專利名稱：：數字信號處理系統的多方式網格譯碼器的制作方法
技術領域：
：本發明涉及數字信號處理領域，更具體地說涉及適用于對例如多方式網格編碼的高清晰度電視(HDTV)類型信號進行譯碼的一種網格譯碼器。在廣播和通信應用中，采用網格編碼改進信號抗擾度。與其它技術相結合來使用網格編碼以抗特定噪聲源。這些技術中的一種是數據交錯，該技術用于抗傳輸期間可能發生的干擾脈沖。在這一技術中，在傳輸之前以規定序列排列(交錯)數據，并在接收時恢復(去交錯)原始序列。該操作以預定序列按時間擴展或分散數據，因此在傳輸期間的數據損失不會導致相關數據的損失。代之以，任何數據損失被分散，因此更易于被隱蔽或被糾正。用于提供抗擾度的另一技術是干擾抑制濾波，該技術可用于防止信號受數據相關串擾和同波道干擾。在由美國先進電視系統委員會(ATSC)1995年4月12日制定的“HDTV傳輸的數字電視標準”(以下稱為HDTV標準)的第4.2.4-4.2.6(附錄D)、10.2.3.9、10.2.3.10節和其它節中，提出了在美國的高清晰度電視的網格編碼要求。HDTV標準提出了采用交錯功能的網格編碼系統，在發射機中包含12個并聯的網格編碼器，在接收機中包含12個并聯的網格譯碼器，用于處理12個交錯的數據流。HDTV標準網格編碼系統還在接收機譯碼器中運用一個干擾抑制濾波器，以便衰減與NTSC頻率相關的串擾和同波道干擾。由HDTV標準所規定的干擾抑制濾波器是可選擇的并可依據被譯碼的具體數據動態應用。與網格譯碼一起使用的交錯碼或可動態選擇的濾波器功能引入了額外的網格譯碼器設計限制和工作方式。這些額外的設計限制和工作方式顯著地使例如HDTV接收機應用的網格譯碼功能的設計和實現復雜化。尤其是，當要求網格譯碼器在多種方式之間提供無縫轉換時，例如當在NTSC濾波和非濾波輸入數據之間轉換時，或者在HDTV節目頻道之間轉換時，增大了復雜性。此外，與消費者HDTV接收機相關的成本和硬件限制要求一種有效節省費用的網格譯碼器設計。這種節省費用的設計方案可采用能夠適應交錯數據流和多種工作方式的一種有效網格譯碼器結構。本發明的目的是提供一種數字信號處理系統的多方式網格譯碼器。按照本發明的原理，網格譯碼系統包括一個在不同工作方式之間作無縫轉換的自適應網格譯碼器。所公開的一個系統利用具有預定數目狀態的一個單獨的譯碼網格。該譯碼網格在多種方式之間切換并提供在不同數據類型之間的轉換。在一種用于處理網格編碼輸入視頻信號的系統中，一個預處理器將輸入信號置于多個預處理方式(例如，濾波和非濾波方式)之一之下。該預處理器提供已處理的信號，該信號呈現多個不同信號格式之一，例如部分響應和常規格式，這些格式包含不同數目的等級，例如15個等級或8個等級，并與不同方式相關聯。網格譯碼器對已處理信號譯碼，以提供網格譯碼的輸出數據。該網格譯碼器利用具有相同數目網格狀態的狀態轉移網格對已處理的不同信號格式的信號進行譯碼。按照本發明的一個特征，該譯碼器包括一個用于響應數據類型轉換或方式變更產生同步信號的控制網絡。該譯碼器還采用一個響應同步信號復位以預定狀態的狀態轉移編碼網格。附圖中圖1表示按照本發明的網格譯碼系統，用于對多個交錯的數據流譯碼并提供在多種工作方式之間的無縫轉換。圖2表示如在HDTV標準中所述的網格編碼器，預編碼器和碼元映像器。圖3是從圖2的編碼系統導出的編碼器狀態表。圖4是對未用NTSC同波道干擾抑制濾波器作預濾波處理的網格譯碼數據導出的一種四狀態網格圖。圖5是對已用NTSC同波道干擾抑制濾波器作預濾波處理的網格譯碼數據導出的一種八狀態網格圖。圖6是表示適于用在圖1的網格譯碼器中的一種按照本發明的分支度量計算機結構的方框圖。圖7是表示適于用在圖6的分支度量計算機結構中的一種按照本發明的分支度量計算單元結構的示意圖。圖8是表示適于用在圖9的“相加-比較-選擇”(ACS)功能結構中的，按照本發明的單個ACS單元的結構的示意圖。圖9是表示適于用在圖1的網格譯碼器中的，按照本發明的ACS功能結構的示意圖。圖10是表示適于用在圖1的網格譯碼器中的，按照本發明的后向掃描控制單元結構的示意圖。圖11是表示適于用在圖1的網格譯碼器中的按照本發明的網格去映像器結構的示意圖。圖12表示在HDTV接收機系統說明中的一種按照本發明的可無縫轉換的網格譯碼器，該譯碼器自適應譯碼已濾波或未濾波數據的多個交錯的數據流。圖13示出了按照本發明、用于執行在交錯數據的網格譯碼中所使用的網格后向掃描功能的過程的流程圖。圖14示出了按照本發明的在交錯數據的網格譯碼中所使用的前向掃描過程的流程圖。圖15示出了按照本發明的結合圖13和圖14過程的網格譯碼過程，該過程實施圖10的后向掃描控制功能。圖1示出了按照本發明的一個視頻接收機網格譯碼系統24，用于對多個交錯數據流譯碼，例如對按照HDTV標準編碼的數據譯碼。該系統對預處理為多種格式(例如常規的8級格式和部分響應的15級格式)并且還被以多種方式(濾波或非濾波方式)中的一個進行預處理的數據流作自適應譯碼。該系統還在濾波數據方式和非濾波數據方式之間提供無縫維特比譯碼轉換。