本发明涉及视频信号的编码方法以及编码和解码装置。

视频信号的编码方法以及编码和解码装置在题名为“在MAC通道中传输TVHD信号的时-空采样结构分析”（“Analyse    de    structure    de    sous-echantillonnage    spatio-temporel    d′un    signal    TVHD    en    vue    de    sa    transmission    dans    un    canal    MAC”-TVHD′87渥太华1987，10.4-8，第一卷P.6.2.2-P.6.2.28）中已有描述。

在该先有技术文献中描述的视频信号编码方法包括以下步骤：

从视频信号的时间-空间变化率的相互不同分布所形成的至少两种工作方式中，选择出欲在该视频信号的图象中的各互相相邻部分上执行的工作方式，各所述工作方式包括分别按照互不相同的滤波特性和子采样方式对所述视频信号进行反混迭滤波和子采样的步骤，所述选择步骤是在将该图象的互相相邻的各部分中的运动安排成至少两类的基础上开始的;和

根据所述选取的工作方式处理所述视频信号，从而产生编码视频信号的互相相邻的各部分。

在该先有技术文献中描述的视频信号编码装置包括：

判定电路，用于从对于提供空间-时间分辨率的互不相同的分布的视频信号的至少两种工作方式中，选取出欲对该视频信号的图象的各互相相邻部分执行的工作方式，每一种所述工作方式包括根据互不相同的滤波特性和子采样方式对所述视频信号分别进行抗混迭滤波和子采样，该判定电路包括用于将该图象的各互相相邻部分中的运动安排成至少两类以作为开始该选择的基础的装置;和

视频信号处理装置，该装置联接到所述判定电路，用于处理所述视频信号以便根据所述选取的工作方式生成编码的视频信号的各互相相邻的部分。

在该先有技术文献中描述的视频信号解码装置包括：

视频信号输入电路;

至少第一视频信号处理电路和第二视频信号处理电路，它们与所述视频信号输入电路相联接，用于按照提供时间-空间分辨率的互不相同的分布的至少两种工作方式处理输入视频信号，每一种工作方式对应于一种相应的不同采样方式，按照该采样方式，所述输入视频信号在将所述图象的各互相相邻部分中的运动安排为至少两类以作为开始的基础上在其进行编码时已被采样;

选择电路，联接到所述视频信号处理电路，该选择电路有联接到所述输入电路的控制输入端。

本发明的目的在于提供一种改进的视频信号编码方法以及改进的视频信号编码和解码装置。

为实现本发明的发明目的，本发明的视频信号编码方法除了包括上述已知步骤之外，其特征在于还包括以下步骤：

为了降低因为所述信号的图象是由各图象部分构成而导致的混乱结果（这些图象部分中的每一个图象部分都是根据各工作方式而单独生成的，这些工作方式的每一次选取，仅与一个图象部分相关而不与这个图象部分在空间和/或时间上相邻的各图象部分相关），所述选择步骤包括：比较对于所述一个图象部分选取的工作方式与对于所述在空间和/或时间上相邻的各图象部分选取的各工作方式;从而所述处理步骤包括：根据所述各工作方式中的一种工作方式而处理所述视频信号的所述一个图象部分，这种工作方式是根据所述比较步骤的结果而对所述各相邻的图象部分选取的。

本发明的视频信号编码装置除了包括上述的已知部件外，其特征在于还包括：

为了降低因为所述信号的图象是由各图象部分构成而导致的混乱的结果（这些图象部分中的每一个图象部分都是根据各工作方式而单独生成的，所述这些工作方式的每一次选取，仅与一个图象部分相关，而不与这个图象部分在空间和/或时间上相邻的各图象部分相关），所述判定电路包括用于比较对一个图象部分所选取的工作方式与对该图象部分的空间和/或时间上相邻的各图象部分所选取的各工作方式的装置，从而，取决于该比较结果，以根据对所述各相邻图象部分所选取的各工作方式中的一种工作方式对所述视频信号的所述一个图象部分执行处理操作。

本发明的视频信号解码装置除了包括上述的已知部件外，其特征在于还包括：

为了降低因为所述信号的图象是由各图象部分构成而导致的混乱的结果（这些图象部分中的每一个图象部分都是根据各工作方式而单独生成的，这些工作方式的每一次选取，仅与一个图象部分相关而不与这个图象部分在空间和/或时间上相邻的各图象部分相关），所述第一视频信号处理电路包括第一采样方式转换电路，所述第二视频信号处理电路包括第二采样方式转换电路以便将不对应于该相应的视频信号处理电路的采样方式转换为对应于该相应的视频信号处理电路的采样方式。

