專利名稱:電視信號同步電路及其同步方法
技術領域:
本發明涉及視頻解碼裝置,特別是涉及一種電視信號同步電路及其同步方法。
背景技術:
眾所周知,在電視系統中,同步是一個非常重要的概念。簡單的說為了在接收端準確地重現發送端的圖像和色彩,往往必須在接收端設置同步電路。
現有的電視信號同步電路大多是采用調整采樣時鐘的方式,將采樣頻率調整到行頻的整數倍或者色度副載波頻率的整數倍,這種方式的缺點是必須要有外圍高精度的模擬 Pll (鎖相環)相配合;而采用固定采樣時鐘的方式則沒有直接將信號重采樣到90°相位整數倍的點上,使得其后的亮色分離和色度解調電路龐大。
綜上所述,可知先前技術的電視信號同步電路存在必須與外圍高精度的模擬鎖相環配合或由于沒有直接將信號重采樣到90°相位整數倍的點上使得其后的亮色分離和色度解調電路龐大的問題,因此,實有必要提出改進的技術手段,來解決此一問題。發明內容
為克服現有技術存在的上述缺點,本發明的主要目的在于提供一種電視信號同步電路及其同步方法,其為亮色分離提供的信號分布在色度副載波90°相位整數倍位置上, 在實現同步的過程中實質上已經完成了色度解碼,為亮色分離的簡化創造了條件。
為達上述及其它目的,本發明提供一種電視信號同步電路,至少包含
色鎖相模塊,接收色度副載波信號,并將本地正弦波發生器產生的本地正弦波信號與該色度副載波信號進行鑒相,利用鑒相結果改變該本地正弦波發生器的相位調整與步長,以得到與該色度副載波同頻同相的正弦波信號;
色相差提取模塊,連接于該色鎖相模塊的輸出端以接收正弦波信號,選取N個時間點分別表示目標像點相位,判 斷該正弦波信號相位值與該些目標像點相位的大小,以記錄重采樣時間點,并計算出該重采樣時間點信號與該目標像點的相位差;
色鎖相重采樣模塊,連接于該色相差提取模塊的輸出端并接收該色度副載波信號,根據該重采樣時間點信號與目標像點的相位差對該重采樣時間點信號進行重建;以及
像點提取模塊,根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入。
進一步地,該N 個時間點分別為 0、M0DULE/4、M0DULE/2、M0DULE*3/4,其中 MODULE 表不該正弦波信號的一個周期。
進一步地,該色相差提取模塊以O、MODULE/4、MODULE/2、M0DULE*3/4分別表示 0°、90°、180°、270°的目標像點相位。
進一步地,該色相差提取模塊包括四個相位比較器、一判別器、一相位選擇器及一加法器,該四個相位比較器的一輸入端均連接至該色鎖相模塊之輸出端以獲得當前正弦波信號相位,另一輸入端分別連接至四個目標像點相位,輸出端分別輸出至該判別器,該判別器的輸出端連接至該相位選擇器的輸入端,該四個目標像點相位還分別輸出至該相位選擇器,該相位選擇器的輸出端與該色鎖相模塊生成的該正弦波信號分別作為該加法器的輸入端,輸出端輸出當前信號點與目標像點的相位差。
進一步地,當當前正弦波信號相位值大于或等于目標像點,而前一個正弦波信號相位值小于目標像點時,該色相差提取模塊將當前正弦波信號的時間點記為重采樣時間點,并計算出當前正弦波信號與目標像點的相位差。
進一步地,該電視信號同步電路還包括
h^_sm^t)*e3π
進一步地,該色鎖相模塊還包括
行鎖相模塊,連接于色鎖相重采樣模塊的輸出端,用于將本地行同步頭發生器生成的本地行同步頭與該色度副載波信號的切割同步頭進行比較,以生成精確的該行同步頭信號,并將該行同步頭信號輸出至該像點提取模塊;
行相差提取模塊,連接于該行鎖相模塊輸出端,以獲得每行信號與該行同步頭的行相位差;以及
行鎖相重采樣模塊,連接于該行提取模塊及該后續亮色分離模塊的輸出端,用于根據該行相差對亮色分離之后的亮度和色度信號進行行同步對齊,使每行所對應位置的像素點與該行同步頭之間具有相同的相位差。