此外，圖1的譯碼器24利用單個自適應網格譯碼功能而不是如HDTV標準中所描述的多個并聯網格譯碼器。雖然所公開的系統是從HDTV接收機系統的角度描述的，它只是舉例而已。本文所公開的系統也可用在其它類型的通信系統中。該系統還可用在包括其它類型預處理方式和功能、其它類型濾波功能和各種數據交錯方法以及增強信號抗擾度的其它方式的其它類型工作方式下。總的說來，在圖1中，來自解調器(未示出)的網格編碼輸入數據“數據1”輸入到同步控制單元10。在每個碼元由一個賦予的數字值表示的情況下，已知“數據1”為數據碼元的二進制數據序列形式。已知碼元組在復平面中被表示為一組稱之為信號群集的點。單元10檢測“數據1”內的“場”和“段”同步信號。數據“場”包含多個段，每個段包括多個數據包。在HDTV標準第10.2.3.9-10.2.3.13節和4.2.6-4.2.7(附錄D)節中對這些同步信號作了定義。單元10利用這些檢測的同步信號重新組合“數據1”并將所輸出的重新組合數據提供給分支度量計算機(BMC)30和延遲單元70。同步控制單元10還產生寄存器復位和寄存器允許信號，R/E，它們用于在通電時，一旦出現不同步狀態，就對圖1的譯碼器24復位和同步，或者例如響應諸如整個系統復位的另一輸入。如稍后將說明的，單元10還響應來自同步監視器80的不同步信號產生R/E信號。此外，利用一輸入信號“構形”來配置圖1系統部件，以對已濾波或未濾波的數據譯碼。“構形”信號指出“數據1”是否已由NTSC同波道干擾抑制濾波器預濾波。可以用一個控制處理器(為簡化附圖未示出)來提供“構形”信號，該控制處理器與圖1用于控制整個系統功能的部件通信，或者例如可以作為來自一個表明濾波器存在的源的離散信號提供“構形”信號。將結合圖12進一步說明干擾抑制濾波器的用途。分支度量計算機30計算每一收到數據碼元的一組值(量度)。該量度代表一收到碼元與包含碼元群集的組中其它點的接近程度。將計算的量度輸出到代碼序列檢測系統40，該系統40采用公知的維特比譯碼算法。從利用“相加-比較-選擇”(ACS)單元43和后向掃描控制單元47實施的一個示范維特比譯碼系統的角度描述了代碼序列檢測系統。ACS單元43利用來自單元30的量度執行一系列重復的相加比較選擇運算，以提供判定位序列到后向掃描控制單元47和單元30。由ACS單元43輸出的判定位指出對來自單元30的量度作相加比較選擇運算的結果。后向掃描單元47利用來自單元43的判定位為收到的數據碼元確定可能已由編碼器編碼的最有可能的相應位序列。此外，來自單元43的輸入判定位用在濾波方式中以在單元30結構內的分支度量計算信號路徑之間進行選擇。同步監視器80確定通過對來自ACS單元43內的相加比較選擇計算單元之一的度量值估算是否已使從單元10輸出的重新組合數據正確地同步。監視器80根據該度量值估算產生為單元10和其它接收機部件所使用的不同步信號。后向掃描單元47輸出一個網格譯碼的判定位序列到網格去映像器60和再編碼器50。單元50對來自單元47的位序列再編碼，以將再編碼的位序列提供給去映像器60。另外，將從單元10經由單元70延遲的重新組合數據提供到網格去映像器60。網格去映像器60利用來自單元47、50和70的輸入數據識別傳輸的數據碼元，并恢復相應的原始編碼數據。從去映像器60所得到的恢復原始數據由組合器90組合為數據字節并按需要輸出到其它接收機部件。現在說明圖1網格譯碼器24的詳細操作。關于這一點，注意到維特比譯碼、分支度量計算和網格編碼是公知的，例如在Lee和Messerschmidt(KluwerAcademicPress，Boston，MA，USA，1988)的參考文獻“數字通信”中作了總體描述。到網格譯碼器24的“數據1”輸入信號利用圖2中所描繪的編碼功能按照HDTV標準(附錄D的第4.2.5節和其它節)進行編碼。圖2表示出兩個輸入數據位X1和X2是按三個位Z2，Z1和Z0編碼的。每三位字對應于8個碼元R之一。為此，如已知的，用一個包含濾波分量加法器100和寄存器105的預編碼器102處理X2，以提供編碼位Z2。如已知的，用一個包含加法器115和寄存器110和120的網格編碼器103按兩個位Z1和Z0對X1編碼。如圖2中映像器125所表明的，來自圖2編碼器功能的輸出數據字被映射為數據字或碼元R的十進制值序列。由圖3的伴隨狀態轉移表來表示出圖2編碼器的操作。來自圖2編碼器的數據輸出R代表包含4個陪集中的8個點或級的碼元群集。陪集值為陪集A＝(A-，A+)＝(-7，+1)；陪集B＝(B-，B+)＝(-5，+3)；陪集C＝(C-，C+)＝(-3，+5)；和陪集D＝(D-，D+)＝(-1，+7)。該映射是任意的。也可使用其它映射，例如在HDTV標準第5.1節中提到的有線操作的16級映射。以該形式編碼的數據被調制到載波上并傳送到HDTV接收機。如稍后將說明的，在圖12所示HDTV接收機的情況下，將殘留邊帶(VSB)調制的編碼數據施加到輸入處理器和解調器單元750。