本发明实际上基于这样的认识：在视频信号编码方法和装置中，作为对于一个特定图象部分执行的处理操作所作出的判定，虽然这些判定中的每一个在单独的情况下可能是最佳的，但是如果对若干时间上和/或空间上相邻的图象部分的的合在一起的情况，则会导致混乱的结果。本发明还基于这样的认识：在解码装置中，根据提供时间-空间分辨率互不相同的分布的至少两种工作方式而已编码的各图象部分的邻接，将会导致插值问题，其中每一种工作方式对应于相应的一种不同的采样方式，输入视频信号即按照该采样方式在其编码过程中已被采样。

现在，通过非限定性的例子及相应的附图，对本发明作更详细的描述。

图1A是本发明系统中发送部分的框图，

图1B是本发明系统中接收部分的框图，

图2是图1A所示发送部分的运动处理电路框图，

图3A、3B1、3B2和3C是图1A所示的发送部分预处理 电路框图，

图4A、4B1、4B2和4C说明图3A、3B1、3B2和3C的预处理电路中采样和交叉工作电路，以及本发明系统中接收部分的反交叉工作电路，

图5A、5B1、5B2和5C说明图3A、3B1、3B2和3C的预处理电路中反混迭滤波器的频率响应，

图6是图1B所示接收部分的中间处理电路框图，

图7是图1B所示接收部分的高分辨率后处理电路框图，

图8是图1B所示接收部分的中分辨率后处理电路框图，

图9是图1B所示接收部分的低分辨率后处理电路框图，

图10是图7、图8、图9所示的后处理电路的采样方式转换电路框图，

图11是图7所示高分辨率后处理电路或图8所示的中分辨率后处理电路的运动补偿插值电路框图，

图12A、12B、12C是图11所示运动补偿插值电路的可转换的延迟装置框图，

图13是本发明电视接收装置的另一实施例框图，

图14和15是图13所示滤波器结构框图，

图16是解释图13所示装置局部的工作方式框图，

图17是图13所示装置的局部框图，

图18是图17的另一实施例，

图19是图13所示装置的另一局部框图，

图20是本发明另一个电视信号发生装置框图，

图21、22和23是解释图20所示装置工作方式的框图。

在图1A中，一个来自高清晰度摄像机的宽带视频信号被送到发送部分的R、G和B输入端。高清晰度视频信号具有一定的扫描行数和每行中可分辨的一定的图象元素数，高清晰度视频信号所具有的上述两个数目是一般清晰度信号（如MAC视频信号）所具有相应数目的两倍。MAC是“多路传输的模拟分量”的缩写，在一个MAC电视发射系统中，模拟亮度和色彩信号按时分多路传输而发送。在高清晰度视频信号中，要通一个相对窄带通道（该通道适用于一般清晰度MAC信号）发送扫描行数和象素数，该高清晰度信号发射部分必须进行下述的若干操作。发射部分的R、G、B输入端分别连到RGB-YUV转换器103的输入101R、101G、101B，RGB-YUV转换器103的输出105U、105V和105Y通过低通滤波器（LPF）107U、107V和107Y分别连到模-数转换器（A/D）109U、109V和109Y上。A/D转换器109U的输出端111U的输出信号和A/D转换器109V的输出端111V的输出信号通过一个开关113合并成色彩信号C送到端点115。A/D转换器109Y的输出端111Y连接至存储器125的输入端123上和运动处理电路129的输入端127上。存储器125补偿在运动处理电路129中的信号延迟。运动处理电路129的输出端131连到一个转换开关135的控制输入端133，它的三个视频信号输入端137、139和141分别通过三个构成预处理电路143、145和147的支路，连接于存储器125的输出端149。转换开关135的输出将一个已处理的亮度信号Y′送至MAC编码电路163的第一输入端159。在转换开关135的输出端151和MAC编码电路163的输入端159之间可以设置一 个尼奎斯特滤波器，如共同申请的待审查专利PHB33.422中所示。已处理过的色彩信号C′送到MAC编码电路163的第二输入端161。已处理的色彩信号C′可以从色彩信号C中获得，所用的方法与从亮度信号Y中获得已处理的亮度信号Y′的方法相同。色彩信号C往往不适于用这样的空间分辨率显示：这种分辨率适用于显示亮度信号Y，根据上述辨识原理，对于色彩信号C也可以仅利用两个信号电路的信息处理工作方式，从而使色度信号处理电路的实现不太复杂。运动处理电路129的数据输出117连到位速率衰减电路121的输入端119，位速率衰减电路121的输出167连接至MAC编码电路163的数据输入端165。MAC编码电路163的数据输入端165上出现的数据信号，也称为DATV信号。DATV是“Digitally    Assisted    Television”（“数字辅助电视”）的缩写，这意味着不仅视频信号，而且还有辅助信号被发送，所以高清晰度接收部分对接收到的电视信号要进行解码和信号处理。MAC编码电路163要完成若干已知工作，以便按照被选择的MAC电视发送标准将电视信号编码，并通过一个通道发送。在此需注意，本系统的发射部分所提供的电视信号，可以由一般MAC接收机显示，因此按照所选择的MAC电视发送标准与普通清晰度电视信号一致，但是比普通清晰度电视信号具有更宽的频带。MAC编码电路163的输出端169向通道170送一个需要发送的电视信号，为此需要有一个如图所示的抛物面天线171。当然，除卫星通道以外的通道也是可能的，按照本发明的系统可以被换用作记录和显示系统，此时通道就是记录介质。