進一步地,該色鎖相模塊包含一鑒相器、一低通環路濾波器以及一本地正弦波發生器,該色度副載波信號作為該鑒相器一輸入信號,該鑒相器輸出端接該低通環路濾波器, 該本地正弦波發生器輸入端與該低通環路濾波器相連,輸出端輸出的該本地正弦波信號作為 該鑒相器的另一輸入信號。
為達到上述及其它目的,本發明還提供一種電視信號的同步方法,其至少包括如下步驟
將本地正弦波發生器產生的本地正弦波信號與一色度副載波信號進行鑒相,利用鑒相結果改變該本地正弦波發生器的相位調整與步長,以得到與該色度副載波同頻同相的正弦波信號;
選取N個時間點分別表示目標像點相位,判斷該正弦波信號相位值與該些目標像點相位的大小,以記錄重采樣時間點,并計算出該重采樣時間點信號與該目標像點的相位差;
根據該重采樣時間點信號與目標像點的相位差對該重采樣時間點信號進行重建; 以及
根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入。
進一步地,該行同步頭信號通過一行鎖相模塊生成,該行鎖相模塊將本地行同步頭發生器生成的本地行同步頭與該色度副載波信號的切割同步頭進行比較,確定本地生成的同步頭是超前還是滯后于切割同步頭,以此來調整本地行同步頭發生器的相位與步長, 生成精確的該行同步頭信號。
進一步地,在根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入的同時,該電視信號同步方法還包括獲取每行信號與該行同步頭信號的行相位差的步驟。
進一步地,在獲取每行信號與該行同步頭信號的行相位差的步驟之后,該電視信號同步方法還包括根據該行相差對亮色分離之后的亮度信號和色度信號進行行同步對齊, 使每行所對應位置的像素點與行同步頭之間具有相同的相位差的步驟。
進一步地,該N 個時間點分別為 O、MODULE/4、MODULE/2、M0DULE*3/4,選取 O、 MODULE/4、MODULE/2、M0DULE*3/4 分別表示 0°、90。,180° ,270° 的目標像點相位,其中 MODULE表示該正弦波信號的一個周期。
進一步地,該判斷該正弦波信號相位值與該些目標像點相位的大小,以記錄重采樣時間點,并計算出該重采樣時間點信號與該目標像點的相位差的步驟進一步包括當當前正弦波信號相位值大于或等于目標像點,而前一個正弦波信號相位值小于目標像點時, 該色相差提取模塊將當前正弦波信號的時間點記為重采樣時間點,并計算出當前正弦波信號與目標像點的相位差。
與現有技術相比,本發明一種電視信號同步電路及其同步方法通過色鎖相模塊得到與色度副載波同頻同相的正弦波信號,并對該正弦波信號的相位與目標像點相位進行比較獲得重采樣時間點及相位差,進而通過相位差對信號重建,使得為亮色分離提供的信號分布在色度副載波90°相位整數倍位置上,本發明在實現同步的過程中實質上已經完成了色度解碼,為亮色分離的簡化創造了條件。
圖1為本發明之電視信號同步電路較佳實施例的結構示意圖2為本發明之像素提取模塊提取的像素點一三場內信號示意圖3為本發明較佳實施例之色鎖相模塊的電路示意圖4為本發明較佳實施例之色相差提取模塊的電路示意圖;
圖5為本發明之電視信號同步方法的步驟流程圖。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例并結合
本發明的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其它優點與功效。本發明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用,本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用,在不背離本發明的精神下進行各種修飾與變更。