在進行網格譯碼之前，由預處理器27預處理解調的數據，該預處理器27包含NTSC同波道干擾抑制濾波器22和多路復用器28。在圖12的預處理器27中，由多路復用器28響應“構形”信號選擇來自單元750的解調數據或從單元750經NTSC干擾抑制濾波器22濾波的解調數據。由網格譯碼器24對多路復用器28所選擇的數據譯碼。如已知的，網格譯碼前未經由單元22預濾波的數據具有含8個編碼級的數據格式，該數據格式被在通信過程中出現的任何噪聲或干擾更改。然而，在網格譯碼前經單元22預濾波的數據具有含15個編碼級的數據格式，如已知的，也被通信過程中出現的任何噪聲或干擾所更改。如已知的，在采用干擾抑制濾波器22的濾波方式下，需要八個狀態的網格譯碼器，在未采用濾波器22的非濾波方式下，需要四個狀態的網格譯碼器。網格譯碼系統24(圖1)有益地包括一個單一的八狀態網格結構和方式之間的無縫轉換。例如，譯碼器24提供對可選濾波器方式和對由程序變更和其它類型轉移產生的數據中斷這二者的無縫轉換。譯碼器24輸出的網格譯碼和段內碼元去交錯的數據被提供到單元760。然后如稍后將要說明的，在被傳送到用于處理和顯示的其它HDTV接收機部件之前，由輸出處理器760對來自譯碼器24的碼元去交錯數據進行進一步的處理。網格譯碼器24的無縫轉換能力源于該譯碼器構造和各個譯碼部件的設計。譯碼器24構造的關鍵特征在于它包括一個既用于濾波數據輸入方式又用于非濾波數據輸入方式的單一的八狀態ACS單元(單元43)。這就允許維特比譯碼器40透明地對濾波的或未濾波的數據譯碼，而不用考慮“構形”構形信號的狀態。本發明人已認識到，可以用一個八狀態ACS單元來模擬非濾波方式所需的四狀態ACS構造。這是因為在非濾波方式下BMC單元30執行并行等效計算以提供重復的分支度量值到ACS單元43。所公開的ACS結構不僅在對其提供輸入重復值時模擬所需的四狀態ACS構造，而且允許ACS單元43在濾波和非濾波方式下以相同方式工作。譯碼器24的另一特征在于，它包括一個響應輸入構形信號“構形”的自適應結構。“構形”信號表明譯碼器24的輸入數據是否被NTSC干擾抑制濾波器濾波。這些特征使譯碼器24能夠在與NTSC濾波器的選擇使用相關的濾波和非濾波方式之間進行無縫操作。控制單元10檢測輸入“數據1”中的HDTV標準兼容的“場”和“段”同步信號。“場”和“段”同步信號未作網格編碼或預編碼。因此，可以用HDTV標準第10.2.3.9和10.3.2-10.3.3.3節中說明的公知技術檢測同步信號。在單元10內用這些同步信號對包含在“數據1”中的數據進行緩沖和重新組合，將分離了同步信息的輸出重新組合數據段提供到BMC單元30和延遲單元70。通過在緩沖寄存器或等效存儲器中順序存儲數據，接著從寄存器輸出刪除了非數據同步包的數據來對數據進行重新組合。在存儲前或存儲后可以去除非數據包。從單元10輸出的編碼的重新組合數據是連續段的形式。每個段包含12個交錯數據流(SP1-SP12)的連續序列包。每個包包含一個如HDTV標準中所定義的編碼數據碼元。連續段以及連續包均不包含插入的同步間隔。也可利用其它數據重組方法。例如，代替檢測和去除同步間隔，譯碼器24可檢測同步間隔并利用同步間隔持續期間的復位和寄存器允許信號使譯碼器24功能無效或保持在一已知狀態。控制單元10還產生“復位/允許”信號R/E，用于使譯碼器24復位和同步。在加電以及響應來自同步監視器80表明非同步數據狀態的信號時產生R/E信號。也可響應一外部輸入信號，例如整個系統復位或程序變更指示信號來產生R/E信號。譯碼器24的結構容許響應R/E信號再同步網格譯碼操作。這一再同步能力允許譯碼器24的單一網格譯碼功能提供對可選濾波方式以及數據中斷的無縫轉換，即，不會招致觀看者非議的轉換。控制單元10還利用“構形”信號檢測濾波數據方式，并在該方式下結合另一功能來校正由NTSC干擾抑制濾波器引起的數據不純。數據不純發生在段同步之后出現十二個碼元間隔的四個碼元包中。在濾波數據方式下，同波道干擾抑制濾波器從當前數據段的并置(即同一相關碼元包)編碼數據碼元減去先前數據段的編碼數據碼元。這一運算產生部分響應輸入數據(HDTV標準第10.2.3.8和10.2.3.9節)。然而，當同步間隔(持續時間期間的四個碼元)比四個碼元包超前十二個碼元間隔時，該減法出錯。這是因為從這四個碼元包減去同步值和未并置的碼元值。因此，在濾波數據方式下，單元10標識在段同步間隔之后出現十二個碼元的四個碼元包。此外，單元10加回在干擾抑制濾波器中減去的所存儲同步值，并減去所存儲的正確碼元包數據(在段同步之前的四個并置碼元包)。以這種方式，在濾波數據方式下單元10提供一已校正的部分響應重排數據輸出到單元30和70。在HDTV標準的第10.2.3.9節和圖10.12中建議了一種類似的校正部分響應數據的方法。分支度量計算機30計算從單元10接收的每個編碼的交錯重排碼元的值(量度)。計算的量度由單元40作維特比譯碼，單元40包括“相加-比較-選擇”(ACS)單元43和后向掃描控制單元47。