乘法器使用以決定輸出往迴路濾波器之電流的極性（ 電流供應或電流吸收）。 未帶符號的二進制相位角信號S50被加諸一比較器，而當 -23- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 Ox 297公瘦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、 發明説明（21) 信號S50大於-”127，，値時，一多工開關512選擇信號s5〇 的7個最低有效位元（由刪截器6〇5提供），否則，開關5i2 就選擇一常數，，高限”値"127，，當做輸出。故此部份的電路 提供第一階限制將色同步相位角信號限制於"127"的位準 以下。譬如若色同步相位角爲小於127的任一値，則比較 器5 08會選擇被刪截的信號S54當做開關5丨2的輸出信號 S56。反之，任何大於127的色同步角度値將使開關si〗選 擇基準値"127"做爲輸出信號S56。 仏號S 5 6夂第二階段限制由一比較器5丨4、一阻止"及"閘 516及一第二多工開關518提供。明確地説，比較器514比 較色同步角信號S56與一基準位準”7"並在信號S56大於7 値時提供一高電位輸出。（註：二進制碼"7，，對應於約3 5度 的角）。閘516接收比較器514之輸出且當鎖定檢測器輸出 爲低電位而表示迴路處於"鎖定"狀態時被鎖定檢測器以致 能。若輸入信號S 5 6小於"7 ”値且迴路爲鎖定狀態，則開關 518會選擇信號S56當做色同步相位角。若輸入信號大於7 且迴路爲鎖定狀態，則閘516將使開關518選擇一固定限制 値7當做輸出，從而在迴路鎖定時將色同步相位角限制在 約3 · 5度以下。 因爲色同步量値信號S58未帶符號，故限制角度可爲加或 減3.5度，而色同步相位可能超前或落後基準相位（請注意 基準相位是電壓控制振盪器26之輸出除以4，即彩色副載 波頻率Fsc)。但若迴路未鎖定，則閘516會使開關518選擇 ^號S56(其限制位準爲127)做爲輸出色同步向量角。該電 I I 〔參~~1T— I---—ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 -24-

306111 A7 B7 五、發明説明（22) 路配置有一栓520用來儲存色同步向量角信號si2。 簡短地回顧，閘516提供，，限制中，，輸出信號S15給處理器 40。此信號在迴路鎖定且色同步角度大於對應於約35度 的色同步相位角之基準値”7"時爲高電位。該"限制中"信號 在迴路未鎖定時或在色同步相位角度誤差低於對應於約3 s 度的色同步相位誤差之限制値” 7，，時爲低電位。如上文中所 述者，處理器4 0記錄迴路鎖定時發生限制的次數以便求得 視頻雜訊位準指示信號（BO、B1)。 (请先閲讀背面之注意事項再填寫本耳) -n -v^· -訂. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）

Claims (1)