圖1為本發明之電視信號同步電路較佳實施例的結構示意圖。在本發明較佳實施例中,該同步電路采用本地54MHz固定時鐘作為AFE (模擬前端)的采樣時鐘。如圖1所示,本發明之電視信號同步電路至少包括色鎖相模塊101、色相差提取模塊102、色鎖相重采樣模塊103以及像點提取模塊104。
色鎖相模塊101首先從外來信號中分離出色度副載波信號,并將本地正弦波信號與色度副載波信號進行鑒相,利用鑒相結果不斷改變本地正弦波發生器的相位調整ADJUST 與步長STEP,以得到與色度副載波同頻同相的正弦波信號。以MODULE表示正弦波信號的一個周期,則步長STEP和色度副載波fs。以及系統采樣頻率fs之間存在如下關系。
STEP = M0DULE*fsc/fs
正弦波發生器的工作過程可表示為
PHASE [k] = (PHASE [k-1]+STEP+ADJUST) % MODULE
由此可見,相鄰兩個信號點之間的相位差等于STEP+ADJUST
色相差提取模塊102連接于色鎖相模塊101的輸出端以接收正弦波信號,其選取N個時間點分別表示目標像點相位,并判斷正弦波信號相位值與目標像點相位的大小,當當前信號相位值大于或等于目標像點,而前一個信號相位值小于目標像點時,將當前信號的時間點記為重采樣時間點,并計算出當前信號與目標像點的相位差C, C.= PHASE[K]-PHASE_TARGET0在本發明較佳實施例中,色相差提取模塊102以O、M0DULE/4、 M0DULE/2、M0DULE*3/4 分別表示 0°、90。、180° ,270° 的目標 像點相位 PHASE_TARGET。
色鎖相重采樣模塊103連接于色相差提取模塊102的輸出端,并接收色度副載波信號,其根據當前信號點與目標像點的相位差CA對信號進行重建。具體地說,色鎖相重采樣模塊103根據當前信號點與目標像點的相位差CA,采用多相插值濾波的方式對信號進行重建,重建濾波器的表達式為
h^_sm^t)*e3π
濾波器階數取為8,將相鄰兩個信號點之間的相位等分為32份,每一等份即為 (STEP+ADJUST)/32,由于h(t)的對稱性,生成32x4的rom查找表。重采樣濾波時根據C, 對該rom表進行抽值,得到濾波器系數。
像點提取模塊104,根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入。所提取的像素點場內符合PAL制隔行反相和NTSC制逐行反相的特性,場間符合PAL制一五行反相和NTSC制一三場反向的特性。以NTSC制為例,一三場信號如圖2所示。
圖3為本發明較佳實施例之色鎖相模塊的電路示意圖。在本發明較佳實施例中, 色鎖相模塊101包含一鑒相器、一低通環路濾波器以及一本地正弦波發生器,外來信號中分離出色度副載波信號作為鑒相器一輸入信號,鑒相器輸出端接低通環路濾波器,本地正弦波發生器輸入端與低通環路濾波器相連,輸出端輸出的本地正弦波信號作為鑒相器的另一輸入信號,即鑒相器將本地正弦波信號與色度副載波信號進行鑒相,并利用鑒相結果不斷改變本地正弦波發生器的相位調整ADJUST與步長STEP,以得到與色度副載波同頻同相的正弦波信號。
圖4為本發明較佳實施例之色相差提取模塊的電路示意圖。在本發明較佳實施例中,色相差提取模塊102包含四個相位比較器、一判別器、一相位選擇器及一加法器,四個相位比較器的一輸入端均連接色鎖相模塊101生成的與色度副載波同頻同相的正弦波信號,以獲得當前信號相位,另一輸入端分別連接四個目標像點相位PHASE_TARGET(0°、 90°、180°、270° ),輸出端分別輸出至判別器,判別器的輸出端連接至相位選擇器的輸入端,四個目標像點相位PHASE_TARGET(0°、90°、180°、270° )還分別輸出至相位選擇器, 相位選擇器的輸出端與色鎖相模塊101生成的與色度副載波同頻同相的正弦波信號分別作為加法器的輸入端,輸出端輸出當前信號點與目標像點的相位差C,。