圖6示出了圖1的分支度量計算機(BMC)單元30的結構。圖7示出了圖6的單個BMC單元的結構，它代表BMU1-BMU8單元(單元600-635)中的每一個。提供給圖6的單元BMU1-BMU8的S輸入端的輸入數據包括來自單元10的交錯碼元數據和來自ACS單元43(圖1)的輸入。碼元數據和ACS輸入(ACSI)在圖7中分別各自標識為向單元700和730的輸入。圖7的BMC單元順序處理來自單元10的已編碼的交錯碼元序列。在由“構形”信號所選擇的一種非濾波的數據方式下，加法器700讓來自單元10的數據中第一交錯碼元的輸入碼元數據不經改變地通過。在該方式下，多路復用器(MUX)705輸出零值到加法器700。第一和第二距離計算機710和715分別計算來自第一和第二陪集的編碼輸入碼元的歐幾里德幾何距離，并提供兩個相應的量度值輸出，“分支度量數據1”和“分支度量數據2”。表I定義了由每個BMU單元距離計算機執行的陪集計算，例如，對于BMU1計算出分別對陪集A和C的近似程度。同樣，第一和第二距離計算機710和715各經由寄存器740和735提供輸出位C和D。位C和D指出輸入碼元最靠近第一和第二陪集中的每一個陪集內的兩個值中的哪一個。寄存器740和735各包含串聯連接的單個位的寄存器，通過該單個位的寄存器位C和D分別被周期性移位。以這種方式，從寄存器740和735順序輸出來自單元10(圖1)的12個交錯碼元中每個的輸出位C和D。該距離計算機一般利用查詢表來實現，但也可用其它方法加以實施，例如通過用減法、絕對值和比較運算來計算距離。表IBMU單元陪集定義第一距離計算機第二距離計算機陪集WBMU1ACABMU2BDCBMU3BDABMU4ACCBMU5CABBMU6DBDBMU7DBBBMU8CAD</table>在已濾波數據操作方式下，加法器700將來自單元10的數據中的第一交錯碼元的輸入碼元數據與從單元720經多路復用器725和705來的陪集值W+或陪集值W-相加。如前所述，由距離計算機710和715處理相加的數據。陪集值W+和W-屬于四個先前定義的陪集A-D之一。單個BMU單元所采用的特定W+和W-陪集值是從對應表I中所定義的特定BMU單元的四個已定義陪集中選出的。選擇W+和W-陪集把來自單元10的已修改的輸入碼元數據恢復為能夠由距離計算機710和715處理的碼元數據。這一操作在濾波方式下是需要的，因為交錯和同波道干擾抑制濾波的結合產生如前所述的部分響應輸入數據而不是在非濾波方式下產生的常規碼元數據(HDTV標準第10.2.3.8和10.2.3.9節)。根據來自ACS單元43的ACSI輸入判定位的狀態和位輸入信號A和B的狀態，多路復用器730經多路復用器725決定在加法器700中是否將W+或W-與已修改的輸入數據相加。來自單元43的ACSI輸入判定位決定輸入A或輸入B是否在用加法器700求和的W+和W-值之間進行選擇。例如，如果ACSI＝1，多路復用器730選擇輸入B，而如果B＝1，經多路復用器730多路復用器725選擇W+在加法器700中相加。在圖6中示出了A和B輸入的互連，例如，單元BMU4的A和B分別由BMU5和BMU8提供(圖6)。圖7的BMC單元在濾波方式下的其余操作與相對非濾波方式所描述的操作相同。圖1的BMC單元30類似地順序處理來自單元10的重排數據段的其余交錯碼元。在全部處理完重排數據段之后，BMC單元30重復所述處理，以來自單元10的下一重排數據段的第一交錯數據碼元包開始。圖6中以總體BMC結構示出了各個相同的BMU單元(BMU1-BMU8)的互連。來自單元10的交錯碼元數據輸入到單元BMU1-BMU8的S輸入端，并如針對圖7示范單元所描述的，由這些互連單元中的每一個進行處理。在單元BMU1-BMU8的V0和V1端上所得到“分支度量數據1”和“分支度量數據2”輸出提供給ACS單元43(圖1)。圖1的ACS單元43利用來自單元30的每一BMU單元的“分支度量數據1”和“分支度量數據2”輸出執行一系列重復相加比較選擇運算。圖9示出了在包含圖1單元43總體ACS結構的各個ACS單元之間的互連。在圖9中，將一種單個的八狀態ACS結構用于濾波和非濾波數據輸入方式。圖9的ACS結構實施圖5濾波方式的八狀態轉移圖。每個ACS單元(單元900-935)與一個網格狀態(000…111)相關聯。圖4的四狀態轉移圖表示非濾波方式的等效網格狀態轉移。圖5狀態轉移圖中所示出的狀態重排進一步闡明了圖9所示的互連。圖8示出了代表圖9每一個ACS單元(單元900-935)的一單獨ACS單元的結構。圖9的ACS結構順序處理來自單元30(圖1)的各個交錯數據碼元的分支度量數據。圖8的加法器805和810將從其它ACS單元獲得的輸入“路徑度量數據1”和輸入“路徑度量數據2”與來自BMU單元30(圖1)的交錯數據碼元的“分支度量數據1”和“分支度量數據2”輸出相加。單元815比較來自單元805和810的兩個得到的數據和。指出兩個和數之中哪一個較小的單個判定位輸出由單元815輸出到寄存器800和多路復用器820。