1. 3 G 6工;ff5100539號專利申請案 卞支申請專利範圍修正本(86年1月） A8 B8 C8 D8

   Π y,(〇 ,〇! 阻止器電路，用來 ~家置，其中該測量電路 、申請專利範圍 1· 一種檢測雜訊的裝置，該裝置包括： 一信號源，用來提供一彩色視頻信號； 一角度測量電路，用來測量該彩色視頻信號相關於一 供應予該角度測量電路之相位基準信號的相位角；及 一輸出電路，用來從該相位角測量値推導出一雜訊指 示信號。 2. 根據申請專利範圍第！項之裝置，其中該輸出電路包 括： 用來計數在一既定時間間隔内相位角測量値超過一第 一角度之掃瞄線數目的裝置；及 用來將該計數値或其比分値輸出做爲該雜訊指示 信號的裝置。 v:'. 3. 根據中請專利範圍第1或2鳴裝置，該裝置進一步包 括 位於180度角附近之角度 範圍内的相位角測量値排計數値以外。 4_根據申請專利範圍第項’、 包括： 正交檢測器裝置，用來將該彩色視頻信號之色同步分 量與基準信號加諸各自的正交相位檢測器，以便分別求 得同相位輸出信號X與正交相位輸出信號γ ;及 直角座標轉極座標轉換裝置’用來將該同相位與正交 相位輸出信號X與γ轉換爲一相位角指示信號以便加諸該 輸出電路以求得該雜訊指示信號。 I "I 策 n H 訂----I —^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榇準局貝工消費合作社印裝 8 8 88 ABCD 經濟部中央標準局男工消費合作社印製 、申請專利範圍 5. 根據申請專利範困第1項之裝置，其中 括： 取樣裝置’用來以該基準頻率4倍的頻率產生該 分量之樣本； 一累積器’用來分類該等樣本以提供2個成正 樣本群；及 一極座標轉換器，用來從該2群樣本的各群形成一相位 角指示信號以供使用於推導該雜訊指示信號β 6. 根據申請專利範圍第丨項之裝置，其中該輸出電路包 括： 一計數器電路’用來計數在一既定時間間隔中落在一 既定値範圍内之相位角測量値；及 輸出裝置，用來輸出一代表該計數値的信號做爲該雜 訊指不信號。 7. 根據申請專利範圍第1項之裝置，該裝置尚包括· 一對感測電路，用來分別依一條掃瞄線接一條掃瞄線 的方式和一個囷場接一個圖場的方式感測色同步信號之 缺無；及 一阻止電路，該阻止電路因應於該等感測電路，在沒 有色同步信號時阻止該角度測量。 8. 根據申請專利範圍第！項之裝置，該裝置尚包括： 一阻止電路’用來在相位角測量値落在選定的諸八分 區内時排除該相位角測量値於該雜訊指示信號的推導之 夕卜0 該測量電路包 色同步 交關係的 f 袈 訂------〉 (請先閎讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -2- S06111 -A8 68 C8 D8 六、申請專利範圍 9.根據申請專利範圍第i項之裝置，該裝置尚包括： 用來阻止接近0度之相位角的該測量的裝置； 用來阻止接近1 80度之相位角之該測量的裝置； 用來阻止漏失該等色同步分量中一些色同步分量之該 測量的裝置；及 用來辨識該視頻信號之單色時段並用來在該單色時段 期間阻止該測量的裝置》 10·根據申請專利範圍第1項之裝置，該裝置尚包括： 用來根4^參雜訊指示信號的預定關係修改該彩色視頻 信號之_裝置，参 11. 一種A、.¥_路，路包括： 一^#後源，:供一具有一週期性分量之輸入信 號； 一可變振盪器，用來產生一振盪信號； 取樣裝置，用來在由該振盪信號決定之時點取樣該輸 入信號，以提供該輸入信號之該週期性分量的樣本； 根據該等樣本產生一相位誤差信號以便將該可變振垄 器之該振盪信號相位鎖定至該輸入信故之該週期性分量 的裝置；及 用來從該相位誤差信號推導出一雜訊指示信號的裝 置。 12. 根據申請專利範圍第1 1項之鎖相迴路，其中該推導裝置 包括： 一檢測器，用來檢測超過一既定相位角之該相位誤差 -3 - 本紙伕尺度遑用中國a家梂準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） I-------人 策-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，1T 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印裂 申請專利範園 A8 B8 C8 D8 信號的値；及 到計數在一既定時間間隔内發生之被檢 測到的誤差値數目 13.根據申請專利範圍第1 1項之鎖相迴路 包括： ’ 其中該推導裝置 心測器，用來檢測大於—最小 相位角之該相位誤差信號的値；及 一計數器’用來計數在至少爲 發生之被檢測到的誤差値數目。 14. 一種鎖相迴路系統，該系統包括 相位角且小於—最大 個視頻圖場的時段内 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 笨· 經濟部中央橾準局更工消費合作社印製 一信號源，用來提供一具有—週期性分量之輸入信 號； —可變振盪器，用來產生一振盪信號； 一相位檢測器，該相位檢測器根據該輸入信號之該週 期性分量及該振盪信號產^ 一相位誤差信號，以便將該 可變振盪器之該振盪信號相位鎖定至該輸入信號之該週 期性分量； 用來從該相位誤差信號推導出一相益雜訊指示信號的 裝置；及 用來對接近0度與180度之相位角阻止該推導裝置的裝 置0 •4- 本紙張尺度逋用中國國家檬準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） Γ