发射部分的工作情况如下。利用运动处理电路129，在高分辨 率视频信号中确定运动的大小，并将其送至发射部分的R、G和B输入端，其运动可分为无、小的或显著的运动几类，转换开关135有选择地使预处理电路143、145或147耦合到通道170。预处理电路143适于处理无运动的高清晰度视频信号，用转换开关135的输入端137接收高分辨率视频信号，该视频信号适合于以尽可能最大空间分辨率但较小时间分辨率显示。在这里，时间分辨率可理解为单位时间内运动相位的数量。由于被发送的高分辨率视频信号的空间分辨率（如图5A实线所示）比静态普通清晰度视频信号（如MAC信号，表示为图5A中的虚线）的空间分辨率高两倍，则其时间分辨率必须低两倍。然而，时间分辨率在静止图象情况下是不重要的，在运动小的情况下也不太重要。如与图5B1、5B2和5C中所示相同，图5A中所示垂直频率Fv以Cph（每个图象高度的周期数）为单位画在垂直轴上，水平频率Fh以CPW（每个图象宽度的周期数）为单位画在水平轴上。换而言之，在实际不运动的情况下发送的这种高清晰度视频信号的空间分辨率高于普通清晰度视频信号空间分辨率四倍，而其时间分辨率则低四倍。

与此相反，预处理电路147适于处理有显著运动的高清晰度视频信号，用转换开关135的输入端141接收低分辨率视频信号，它适于显示与普通清晰度视频信号的一场相等的时间分辨率，其结果是其空间分辨率也能与普通清晰度视频信号的一场的分辨率相比较，因为要传送的信号是通过MAC通道传送，如图5C的实线所示，因此，对于更大的运动，可提供高清晰度视频信号的更高空间分辨率是不可能实现的。实际应用是由以下事实构成，即在快速运动的情况下观众对图象中在空间上存在的不足不太敏感，这样就引起对具有较大时间分辨 率的地方，同时发生空间分辨率降低。显然，从有限的通道带宽来看，是不可能传送适宜显示同时具有大的时间分辨率和大的空间分辨率的视频信号。根据通过视频信号显示的图象移动量，就能够传送适宜于显示的视频信号，这种显示使用对观众来说最有利的空间和时间分辨率的组合。在显著运动的情况下，被传送的视频信号在下文中将称为低分辨率视频信号。

在这两种极端的情况中间，有一个由预处理电路145提供的视频信号送到转换开关135的输入端139。在普通清晰度视频信号的一场内，空间分辨率高两倍，时间分辨率低两倍。换而言之，空间和时间分辨率与静态普通清晰度视频信号的图象相等。在本发明的一个具体实施例中，根据空间上的频率，无论所发送的中等分辨率的视频信号是水平变化或是垂直变化，都将是普通清晰度视频信号的一场的两倍。参看图5B1和5B2。这种被发送的视频信号在小的运动情况下，将在下文中称为中等分辨率信号。