多路復用器820從單元805和810的輸出選擇較小的和數。在寄存器825的輸出端這一所選擇的和數作為“輸出路徑度量數據”出現。寄存器800包含十二個串聯連接的單獨一位的寄存器，通過該寄存器來自單元815的判定位輸出被周期性移位。作為ACSI輸出提供到單元30(圖1)的判定位輸出被寄存器800加上一12周期延遲。提供給后向掃描控制單元47(圖1)的判定位輸出被寄存器800加上一單周期延遲。以這種方式，從寄存器800順序輸出與12個交錯碼元中每一個相關聯的每單個判定位輸出。類似地，寄存器825包含串聯連接的各個寄存器，通過該寄存器來自單元820的“輸出路徑度量數據”被周期性地移位。以這種方式從寄存器825順序輸出與12個交錯碼元中每一個相關聯的“輸出路徑度量數據”。按照ACS單元處理分辨率要求來選擇單元825內串聯連接寄存器的位寬度。按照圖9的互連圖，來自寄存器825的“輸出路徑度量數據”被提供到兩個其它的ACS單元。例如，來自圖9的ACS單元900的“輸出路徑度量數據”被提供到ACS單元910和915輸入端的“輸入路徑度量數據1”、V2。類似地，按照圖9互連圖由兩個另外的ACS單元提供給圖8加法器805和810的“輸入路徑度量數據1”和“輸入路徑度量數據2”。例如，ACS單元905提供ACS單元900輸入端的“輸入路徑度量數據1”、V2，ACS單元925提供ACS單元900輸入端的“輸入路徑度量數據2”、V3。指出對來自單元30(圖1)的量度的相加比較選擇運算序列結果的判定位序列從圖8的寄存器800加上一單周期延遲后輸出到后向掃描控制單元47，并在加上一12周期的延遲后輸出到單元30(圖1)。單元43的八個ACS單元中的每一個提供一判定位序列到單元47和30。對于單元10提供的每個交錯碼元包，從單元43以并行方式周期性地輸出八個判定位到單元47和30。按表II中所表明的互連BMC單元30和ACS單元43(圖1)。單元30和43分別在圖6和9中示出。表II在非濾波方式下，對于一個給定的所收到非濾波碼元，存在四個不同分支量度值的最大值。并且，在該方式下，BMC單元30執行十六次并行計算以提供十六個分支量度值到ACS單元43，單個計算被重復四次。因此，提供到單元43的十六個值包括四個不同分支量度值的重復。輸入到單元43的重復分支量度值使ACS單元43(圖9)的結構能夠模擬圖4的所需四狀態ACS網格。注意實際上由于系統噪聲，BMC單元30只是大致上而非完全地重復分支量度值。在濾波方式下，BMC單元30(圖1)產生每個輸入碼元的十五個不同分支量度值的最大值，并按照圖5的八狀態ACS網格操作。如圖9所示，對于濾波和非濾波輸入方式均采用一種單一八狀態ACS結構有易于網格譯碼器24在這些方式之間的無縫和透明轉換。來自ACS單元(圖9單元900-935)之一的寄存器825(圖8)的“輸出路徑度量數據”的最高有效位(MSB)還提供到同步監視器80(圖1)。同步監視器80對在編程時間間隔中出現的來自寄存器825的MSB的倒置數計數，并將該計數與編程閾值相比較。編程值可以由一個控制處理器(未示出)提供或存儲在單元80中。如果該計數超過閾值，則產生一個不同步指示信號并提供到同步控制單元10(圖1)。一收到來自單元80的不同步信號，單元10就提供一復位信號到單元80，以將該同步監視器復位，從而容許檢測另一不同步狀態。監視器80也可另外設置為響應不同參量。ACS單元43的結構提供由交錯數據碼元以及由ACS單元網格狀態構成的判定位數據到后向掃描單元47(圖1)。對于由單元10提供的每個編碼交錯碼元，后向掃描單元47從單元43的相應八個ACS單元周期性地接收并行的八個判定位(B1-B8，一個八位字)。每交錯碼元周期性地接收一個八位字。收到的判定字表示來自單元43的相應八個ACS單元的八個判定位序列。單元47順序處理來自單元43與一個單獨的交錯數據碼元相關聯的每個判定字。單元47用判定字產生代表在發射機中事先編碼的交錯碼元序列的Z1位最大似然序列。每個判定位標識兩個可能狀態轉移路徑中的哪一個導致ACS單元狀態。圖10示出了后向掃描控制單元47(圖1)的結構。后向掃描單元47的操作將針對與ACS單元43輸出的編碼交錯碼元序列相關聯的判定字進行描述。圖10后向掃描結構實施圖15所描繪的網格譯碼過程。在步驟440開始后，在圖15的步驟443中，以來自ACS單元43(圖1)的八判定位序列的形式周期性地輸入判定字。輸入的判定字提供到前向掃描單元160(圖10)，并在步驟445還被存儲在緩沖存儲器140(圖10)中且在其中被延遲。在步驟450，圖10的后向掃描選擇單元145從存儲在單元140中的判定位序列導出八個網格譯碼的位序列。這些網格譯碼位序列是相應于編碼交錯數據碼元的最大似然編碼的Z1位序列的候選序列。在圖15的步驟450中，單元145(圖10)通過確定后向掃描過程中的狀態轉移網格路徑導出候選譯碼Z1位序列。在這一過程中，為八個判定位輸入序列之一的當前狀態標識初始的先前網格狀態。