[发明专利]先进兼容电视的四路多工编码器

说明书

本发明涉及高度相关信息信号的编码器和解码器，更具体地说，涉及的这种编码器和解码器用在单一信道、NTSC兼容、宽屏幕加强清晰度电视（EDTV）系统中。

众所周知，原始的宽屏幕信号由中心显示面和左、右边带显示面组成，在它们作为NTSC兼容的4.2MHz基带信号向宽屏幕接收机和标准NTSC接收机广播之前，其中心显示面是时间扩展的，而其左、右边带显示面是时间压缩的。当用宽屏幕接收机（显示图象的宽高比为2∶1、16∶9或5∶3）接收时，时间扩展的中心显示面被压缩成原来的尺寸，而时间压缩的边带显示面也被扩展成它们原来的尺寸，再显示图象（因此，在宽屏幕接收机的屏幕上重现整个原始的宽屏幕图象）。图象边带显示面信号压缩技术的使用利用了标准NTSC电视接收机显示的水平过扫描范围的优点，因此，这样一个标准的NTSC接收机只在其4∶3宽高比屏幕上显示时间扩展的中心显示面（由于水平过扫描时间压缩的边带显示面被隐藏了。

单一信道NTSC兼容、宽屏幕EDTV电视信号包含的信息比常规的NTSC4.2MHz基带电视信号所包含的要多。常规的NTSC信号包括在达到4.2MHz的频带内的亮度信息以及在更小频带内调制在3.58MHz副载波上的色度信息。单一信道、NTSC兼容、宽屏幕EDTV信号包括4.2MHz以上频带内的高频亮度信息、边带显示面信息、再加上常规NTSC信号的亮度和色度信息。理想地，这附加的信息应以这样的方法编码，使得它能在宽屏幕接收机中解码，而不致于在不同类型的编码信息之间产生串扰，也不会由于这些编码信息的存在而损害在标准NTSC接收机上所显示的图象。

现在参考共同申请、序列号为No.07/139，338、伊塞那狄（Isnardi）等人于1987年12月29日申请，并转让给与本发明相同的受让人。该申请揭示了一个单信道、NTSC兼容、宽屏幕EDTV系统中，其中原始的宽屏幕信号除了包括时间扩展的中心显示面和时间压缩的边带显示面低频的主要成分外，还包括高频亮度和边带显示面成分。这三个成分都分别进行内部帧平均。帧内平均包括对每个NTSC帧的两个交织场确定的、在垂直-时间面内的每对邻近图象象素的象素值进行平均。这种帧内平均大大地减少了需要传输的图象数据，而不会导致显著的误差，因为由这样一对邻近象素所确定的图象数据在每帧内几乎都是高度相关的。该帧内平均的高频边带显示面和亮度成分被正交调制在一个副载波上，然后该正交调制的副载波与帧内平均的主成分相加，从而提供一个NTSC兼容的4.2MHz的基带信号。

在伊塞那狄（Isnardi）等人的申请中所用的帧内平均可允许在宽屏幕接收机中用解码器在垂直-时间显示面上对主成分和两个正交调制的成分中的每个实现完全的分离（即没有串扰）。但是，在伊塞那狄（Isnardi）等人的申请中，主成分包括标准NTSC信号的亮度和色度部分。帧内平均不允许在宽屏幕接收机中分离亮度和色度。它们需要用其它的装置来分离，比如用线性的、时间恒定的、垂直-时间的亮度和色度滤波器。如果这种滤波器是理想的话，才可能不产生串扰。但是，事实上不存在理想的滤波器。因此，只希望在主成分的亮度和色度部分以及其它附加信息成分之间不产生明显的不希望的串扰。而且，亮度、时间恒定的、垂直-时间滤波和帧内平均不会重叠式地同时出现：它们往往互相干扰。而且，当单一信道、NTSC兼容、宽屏幕EDTV系统继续发展时，将会明显地看到：在发送给宽屏幕接收机和标准NTSC接收机的电视信号中需要包含越来越多的附加信息成分。这就意味着在亮度和色度中含有的信息必须比内部帧平均减少得更多，但仍然不能对显示在宽屏幕或标准NTSC接收机上的图象有大的损害。本发明的四路多工编码和解码技术允许单一信道、NTSC兼容、宽屏幕EDTV系统以这样一种方式向宽屏幕和标准NTSC接收机传送大量的包括亮度和色度的信息成分，以使得这些成分可由每台宽屏幕接收机的解码器分离成其多个成分，而不会在各信息成分之间产生明显的串扰，也不会明显降低显示在标准NTSC接收机上的图象质量。

从广义的观点看，本发明的四路多工编码器工作在四个单独的系列上，其中每个系列由相继的独立参量值组成。由任何一个系列所表达的参量可以与其它三个系列所表达的各个参量都不相同，或者反之，它们可以表达与其它三个系列的一个或多个相同的参量。在任何情况下，四个系列的每一个都被不同预定的极性编码进行极性调制，以使得四个极性调制的系列可以组合成一个单一信号，而该单一信号在后来又可用本发明的四路多工编码器将它分离成原始的四个系列。