总之，适宜于空间和/或时间分辨率相互不同分布的信号显示存在于转换开关135的信号输入端上。

按照本发明系统的一个具体实施例，运动处理电路129包含一个运动计算器，用以确定运动方向、幅度和均匀性。如前所述，由该系统发送的视频信号的空间分辨率随运动幅度的增加而降低。在均匀运动的情况下，在接收部分，可利用运动补偿插值法得到具有比与运动幅值有关的空间分辨率更高的空间分辨率显示，为此目的所需的运动矢量由发送部分确定，并在DATV信号中作为辅助信息发送。运动处理电路可对如下几种情形进行区分，即基本无运动（小于每图象周期0.5个象素）、小运动（大于每图象周期0.5个象素但小于 每图象周期1.5个象素）、显著运动（大于每图象周期1.5个象素但小于每图象周期6个象素）、极显著运动（大于每图象周期6个象素）。在基本无运动的情况下高分辨率预处理电路143被启动。在小的和均匀运动的情况下高分辨率预处理电路143被启动，在小的和非均匀运动的情况下中分辨率预处理电路145被启动。在显著的和均匀运动的情况下，中变化率预处理电路145被启动，可能甚至高分辨率预处理电路143也被启动，在显著的和非均匀运动的情况下，低分辨率预处理电路147被启动。在极显著运动的情况下，低分辨率预处理电路147被启动，此时与运动均匀性无关。

按照本发明，本系统的另一个具体实施例中具有电影模式，其中低变化率预处理电路147没有启动。这一实施例是基于这样的认识，即电影图象时间分辨率仅等于每秒钟24个运动相位（其中光束在影片图象的成象期间一度间断，以阻止不期望的闪烁效应），这样在时间分辨率为每秒钟50场时对传送这些电影图象不够灵敏。由于电影图象的时间分辨率相对较低，则需强调更高的空间分辨率。在这种电影模式中，运动处理电路129要么选取高分辨率预处理电路143，要么选择中分辨率预处理电路145，这取决于运动程度。

图1B表示本发明系统的接收部分。显然，如果接收部分具有与插入发送部分的电路相结合的补偿电路，那么，这种插入发送部分的电路所提供的可能性就能很好地加以利用。抛物面天线71接收通过通道170发射的MAC-兼容电视信号，并且再将该信号送到MAC解码电路63的输入69上，MAC解码电路63将一个视频信号送至视频输出端61，并将一个DATV信号送至DATV输出端65。MAC解码电路63按照选定的MAC电视发送标准，完成接收和解 码所需要的各种已知工作，MAC-兼容电视信号由系统的发送部分提供。MAC解码电路63的DATV输出端65连接到一个位速率恢复电路21的输入端67上，位速率恢复电路完成与图1A的发送部分中位速率衰减电路121所完成的工作相反的工作。位速率恢复电路21的输出19连接到DATV解码电路29的输入端17，解码电路29对DATV信号进行解码并在那里产生控制信号，然后将此信号加到DATV解码电路29的输出端31。DATV解码电路29的输出端31连接到中间处理电路25的控制输入端27、高分辨率后处理电路43的控制输入端42、中等分辨率后处理电路45的控制输入端44、低分辨率后处理电路47的控制输入端46和转换开关35的控制输入端33。中间处理电路25要完成若干工作，这些工作对于那些用于显示高、中、低分辨率的视频信号来说是公用的。后处理电路43、45和47分别完成与图1A的发送部分中预处理电路143、145和147所完成的工作相反的工作。MAC解码电路63的视频输出61连接到中间处理电路25的输入端23、中间处理电路25的输出端49通过后处理电路43、45和47分别接到转换开关35的输入端37、39和41，转换开关35的输出端51接到显示装置52。

总之，按照本发明系统的发送部分，具有至少三类运动的发送部分信号电路，每个电路独立进行采样。这些采样装置按照彼此独立的采样方式进行采样，因此每个电路提供一种信号，该信号适合这样的显示，即具有对应于运动幅度相关等级的时间和/或空间分辨率的最佳分布。根据已确定的运动等级，预处理电路之一耦合至一个通道。因此送至该通道的信号不能通过对于一个大时间分辨率的显示信号和 一个大空间分辨率的显示信号进行加权平均折衷后获得，而是一个对于已给定的运动等级来说具有时间和空间分辨率的最佳分布的显示信号。