利用輸入序列中作為先前轉移路徑指示符的來自ACS單元43(圖1)的判定位來標識該初始狀態。根據這一初始的先前狀態，通過利用來自ACS單元43的判定位，以相反方向變換網格狀態轉移圖直到已識別出先前狀態序列來標識其它先前狀態。根據這一先前狀態的序列確定網格譯碼位的相應序列。對于存儲在緩沖器140(圖10)中的每一其余判定位序列重復這些步驟。后向掃描過程的理論是公知的，并在IEEE通信文集1993年3月第41卷第3號中發表的G.Feygin等人的“維特比譯碼器中殘存序列存儲管理的結構折衷辦法”中與其它不同后向掃描方法一起作了描述。對一預定深度T、即后向掃描深度執行所述后向掃描過程，以標識預定數目的先前狀態。按照公知理論，實際中采用后向掃描間隔T作為標識合并或收斂狀態的足夠后向掃描間隔(Lee和Messerschmidt，第7.4.3節)。合并狀態是從任何初始先前網格狀態后向掃描后可能到達的狀態。合并狀態標識具有為實際編碼Z1數據的最大似然性的數據序列。因此，合并狀態指出將從候選序列輸出的網格譯碼的數據序列。在示范實施例中，以后向掃描間隔的兩個階段(稱為“信號出現時間(Epoch)”，等于T/2)執行后向掃描過程。這種“信號出現時間”或子后向掃描間隔的選擇是任意的并可由系統設計者選擇。為了標識候選譯碼網格序列，對連續重排數據段的并置交錯碼元包執行后向掃描。對十二個交錯碼元包(例如包7(SP7))之一執行后向掃描，以標識相應的先前(此處第7(SP7))交錯碼元包中碼元數據的先前狀態。雖然對單個網格路徑的后向掃描是公知的，所公開的系統有益地將后向掃描過程擴展為包括對交錯數據和對多個候選判定位序列的后向掃描。這一擴展后向掃描過程是利用由圖10的單元145實施的圖13的方法在逐個“信號出現時間”的基礎上執行的。在步驟640開始后，在圖13的步驟645，響應來自控制單元165(圖10)的控制信號以一個“信號出現時間”數據邊界初始化后向掃描選擇單元145內的內部存儲寄存器。交錯碼元包(例如SP1)的判定字在步驟650從緩沖器140(圖10)周期性地輸入。應用前述后向掃描過程，利用步驟650中判定字輸入的一個判定位，例如B1，在步驟655中從當前狀態標識先前狀態。該過程的關鍵特征在于，為連續數據段的并置交錯包的碼元數據標識先前狀態。例如，對于數據段的第7個交錯碼元包(SP7)，用一個對應的第7個交錯碼元包判定位來標識一先前狀態。在步驟655，單元145(圖10)將對應于交錯碼元已標識先前狀態的網格譯碼位存儲在存儲器150中。對于輸入判定字的每個其余判定位(實例中的B2-B8)，步驟660重復步驟655直到交錯碼元的八個網格譯碼位已經存儲在存儲器150(圖10)中。在步驟665，對于重排數據段其余的十二個交錯碼元(實例中的SP2-SP12)中的每個重復步驟650-660。類似地，對于包含“信號出現時間”間隔的重排數據段數，在步驟670中重復步驟650-665。在步驟675，單元145將輸入交錯碼元的所得到的八個候選網格譯碼位序列提供給圖10的存儲器150。一個“信號出現時間”間隔的后向掃描過程的這一迭代在圖13的步驟680結束并完成圖15包含過程的步驟450。在圖15的步驟460和465，前向掃描單元160(圖10)標識八個候選序列中最可能對應于被編碼并傳送到接收機的序列的網格譯碼位序列。在步驟470，響應來自掃描單元160的選擇信號，存儲器150將跟有一延遲的所得到的已標識網格譯碼序列經多路復用器155提供到網格去映像器60和再編碼器50(圖1)。在圖15的步驟460和465，掃描單元160標識合并狀態和最有可能對應于發射的交錯碼元包序列的網格譯碼位序列。掃描單元160運用圖14所示的前向掃描過程在逐個“信號出現時間”的基礎上標識網格譯碼的位序列。前向掃描技術是減少數據譯碼延遲(等待時間)的節省成本的方法。在圖15的步驟460，對于八個數據序列中的每個序列，對輸入數據的“信號出現時間”間隔執行圖14前向掃描過程，以更新兩個指針，指針1和指針2。這些指針用于標識網格譯碼位序列。在圖14中隨著在步驟840開始，在步驟843用相應的指針1指示符值更新八個指針2指示符。這些指針存儲在單元160內。在步驟845，響應來自控制單元165(圖10)的控制信號在“信號出現時間”數據邊界上初始化單元160內的內部存儲寄存器。控制單元165響應來自單元10(圖1)用于使掃描單元145和160同步的R/E輸入信號提供控制信號，以在一“信號出現時間”邊界上開始掃描。在步驟850從ACS單元43(圖1)周期性地輸入一交錯碼元包(例如SP1)的未經過延遲的判定字。在步驟855，利用一種三級程序來更新與輸入判定字的八個數據序列相關聯的八個單獨的指針1指示符之一。通過應用前面描述的后向掃描過程，用輸入未延遲字的判定位，例如B1來從當前狀態標識先前狀態。如相對單元145的后向掃描過程所描述的，為前一數據段的并置交錯碼元包(實例中的SP1)的碼元包數據標識先前狀態。已標識的先前狀態用于選擇與輸入判定字的八個數據序列相關聯的八個獨立指針1指示符之一。