為更好地實現電視信號的同步,本發明之電視信號同步電路還包括行鎖相模塊105、行相差提取模塊106以及行鎖相重采樣模塊107。其中行鎖相模塊105連接于色鎖相重采樣模塊103的輸出端,由于色度副載波信號的切割同步頭并不是精確的行同步信號, 因此需要行鎖相模塊105將本地行同步頭發生器生成的本地行同步頭與切割同步頭進行比較,確定本地生成的同步頭是超前還是滯后于切割同步頭,以此來調整本地行同步頭發生器的相位與步長,生成精確的行同步頭信號,其行鎖相模塊105的輸出端連接至像點提取模塊104,以使像點提取模塊104根據行鎖相模塊105生成的精確的行同步頭提取重建信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入;行相差提取模塊106之輸入端連接于行鎖相模塊105輸出端,以獲得每行信號與行同步頭信號的行相位差,以222表示行同步頭發生器的一個周期,行同步頭發生器的步進為S,將以固定時鐘所采樣到的每行信號點數的均值記為L,則行相位差表示為Ηλ = 222-S*L ;行鎖相重采樣模塊107,連接于行提取模塊 106及亮色分離模塊的輸出端,用于根據行相差ΗΛ對亮色分離之后的亮度和色度信號進行行同步對齊,使每行所對應位置的像素點與行同步頭之間具有相同的相位差,其原理與色鎖相重采樣模塊103的原理相同,在此則不予贅述。
圖5為本發明之電視信號同步方法的步驟流程圖。如圖4所示,本發明之電視信號同步方法包括如下步驟
步驟501 :從外來信號中分離出色度副載波信號,并將本地正弦波發生器產生的本地正弦波信號與色度副載波信號進行鑒相,利用鑒相結果不斷改變本地正弦波發生器的相位調整ADJUST與步長STEP,以得到與色度副載波同頻同相的正弦波信號;
步驟502 :取N個時間點分別表示目標像點相位,并比較正弦波信號相位值與目標像點相位的大小,當當前的正弦波信號相位值大于或等于目標像點相位,而前一個信號相位值小于目標像點相位時,將當前信號的時間點記為重采樣時間點,并計算出當前信號與目標像點的相位差Ca C. = PHASE[K]-PHASE_TARGET。在本發明較佳實施例中,N個時間點分別取O、MODULE/4、MODULE/2、M0DULE*3/4,其中,MODULE表示正弦波信號的一個周期, 即,以 0、M0DULE/4、M0DULE/2、M0DULE*3/4 分別表示 O。、90。,180° ,270° 的目標像點相位 PHASE_TARGET。
步驟503:根據當前信號點與目標像點的相位差匕對信號進行重建,在本發明較佳實施例中,采用多相插值濾波的方式對信號進行重建,重建濾波器的表達式為h{t) = sin^)*g3其中濾波器階數取為8,將相鄰兩個信號點之間的相位等分為32份,每一 π ,等份即為(STEP+ADJUST)/32,由于h(t)的對稱性,生成32x4的rom查找表。重采樣濾波時根據C,對該rom表進行抽值,得到濾波器系數;以及
步驟504,根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入。
較佳的,步驟504的行同步頭信號通過一行鎖相模塊105生成,行鎖相模塊105將本地行同步頭發生器生成的本地行同步頭與色度副載波信號的切割同步頭進行比較,確定本地生成的同步頭是超前還是滯后于切割同步頭,以此來調整本地行同步頭發生器的相位與步長,生成精確的行同步頭信號。