一个普通清晰度的MAC接收机能显示兼容发送的信号，但是在小运动或无运动的情况下对于具有高空间分辨率的显示没有应用的可能性。

按照本发明的系统的高清晰度接收部分至少要有三个接收部分信号电路，每个电路按照与有关接收部分电路相关联的方法对接收到的信号进行解码。

正确的接收部分信号电路是根据运动等级来选择的，这样，在本发明系统的接收部分中，在运动降低时可获得具有增高的空间分辨率的显示。

图2更详细地示出图1A发射部分中的运动处理电路129。但没有考虑前面提到的发送一个视频信号的可能性，该视频信号适于在均匀运动的情况下有更高的空间分辨率显示，运动处理电路129的输入端127连接到运动检测器203的第一输入端201和第一场存储器205的输入端204。第一场存储器205的输出206连接到移动检测器203的第二输入端207，并通过第二场存储器209连接到运动存储器203的第三输入端211。移动检测器203是用于识别以下几种情况中的每一象素的，即基本无运动（每图象图期小于0.5个象素）、小运动（每图象周期大于0.5个象素，小于2个象素）、显著运动（每图象周期大于2个象素）。运动检测器203的第一输出端213用来提供一个指示是否有至少是小运动的信号，第二输出端215用来提供一个指示是否有显著运动的 信号。移动检测器203可以看成由第一和第二已知的移动检测器构成，其中第一运动测波器用于检测小运动，第二运动测波器用于检测显著的运动。运动检测器203的第一输出端213接到象素-信息组运动转换器219的第一输入端217，其第二输入端221与运动检测器203的第二输出端215相连。象素-信息组运动转换器219从每象素的运动分类信息组形成每个含象素信息组的运动分类，通过将由第一和第二检测器分类为非静态的每一信息组的象素数分别与第一、第二门限值比较来实现上述转换。象素-信息组转换器219可能由几个独立的象素-信息组运动转换器形成，它们中的每一个都有两个输入信号。象素-信息组转换器219的两个输出端223、225，分别通过空间一致性控制电路227、229接到信息组运动控制电路235的输入端231和233。空间一致性控制电路227和229消除象素-信息组移动转换器219空间上的孤立效果，这是基于如下认识，即如果在一系列被归类为静态的信息组的中间位置的一个信息组被归类为快速运动，则是不合逻辑的。象素-信息组运动转换器219的输出端223、225上的信号，仅能推定为两个值，即静态的或非静态的。空间一致性控制电路227、229最好按如下方式作用于这些信号上：

1.如果对指定信息组的运动分类为静态的，而且在4个水平相邻的或垂直相邻的信息组中至少两个信息组的运动分类为非静态的，则对该指定的信息组的分类也必须变为非静态的。

2.如果一个指定信息组周围环绕的八个信息组的运动分类为静态的，则该指定信息组的运动分类也必须变为静态的。

3.如果一指定信息组的运动分类是静态的，而且该信息组对角 相邻的信息组中至少一对信息组的运动分类为非静态的，则该指定信息组的运动分类也必须变为非静态的。

信息组运动控制电路235参照空间上一致性控制电路227和229的输出值，决定通过哪个预处理电路（图1A中的143、145、147）处理有关的信息组。在上述的电影模式中，信息组运动控制电路235仅在上述高分辨率预处理电路143和中分辨率预处理电路145之间进行选择。信息组运动控制电路235最好按下表工作。括号中间的数字表示图象信息的更新时间间隔。如上所述，对于高分辨率预处理电路143，强调高速空间分辨率，因此在这个预处理电路中图象信息更新的时间间隔为相对较长的80ms。与此相反，对于低分辨率预处理电路147，要求每秒钟有大量的运动相位，则更新时间间隔相对较短，如20ms。在这两种极端情况之间，有一个与中分辨率预处理电路有关的更新时间间隔，例如是40ms。因为由发送部分提供的电视信号是与MAC电视信号兼容的，则所提供的场的场频率为50赫芝（Hertz），但这并不意味着每20ms有一个新的图象信息。例如，对40ms的更新时间间隔，有可能传送后提供的第一个兼容场中要传送的每个高清晰度场的第一半，并可传送提供的第二个兼容场中的第二半。

每个信息组的运动    运动大于0.5象素/图象周期

判定    是    否

运动大于    是    电路147（20ms）    电路147（20ms）

2象素/图象周期    否    电路145（40ms）    电路143（80ms）

象素组运动控制电路235的输出端236连接到一个场速率控制装置238的输入端237。象素组运动控制电路235的判定通过场速率控制装置238转换后，进入由预处理电路143、145和147构成的时间-序列的象素组通路。从下文的描述可以看出，对于来自四个连续场的四个时间连续的象素组，可能仅有下面的五条通路：

通路1：所有四个象素组通过高分辨率预处理电路143;

通路2：所有四个象素组通过中分辨率预处理电路145;

通路3;头两个象素组通过中分辨率预处理电路145;后两个象素组通过低分辨率预处理电路147;

通路4：头两个象素组通过低分辨率预处理电路147，后两个象素组通过中分辨率预处理电路145;

通路5：所有四个象素组都通过低分辨率预处理电路147;