以與重寫任何以前指針1的內容的判定位序列(實例中B1的序列)相關聯的指針1指示符存儲由交錯碼元(實例中的SP1)的所選指針1指示的狀態。對于每個輸入判定字(實例的B2-B8位)的其余判定位步驟860重復步驟855直到對于交錯碼元(SP1)而言八個數據序列中每一個的單獨指針1指示符被存儲在單元160中。在步驟865，對于一個十二碼元重排數據段的其余交錯碼元(實例中的碼元SP2-SP12)重復步驟850-860。類似地，步驟870重復步驟850-865直到包含“信號出現時間”間隔(T/2)的重排數據段數已被處理。前向掃描過程的這一迭代在圖14的步驟880結束并完成圖15包含過程的步驟460。在圖15的步驟465，用更新的指針，指針1和指針2來標識合并狀態。在穩態操作中，在后向掃描間隔T之后，一特定數據序列的指針1以及指針2指出發生在一個“信號出現時間”之前的先前狀態。指針1是當前“信號出現時間”指針，指針2是緊接著的前一指針。指針1和指針2一起指示返回一個后向掃描間隔T到收斂的或合并的先前狀態。在沒有錯誤的情況下，所有八個數據序列的指針1和指針2應指示相同的合并狀態，因此標識從存儲器150釋放的相同數據序列。選擇八個數據序列的指針1指示符之一并用于標識八個指針2指示符之一。接著，用該已標識的指針2指示符標識合并狀態。因此，八個指針1指示符中的一個指示符結合八個指針2指示符中的一個指示符用作標識。但是，還有一種可能是可在多數或其它基礎上平均或選擇該指針以改進合并狀態選擇的可信程度。在步驟470中，用在步驟465中確定的合并狀態指示八個候選網格譯碼位序列中的哪一個將經由多路復用器155(圖10)從存儲器150釋放。所選的譯碼數據序列是最有可能與發射的編碼交錯碼元序列相對應的數據。響應來自掃描單元160的選擇信號，加有一延遲的最終標識的網格譯碼序列被存儲器150經由多路復用器155(圖10)釋放到網格去映像器60和再編碼器50(圖1)。從多路復用器155輸出到網格去映像器60和再編碼器50(圖1)的釋放網格譯碼序列再現出由圖2編碼器編碼的交錯碼元的X1位的原始序列。注意，X1位序列等于如圖2所示的Z1位序列。只要有可得到的輸入判定數據就重復圖15處理的步驟。否則該處理在步驟480終止。單元50(圖1)對來自單元47(和圖10多路復用器155)的交錯Z1位序列順序再編碼，以提供再編碼的Z0位序列到去映像器60。如圖2中所描繪的，在傳送前，用于從Z1產生Z0的再編碼功能重復在編碼器中執行的等效功能。此外，來自單元10已由單元70延遲并與單元47輸出同步的重排交錯碼元數據被提供給網格去映像器60。圖11示出了網格去映像器60(圖1)的構造。網格去映像器60順序處理來自單元47，50和70(圖1)的同步交錯數據序列。在如由“構形”信號所選擇的非濾波數據方式下，圖11去映像器單元的加法器950讓來自單元70的第一交錯碼元的輸入延遲碼元數據不經改變地通過。在這一方式下多路復用器955輸出一零值。對應第一交錯碼元的來自單元50和70的輸入再編碼數據Z1和Z0唯一地定義前述四個陪集之一，如圖2碼元映像表125所表示的。例如，Z1＝1，Z0＝0定義陪集點C(-3，+5)。圖11的查詢表功能960將從加法器950輸出的輸入碼元與由輸入Z1和Z0所定義的陪集中兩個群集點中的每一個比較。與收到的延遲碼元點最接近的群集點被確定并將這一群集點的Z2值提供給后編碼器977作為第一交錯碼元的譯碼的Z2值。后編碼器977利用加法器980和寄存器975提供圖2預編碼器102的相反功能，并對Z2值譯碼以給出第一交錯碼元的X2位。利用來自單元47和50的同步相關碼元數據，去映像器60對從單元70接收的每一交錯碼元包重復該處理。在這種方式，從加法器980順序輸出來自單元70(圖1)對應于至譯碼器24的交錯碼元輸入的交錯碼元的X2位序列。在濾波數據方式下，圖11的加法器950將來自單元70(圖1)的第一交錯碼元的經修改和延遲的碼元包數據與經由多路復用器955和970來自單元985的八個群集點(碼元)值之一相加。如前所述，由查詢表960處理相加后的數據。對從單元985選出的群集點值進行選擇以將輸入到加法器950的碼元數據恢復為能由單元960處理的碼元數據。如前面所解釋的，在濾波方式下是需要這一操作，因為交錯與干擾抑制濾波的結合產生部分響應輸入數據(HDTV標準第10.2.3.9節)。根據寄存器965延遲的Z0和Z1數據的狀態和寄存器965延遲的從功能960輸出的Z2狀態，多路復用器970通過多路復用器955選擇群集點(A-…D+)。否則，去映像器60的濾波方式操作與針對非濾波方式所作的描述相同。去映像器60(圖1)將最終恢復的X2數據與同步后的X1數據一起提供到組合器90。對應于輸入到譯碼器24的每個交錯數據碼元的X1位和X2位由單元60順序地提供到組合器90。每對X1，X2位是一個碼元包的網格譯碼數據。組合器90將連續數據段的并置交錯包的四對X1，X2位組合為一個八位字節。