CN1268118C - 减小出现在行扫描视频显示器上非自然信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

在行扫描视频显示器上，将在视频通带内的非自然信号产生信号的频率选择为水平行扫描频率一半的奇数次谐波，从而非自然信号的相邻扫描行之间相位差为180度。因此，即使非自然信号仍然存在，但由于观看者眼睛的积累特征当观看时非自然信号将在视频上被基本消除。

Description

减小出现在行扫描视频显示器上 非自然信号的装置和方法
                        技术领域
本发明涉及视频信号处理，更具体地说，涉及改善由泄漏或引入到彩色电视接收机亮度频道的周期信号引入的非自然信号(artifact)。
                        背景技术
作为回顾，对于NTSC(美国国家电视系统委员会)制式的彩色电视信号，亮度(Y)信号的频谱能量主要集中在行扫描频率的谐波nfh处，其中n为整数。因此，亮度信号典型地具有1fh、2fh、3fh、4fh等频率分量。色度(C)信号的频谱能量峰值出现在行扫描频率一半的奇数次谐波处，即，(n+1/2)fh其中n为整数。因此，Y与C的能量频谱是频率交错的。
Weimer的专利号为4,607,285的美国专利涉及CCD(电耦图像捕获装置)成像器中前向时钟信号到下面的半导体衬底(underlying bulk semiconductorsubstrate)的静电耦合，该静电耦合引入了在电视画面上留下可视非自然信号的瞬变干扰，而该电视画面由重构从CCD成像器生成的视频信号形成。一个额外的时钟同步时延将该干扰置于行逆程间隔中并且通过行回扫消隐将该干扰从视频信号中移除。
两个都为Hirai的专利号为4,291,330和4,134,126的美国专利，讲述的是在一种彩色视频录像机中，具有频率(n+1/2)fh的干扰或串扰信号与主要亮度频率分量成频率交错关系，结果是在视频信号的连续水平行中串扰信号是倒相的，并且由于在连续水平行间隔中重现的亮度分量之间具有高相关性，串话信号将不会作为显著的噪声出现或打(beat)在重现于阴极射线管上的图像上，而是将会在视频上被基本地消除掉。
Hickock的专利号为4003077的美国专利涉及一种彩色视频录像机，其中在将色度信息纪录为某频率以在显示器上呈现与相邻行的非自然信号图案相位差180度的画面帧的一行的非自然信号图案之前将其进行频率转换，从而作为结果的非自然信号图案，虽然存在，但由于观看者眼睛的积累效应看起来却好像消失了。
                       发明内容
在生产一种具有图形生成器、视频处理器、以及扩展频谱时钟和其它的部件的视频处理集成电路时，发现由于芯片内的内部信号泄漏，用于调频(FM)调制时钟载波信号的信号导致当从行扫描视频显示器，例如，阴极射线管上观看时有非自然信号或后生出现。由于干扰信号的频率是可选的，决定选择干扰信号的频率以使该频率为水平行扫描频率一半的奇数次谐波，而不是对集成电路进行庞大且昂贵的重新设计以消除非自然信号。通过这种特定频率选择使频率为水平行扫描频率一半的奇数次谐波，非自然信号的相邻扫描行之间相差为180度。因此，由于观看者眼睛的积累特征，即使非自然信号仍然存在，当从行扫描显示器上观看时非自然信号将在视频上被基本消除。
                       具体实施方式
本发明的示例实施例涉及编号为W49C31-20A的集成电路，它是由美国加利福尼亚San Jose的IC工厂制造的低功率CMOS单块集成电路芯片并包括图形处理器、视频处理器以及扩展频谱时钟。本发明涉及一种视频处理器，其中频率在视频通带内的信号“泄漏”到视频处理器，并且在示例实施例中，在视频显示器上产生非自然信号的泄漏信号是从扩展频谱时钟的调制信号导出的。但是应该注意，为了本发明的目的起见，泄漏的非自然信号产生信号可以从任何源导出，并且泄漏或引入到任何普通视频处理器。因此，示例芯片的构造和电路包括示例视频处理器、示例扩展频谱时钟、以及为扩展频谱时钟示例生成调制信号，所有这些都不构成本发明的一部分。
人们认为非自然信号生成信号泄漏到视频通路是由于部件之间的静电和/或电容性耦合，抑或是由于半导体衬底材料各个结构间的静电和/或电容性耦合而导致的静电和/或电容性耦合。示例实施例中的非自然信号生成信号是扩展频谱时钟的调制信号，其频率落在上至10MHz的视频通带内。时钟的载波信号在视频通带之外，即，85MHz，但是如果它落在视频通带之内，或任何其它频率可选的，周期性的噪声产生信号落在视频通带之内，本发明将等同地适用以“隐藏”产生的非自然信号。
更具体地说，在单块集成电路的生产期间发现由于芯片内的内部信号泄漏，用于调频(FM)调制时钟载波信号的信号导致当从行扫描视频显示器，比如阴极射线管上观看时有非自然信号出现。决定选择另一种方法，而不是对集成电路进行庞大且昂贵的重新设计以消除非自然信号。
干扰信号的频率是可选的。因此，既然频率可选，决定将干扰信号的频率选择为水平行扫描频率(通常表示为fh，对NTSC制式信号而言为15,734.26573Hz)一半的奇数次谐波。从而，对扩展频谱时钟的干扰调制信号的特定频率选择为39.336kHz(fh乘2.5)，它可以四舍五入到最接近的整数kHz39kHz或40kHz。
由于与fh的这种谐波关系，显示在行扫描显示器的相邻扫描行的非自然信号之间相差为180度。因此，由于观看者眼睛的积累特性，即使非自然信号仍然存在，当观看时非自然信号将在视频上被基本消除。这对于隔行和逐行扫描帧都是成立的，除了每隔行场的最上面一行或最下面一行没有显现为被消除掉。可以将具有在视觉上未减小的非自然信号的行放置在画面的垂直过扫部分，从而将其隐藏，或通过垂直消隐将其隐藏。
进一步地说，如上面在技术背景部分所讨论的，干扰信号还与亮度信号构成频率交错。该频率交错进一步减小了非自然信号。
本发明适用于在视频通带内的，以任何方式泄漏或故意引入，以任何方式泄漏到或故意引入到视频信号通路的，并且当从行扫描显示器上观看时导致非自然信号出现的周期信号的频率选择。这种故意引入到视频通路的噪声产生信号可以是，例如，一个信息编码信号。应该注意的是该示例实施例的非自然信号产生信号是信息编码信号但引入到视频信号通路却不是故意的。