这些通路也可以用图象信息的更新时间间隔来表征，由20、40、80ms的更新时间间隔为特征的通路如下：

场    1    2    3    4

通路1    80    80    80    80

通路2    40    40    40    40

通路3    40    40    20    20

通路4    20    20    40    40

通路5    20    20    20    20

显然，在四个被发送的兼容场上选择高清晰度图象的图象信息分布，以获得具有最大可能空间分辨率的显示，将意味着这个选择必须保持四个连续场的周期之内，因此仅有一个通路可能具有80ms更新 时间间隔的象素组。同样在两个被发送的兼容场上选择高清晰度场的图象信息分布，这种选择必须保持在两个连续场周期之内，这样具有40ms更新时间间隔的象素组每次都成对出现，参看通路2、3、4。从前面所述中可以看出，具有更新时间间隔相继为20、40、40和20的第六通路从原理上来说是可能的，但是这种混合通路一般被忽略，因为在一个图象中的指定位置上，在一系列时间连续的象素组序列中，在短时间内有少量高空间分辨率的象素组没有什么意义，因此，最好的办法是在每秒钟内发送大量的运动相位。

80ms时间间隔的象素组运动控制电路235的判定，以及在80ms时间间隔内前两个场和后两个场的判定，按照本发明，最好包含在通过场速率控制装置238的通路的判定中，更确切地说是按照下表进行判定，在表中“-”表示不重要的值，“/20”表示更新的时间间隔等于40ms或80ms而不等于20ms。

这个表以如前所述的一个认识为基础，即在一个图象中的指定位置上，在一系列时间连续的象素组序列中，在短时间内有少量高空间分辨率的象素组没有什么意义，因此最好在每秒钟内发送大量的运动相位。

象素组运动时控制电路的判定    新的判定    通路

场    -1    0    1    2    3    4    5    6

/20    /20    80    80    80    80    /20    /20    80-80-80-80    1

-    -    80    80    80    80    -    20    40-40-40-40    2

-    -    80    80    80    80    20    -    40-40-40-40    2

-    20    80    80    80    80    -    -    40-40-40-40    2

20    -    80    80    80    80    -    -    40-40-40-40    2

-    -    /20    /20    /20    40    -    -    40-40-40-40    2

-    -    /20    /20    40    /20    -    -    40-40-40-40    2

-    -    /20    40    /20    /20    -    -    40-40-40-40    2

-    -    40    /20    /20    /20    -    -    40-40-20-20    2

-    -    /20    /20    -    20    -    -    40-40-20-20    3

-    -    /20    /20    20    -    -    -    40-40-20-20    3

-    -    -    20    /20    /20    -    -    20-20-40-40    4

-    -    20    -    /20    /20    -    -    20-20-40-40    4

-    -    -    20    -    20    -    -    20-20-20-20    5

-    -    -    20    20    -    -    -    20-20-20-20    5

-    -    20    -    -    20    -    -    20-20-20-20    5

-    -    20    -    20    -    -    -    20-20-20-20    5

场速率控制装置238的输出端239连接到通路一致性控制装置241的输入端240，由场速率控制装置238选出的通路，经过通路一致性控制装置241检查，必要时，在空间和时间一致性的基础上加以修改，以纠正不合逻辑的判定。下面对通路一致性装置241的工作方式的说明基于如下顺序：首先是空间上的，然后是时间上的。另一方面，次序颠倒或混合算法可能交替进行。

以一个象素组与周围象素组的通路比较，并在某些情况下进行下面提及的修改。这些修改总是以产生的人为干扰数值最小为准。这意味着更注重运动而不太注重空间分辨率。下列的修改条例1～4是按照下面的顺序依次完成的。

1.如果一个给定象素组周围的全部8个象素组具有相同的通路，则这个给定的象素组的通路必定表现为与它们相同;

2.一个独立的80-象素组的修改：如果一个给定的象素组通路是1（在4个连续场中更新的时间间隔为80ms），其中4个水平相邻的和垂直相邻的象素组通路全不等于1，那么该给定象素组的通路必变为等于2（在四个连续场中更新的时间间隔为40ms）;

3.一个独立的20-象素组的修改：

3、1.如果给定象素组的通路是4（在两个连续场中更新的时间间隔为20ms，在后来两个连续场中更新的时间间隔为40ms），而且如果其周围象素组不具有该通路4或通路5（在四个连续场中更新的时间间隔为20ms），则该给定的象素组的通路必变为2;