單元90以這種方式為十二個交錯碼元包中的每一個組合數據字節。對于十二個交錯碼元包流中的每個，單元90在逐個字節的基礎上輸出字節。以這種方式單元90提供其余的接收機部件所使用的段內碼元去交錯輸出數據。在圖12中部分示出的一個示范HDTV接收機系統中，由處理器和解調器750處理和解調編碼數據。單元750包括輸入頻道調諧器、RF放大器、一個IF(中頻)放大器和混頻級，用于將已調制信號下變頻到適于作進一步處理的低頻帶。輸入處理器750還包括自動增益控制網絡、模擬至數字變換器以及定時和載波恢復網絡。單元750內的載波恢復網絡將收到的信號解調到基帶。如公知的，載波恢復網絡可采用均衡器、旋轉器、限幅器和相位誤差檢測器網絡以及用于控制均衡器和旋轉器操作的相位控制器。按照本發明，多路復用器28響應“構形”信號選擇解調的數據或NTSC干擾抑制濾波器22處理后的解調數據，并由譯碼器24譯碼。將譯碼器24輸出的網格譯碼的和段內碼元去交錯的數據提供到單元760。來自譯碼器24的碼元去交錯數據在傳送到其它HDTV接收機部件作進一步處理并顯示之前由輸出處理器760進行卷積段間去交錯和Reed-Solomon譯碼。與網格編碼相關聯的段內去交錯處理是特殊的并與段間去交錯處理(HDTV標準第10.2.3.9和10.2.3.10節)不同。例如，在前面提到的Lee和Messerschmidt的文章中除了其它內容外還描述了結合單元750和760所闡述的功能。相對于圖1-15說明的構造不是唯一的。按照本發明原理可導出實現相同目的的其它結構。例如，根據特定系統的要求，既可用一單個網格譯碼器對N個輸入數據包譯碼，也可用一個以上的網格譯碼器(例如小于N)對N個輸入數據包譯碼。此外，可設計具有不同網格轉移狀態數的結構。本發明的原理并不限于所述八種狀態結構。而且，在微處理器的編程指令內可總體或部分實施各種結構的部件的功能。權利要求1.在一種處理網格編碼視頻輸入信號的系統中，一種裝置的特征在于用于使所述輸入信號服從多種預處理方式之一以提供呈現多種信號格式之一的已處理信號的預處理網絡(27)，所述格式與所述方式相關；以及用于對所述已處理信號譯碼的網格譯碼器(24)，其中所述網格譯碼器采用具有相同數目網格狀態的狀態轉移網格，對來自所述預處理網絡的多種信號格式的處理信號譯碼。2.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述多種信號格式分別呈現不同的等級數。3.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述多種信號格式包括常規響應和部分響應信號格式。4.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述系統提供在所述方式間進行辨別的構形信號；以及所述網格譯碼器響應所述構形信號對所述已處理信號自適應地進行網格譯碼。5.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述狀態轉移網格具有八種網格狀態。6.如權利要求1所述的系統，其特征還在于用于向應所述輸入信號中的數據類型轉移產生同步信號的控制網絡；并且其中所述狀態轉移網格響應所述同步信號復位到預定狀態。7.如權利要求1所述的系統，其特征在于所述網格譯碼器包括用于響應所述已處理信號提供分支度量值的分支度量計算機。8.如權利要求7所述的系統，其特征在于所述分支度量計算機值包括一個所述方式中的實際上重復的數值。9.如權利要求7所述的系統，其特征在于所述分支度量計算機值包括不同方式中的不同數目的實際上重復的分支度量值。10.如權利要求7所述的系統，其特征在于所述網格譯碼器包括用于響應所述分支度量值提供維特比譯碼輸出的維特比譯碼器。11.如權利要求7所述的系統，其特征在于所述網格譯碼器包括用于比較所述分支度量值以提供判定表示輸出的比較網絡。12.在一種用于處理網格編碼視頻輸入信號的系統中，一種方法的特征在于步驟按多種預處理方式之一預處理(27)所述輸入信號以提供呈現多種信號格式之一的已處理信號的，所述格式與所述方式相關；以及按照具有相同數目網格狀態的狀態轉移網格來網格譯碼(24)所述已處理信號，以對多種信號格式的已處理信號作網格譯碼。全文摘要在多種工作方式間無縫轉換的自適應網格譯碼器(40)。該譯碼器利用具有預定數目狀態的單一狀態轉移網格調整數據類型轉移。該系統對分別以包含與不同方式相關的不同數目等級的不同格式所編碼的網格編碼視頻數據進行譯碼。該譯碼器系統響應在方式間進行辨別的構形信號自適應地操作并采用具有相同數目網格譯碼狀態的狀態轉移網格對不同格式編碼數據譯碼。響應從一種到另一種數據類型轉移產生的同步信號(10)或響應方式變更還可將狀態轉移譯碼網格復位到預定狀態。文檔編號H04N7/26GK1168600SQ9711034公開日1997年12月24日申請日期1997年4月9日優先權日1996年4月9日發明者胡克仁,林威廉,莫里斯·D·考德威爾申請人:湯姆森多媒體公司