較佳的,在步驟504的同時,本發明之電視信號同步方法還包括獲取每行信號與行同步頭信號的行相位差Ηλ的步驟;在步驟504之后,本發明之電視信號同步方法還包括根據行相差Ηλ對亮色分離之后的亮度信號和色度信號進行行同步對齊,使每行所對應位置的像素點與行同步頭之間具有相同的相位差的步驟。
可見,本發明提出了一種采用本地54MHz固定時鐘作為AFE的采樣時鐘,支持CVBS PAL和NTSC制電視信號的同步電路,該電路為亮色分離提供的信號分布在色度副載波90° 相位整數倍位置上,該電路的優點是在實現同步的過程中實質上已經完成了色度解碼,為亮色分離的簡化創造了條件。試驗表明,本發明之同步電路可在0. 2s內快速鎖定,色鎖相重采樣后的信號誤差可控制在Ins以內,能夠很好地滿足1D、2D和3D亮色分離。
權利要求
1.一種電視信號同步電路,至少包含色鎖相模塊,接收色度副載波信號,并將本地正弦波發生器產生的本地正弦波信號與該色度副載波信號進行鑒相,利用鑒相結果改變該本地正弦波發生器的相位調整與步長, 以得到與該色度副載波同頻同相的正弦波信號;色相差提取模塊,連接于該色鎖相模塊的輸出端以接收正弦波信號,選取N個時間點分別表示目標像點相位,判斷該正弦波信號相位值與該些目標像點相位的大小,以記錄重采樣時間點,并計算出該重采樣時間點信號與該目標像點的相位差;色鎖相重采樣模塊,連接于該色相差提取模塊的輸出端并接收該色度副載波信號,根據該重采樣時間點信號與目標像點的相位差對該重采樣時間點信號進行重建;以及像點提取模塊,根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入。
2.如權利要求1所述的電視信號同步電路,其特征在于該N個時間點分別為O、 M0DULE/4、M0DULE/2、IVDDULE*3/4,其中MODULE表示該正弦波信號的一個周期。
3.如權利要求2所述的電視信號同步電路,其特征在于該色相差提取模塊以O、 M0DULE/4、M0DULE/2、M0DULE*3/4 分別表示 O。、90。,180° ,270° 的目標像點相位。
4.如權利要求2所述的電視信號同步電路,其特征在于該色相差提取模塊包括四個相位比較器、一判別器、一相位選擇器及一加法器,該四個相位比較器的一輸入端均連接至該色鎖相模塊之輸出端以獲得當前正弦波信號相位,另一輸入端分別連接至四個目標像點相位,輸出端分別輸出至該判別器,該判別器的輸出端連接至該相位選擇器的輸入端,該四個目標像點相位還分別輸出至該相位選擇器,該相位選擇器的輸出端與該色鎖相模塊生成的該正弦波信號分別作為該加法器的輸入端,輸出端輸出當前信號點與目標像點的相位差。
5.如權利要求4所述的電視信號同步電路,其特征在于當當前正弦波信號相位值大于或等于目標像點,而前一個正弦波信號相位值小于目標像點時,該色相差提取模塊將當前正弦波信號的時間點記為重采樣時間點,并計算出當前正弦波信號與目標像點的相位差。
6.如權利要求1所述的電視信號同步電路,其特征在于該電視信號同步電路還包括π
7.如權利要求1所述的電視信號同步電路,其特征在于,該色鎖相模塊還包括行鎖相模塊,連接于色鎖相重采樣模塊的輸出端,用于將本地行同步頭發生器生成的本地行同步頭與該色度副載波信號的切割同步頭進行比較,以生成精確的該行同步頭信號,并將該行同步頭信號輸出至該像點提取模塊;行相差提取模塊,連接于該行鎖相模塊輸出端,以獲得每行信號與該行同步頭的行相位差;以及行鎖相重采樣模塊,連接于該行提取模塊及該后續亮色分離模塊的輸出端,用于根據該行相差對亮色分離之后的亮度和色度信號進行行同步對齊,使每行所對應位置的像素點與該行同步頭之間具有相同的相位差。