3、2.如果一个给定象素组的通路是3（在两个连续场中更新的时间间隔为40ms，在后续的两个连续场中更新的时间间隔为20ms），而且如果其周围象素组的通路不具有该通路3或通路5， 则该给定象素组的通路必变为2;

3、3.如果一个给定象素组的通路是5，且其周围象素组不具有该通路3或通路4或通路5，则该给定象素组的通路必为2;

3、4.如果一个给定象素组的通路是5，且其周围象素组的通路不具有该通路4或通路5，再假设这些周围象素组至少一个具有通路3，则该给定象素组的通路必为3;

3、5.如果一个给定象素组的通路为5，并且其周围象素组不具有该通路3或通路5，再假设至少在这些周围的象素组中有一个具有通路4，则该给定象素组的通路必为4;

4.一个独立的40-象素组的修改：

4、1.如果一个给定象素组通路为2，且其周围象素组不具有该通路2或通路3，再假设在这些周围的象素组中至少一个具有通路4，则该给定象素组的通路必为4;

4、2.如果一个给定象素组的通路为2，且其周围象素组不具有该通路2或通路4，再假设在这些周围的象素组中至少一个具有通路3，则该给定象素组的通路必为3;

4、3.如果一个给定象素组的通路为2，且其周围象素组不具有该通路2或通路3或通路4，再假设在这些周围象素组中至少三个具有通路5，则该指定象素组通路必为5;

4、4.如果一个给定象素组的通路为2，且其周围象素组不具有该通路2或通路3或通路4，再假设在这些周围象素组中至多有两个具有通路5，则该给定象素组的通路必为1;

4、5.如果一给定象素组的通路为3，且其周围象素组不具有该通路2或通路3，则该指定象素组的通路必为5;

4、6.如果一个给定象素组的通路为4，且其周围象素组不具有该通路2或通路4，则该指定通路必为5;

其次，时间一致性算法随之而来，其中，考虑一个象素组的三个80ms的连续周期;

1.如果前面的和后面的80ms周期的通路为5，则现行周期的通路也必为5;

2.时间上独立的通路1的修改：

如果现行周期的通路为1，且前面的和后面的80ms周期不等于1，则现行周期的通路必为2;

3.时间上独立的通路2的修改：

如果现行周期的通路等于2，且其80ms的前面周期的通路等于3或5，而80ms的后续周期的通路等于4或5，则现行周期的通路必为5;

4.时间上独立的通路3的修改：

如果现行周期的通路等于3，且80ms的前面周期的通路等于3或4或5，则现行周期的通路必为5;

5.时间上独立的通路4的修改：

如果现行周期的通路是4，且80ms的后续周期的通路等于3、4或5，则现行周期的通路必为5。

如前所述的通路一致性控制装置241的输出端243，通过一个通路解码电路245连接至运动处理电路129的输出131。通路一致性控制装置241的输出端243还连接至DATV编码电路249的第一输入端247。DATV编码电路249有一个用以将色彩信号输入的第二输入端251，还有一个连接至运动处理电路 129的数据输出117的输出端253。

在图3A、3B1、3B2和3C中，图1A的预处理电路或支路被详细地显示出来。在图3A所示的高分辨率预处理电路143中，开关312连接至在存储器125的输出端149上，开关在第一个位置时，使149与图象存储器303输入端301相连，开关在中间位置时无连接作用，开关在第三个位置时，使149与图象存储器307的输入端305相连接。开关313把二维滤波器317的输入端315接到图象存储器303的输出端309或接到图象存储器307的输出端311。二维滤波器317的输出端319接到采样和线性交叉电路323的输入端321，323的输出端325则接到图1A的转换开关135的输入端137。如果图象存储器303和307的读和写信号输入端（未在图中示出）存在适当的读和写信号，则开关312和313可以省略，且同样的工作也可实现。

如已指出的，高分辨率预处理电路143适合于提供高清晰度视频信号，也就是说，这种视频信号适宜于以最大可能的空间分辨率来进行显示。为此，前两个场一起构成一幅完整高清晰度图象，或者八个连续场通过开关312写入图象存储器303中。结果在未处理的下两场期间，开关312处于不连接的中间位置。第五和第六场被写入到图象存储器307中，然后，在下两个场期间，开关312重新处于不连接的中间位置。开关313每次都把两个图象存储器303和307之中的一个连接到二维空间滤波器317，317的频率响应用图解法以实线示于图5A。如同图5B1、5B2和5C，图5A所示的纵向绘制的垂直频率Fv，单位为Cph（每个图象高度的周数），横向绘制的水平频率Fh以CPW（每个图象宽度的周数）。 这两个场按照从一个要发送的场移向另一个要发送的场的采样方式，用采样和交叉电路323进行采样，结果，所获得的两个扫描行的样本中的各个都是交叉的，以便获得要送到图1A的通道170中的场，这些场出现于转换开关135的输入端137。