Claims (24)

1.在具有行扫描视频显示器的电视接收机中，一种用于减小视频信号显示器行扫描部分中的非自然信号的视觉效果的方法，该非自然信号可归因于在视频通带内的并耦合到视频电路的视频处理通路的周期信号，行扫描频率为fh，该方法基于观看者眼睛的积累特征，使得非自然信号在视觉上被消除但该非自然信号仍然存在，该方法包括下列步骤：
选择周期信号的频率，以及
将周期信号的频率预定为fh/2的奇数次谐波。
2.如权利要求1所述方法，其中周期信号为静电/电容性耦合到视频电路的时钟信号。
3.如权利要求2所述方法，其中静电/电容性耦合时钟信号为扩频时钟的调频调制信号。
4.如权利要求2所述方法，其中静电/电容性耦合时钟信号为扩频时钟的载波信号。
5.如权利要求1所述方法，其中fh是美国国家电视系统委员会制式标准水平扫描频率15,734.26573Hz并且周期信号的预定基本频率约等于fh乘2.5，即39.336kHz。
6.如权利要求5所述方法，其中周期信号的预定基本频率四舍五入到一个整数值。
7.如权利要求1所述方法，其中周期信号的预定基本频率是向上四舍五入到和向下四舍五入到的整数值之一。
8.如权利要求2所述方法，其中视频电路，以及静电/电容性耦合周期信号包括在具有半导体材料衬底的集成电路中。
9.如权利要求8所述方法，其中静电/电容性耦合是通过各自的电容耦合到衬底。
10.如权利要求1所述方法，其中周期信号静电/电容性耦合到视频电路。
11.如权利要求10所述方法，其中视频电路，以及静电/电容性耦合周期信号包括在具有半导体材料衬底的单片集成电路中。
12.如权利要求11所述方法，其中静电耦合是通过电容耦合到衬底之一以及在单块集成电路部件之间的耦合。
13.在具有行扫描视频显示器的电视接收机中，用于减小视频信号显示器行扫描部分中的非自然信号的视觉效果的装置，该非自然信号可归因于在视频通带内的并耦合到视频电路的视频处理通路的周期信号，行扫描频率为fh，该装置基于观看者眼睛的积累特征，使得非自然信号在视觉上被消除但该非自然信号仍然存在，该装置包括：
用于选择周期信号频率的部件，以及
用于将周期信号的频率预定为fh/2的奇数次谐波的部件。
14.如权利要求13所述装置，其中周期信号为静电/电容性耦合到视频电路的时钟信号。
15.如权利要求14所述装置，其中静电/电容性耦合时钟信号为扩频时钟的调频调制信号。
16.如权利要求14所述装置，其中静电/电容性耦合时钟信号为扩频时钟的载波信号。
17.如权利要求13所述装置，其中fh是美国国家电视系统委员会制式标准水平扫描频率15,734.26573Hz并且周期信号的预定基本频率约等于fh乘2.5，即39.336kHz。
18.如权利要求17所述装置，其中周期信号的预定基本频率是向上四舍五入到和向下四舍五入到的整数值之一。
19.如权利要求13所述装置，其中周期信号的预定基本频率四舍五入到一个整数值。
20.如权利要求14所述装置，其中视频电路，以及静电/电容性耦合周期信号包括在具有半导体材料衬底的集成电路中。
21.如权利要求20所述装置，其中静电/电容耦合是通过各自的电容耦合到衬底。
22.如权利要求13所述装置，其中周期信号静电/电容性耦合到视频电路。
23.如权利要求22所述装置，其中视频电路，以及静电/电容性耦合周期信号包括在具有半导体材料衬底的单片集成电路中。
24.如权利要求23所述装置，其中静电/电容性耦合是通过电容耦合到衬底之一以及直接地在单块集成电路部件之间的耦合。
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