8.如權利要求1所述的電視信號同步電路,其特征在于該色鎖相模塊包含一鑒相器、 一低通環路濾波器以及一本地正弦波發生器,該色度副載波信號作為該鑒相器一輸入信號,該鑒相器輸出端接該低通環路濾波器,該本地正弦波發生器輸入端與該低通環路濾波器相連,輸出端輸出的該本地正弦波信號作為該鑒相器的另一輸入信號。
9.一種電視信號的同步方法,至少包括如下步驟將本地正弦波發生器產生的本地正弦波信號與一色度副載波信號進行鑒相,利用鑒相結果改變該本地正弦波發生器的相位調整與步長,以得到與該色度副載波同頻同相的正弦波信號;選取N個時間點分別表示目標像點相位,判斷該正弦波信號相位值與該些目標像點相位的大小,以記錄重采樣時間點,并計算出該重采樣時間點信號與該目標像點的相位差;根據該重采樣時間點信號與目標像點的相位差對該重采樣時間點信號進行重建;以及根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入。
10.如權利要求9所述的電視信號的同步方法,其特征在于該行同步頭信號通過一行鎖相模塊生成,該行鎖相模塊將本地行同步頭發生器生成的本地行同步頭與該色度副載波信號的切割同步頭進行比較,確定本地生成的同步頭是超前還是滯后于切割同步頭,以此來調整本地行同步頭發生器的相位與步長,生成精確的該行同步頭信號。
11.如權利要求10所述的電視信號的同步方法,其特征在于在根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為后續亮色分離模塊的輸入的同時,該電視信號同步方法還包括獲取每行信號與該行同步頭信號的行相位差的步驟。
12.如權利要求11所述的電視信號的同步方法,其特征在于在獲取每行信號與該行同步頭信號的行相位差的步驟之后,該電視信號同步方法還包括根據該行相差對亮色分離之后的亮度信號和色度信號進行行同步對齊,使每行所對應位置的像素點與行同步頭之間具有相同的相位差的步驟。
13.如權利要求9所述的電視信號的同步方法,其特征在于該N個時間點分別為O、 MODULE/4、MODULE/2、M0DULE*3/4,選取 O、MODULE/4、MODULE/2、M0DULE*3/4 分別表示 0°、 90°、180°、270°的目標像點相位,其中MODULE表示該正弦波信號的一個周期。
14.如權利要求13所述的電視信號的同步方法,其特征在于,該判斷該正弦波信號相位值與該些目標像點相位的大小,以記錄重采樣時間點,并計算出該重采樣時間點信號與該目標像點的相位差的步驟進一步包括當當前正弦波信號相位值大于或等于目標像點, 而前一個正弦波信號相位值小于目標像點時,該色相差提取模塊將當前正弦波信號的時間點記為重采樣時間點,并計算出當前正弦波信號與目標像點的相位差。
全文摘要
本發明公開了一種電視信號同步電路及其同步方法,該同步電路至少包括色鎖相模塊,將本地產生的正弦波信號與色度副載波信號進行鑒相以得到與色度副載波同頻同相的正弦波信號;色相差提取模塊,選取N個目標像點相位,判斷正弦波信號相位值與目標像點相位的大小以記錄重采樣時間點,并計算出重采樣時間點信號與目標像點的相位差;色鎖相重采樣模塊,根據相位差對重采樣時間點信號進行重建;以及像點提取模塊,根據一行同步頭信號提取重建后信號每一行上的像素點作為亮色分離模塊的輸入,本發明可以使得為亮色分離提供的信號分布在色度副載波90°相位整數倍位置上,同時在實現同步的過程中實質上已經完成了色度解碼,為亮色分離的簡化創造了條件。
文檔編號H04N5/06GK103002194SQ20111027300
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者梅平, 蔣虎, 史興強 申請人:無錫華潤矽科微電子有限公司