参照图4A解释采样和线性交叉电路323的工作。该图由L、M和R三列组成。左边L列表征来自一个摄象机（下面称为摄象场）的连续的高清晰度场的部分（一个接一个显示）有多少个已被采样。样本用三位数的数字表征，左边的数指出样本来自哪一个摄象场，中间数字指出样本来自哪一行，左边数字指出样本来自该行的哪个位置。可以假定一个高清晰度摄象场含有的行数和在一行上的象素数是一个要被发送的场的相应值的两倍，还可假定摄象场的场数与要被发送的场的场数是相等的，而且一个图象是由摄象场与被发送场形成的交叉场所成的。对每一个场，水平短线和垂直短线之相交处表征在第一扫描行上的第一个象素的位置。在上述情况下，仅仅只有两个相继图象中的第一个被采样。然而，也可对两个图象交替进行采样，为此，在图4A中左边L列，必须用313、331、353、371、424、442、464和482分别代替113、131、153、171、224、242、264和282。在确实是静止的图象的情况下，两种可能的采样其结果是一样的，而在有小运动的情况下，第二种可能的采样结果比第一种有稍微更平滑但带有更多斑点的混合显示。中间M列表征这些连续被采样的摄象场的样本是如何交叉（混合）的。在普通清晰度接收机中，被发送的场一旦接收就可显示。然而在高清晰度接收机中，将四个接收到的场（如右列R所示）组合以获得高分辨率信号。这种组合可能受两种方式影响，即在每个场周期内将最后 接收的四个场组合一次，并显示收到的结果;或者在每四个场周期内将最后接收到的四个场组合一次并在该时间内显示得到的结果。在完全静止的图象的情况下，这两种方法的结果没有什么区别，但在有小运动的情况下，第一种方法将导致有轻微运动斑点混合的结果，第二种方法虽不导致运动斑点，但导致运动的轻微不稳定显示。不考虑这些组合的方法，正在丢失的样本可利用插值法获得。这可能受下面方式的影响，如在右边R列补充一个场，该R列是将信号丢失处的零值样本组合起来得到的，同时将该补充场加到一个与图1A发射部分的二维低通滤波器317一样的二维低通滤波器上。

图3B1示出了图1A中的中分辨率预处理电路145，其中开关342与图1A中存储器125的输出端149相连，开关342在第一位置时，并使得149与图象存储器333的输入端331相连，开关342在第二位置时，使得149与图像存储器337的输入端335相连。开关343将二维滤波器347的输入端345连在图象存储器333的输出339或图象存储器337的输出341上。二维滤波器347的输出端349连到采样电路353的输入端351，353的输出端355连到图1A中切换开关135的输入端139。

已经指出过，中分辨率预处理电路145适于提供中分辨率视频信号，即这种视频信号适于以其时间分辨率两倍于先前情况显示，并以其垂直分辨率较先前情况少两倍显示。为此，连续的摄象场共同构成的高清晰度图象对通过开关342每次交替写入图象存储器333或图象存储器337中。当一个图象存储器333或337正在写入时，另一个图象存储器337或333就正在读取。被二维滤波器 347滤波的信号（该信号按图5B限定频带）接着由采样电路353采样，其采样方式是从一个待发送的场转移到另一个待发送的场，最后该信号出现在图1A的转换开关135的输入端139。

参照图4B1解释采样电路353的动作。这个图由两列L、R构成。左边L列说明连续的高清晰度摄象场是如何被采样的。对于第一个待发送摄象场来说，来自1+4n（其中n为整数）扫描行的样本从第一个摄象场开始使用。对于第二个待发送的场来说，来自3+4n行的样本从第一摄象场使用。没有标上三位数数字的样本是不要发送的。待发送的场是这样获得的，即通过所谓来自奇数摄象场的人工交叉法。用这种方法，每一对摄象场的第二个场不采样。一部普通清晰度的接收机将如左边L列那样显示所接收的场（如图中右边R列所示），其中，要反复选择最后两个接收到的场的组合是在每场周期中进行一次，还是在每图象周期中进行一次。后一种情况得到的结果在两个场周期内显示。利用插值法可获得已丢失信号的样本。

比较图4A中右边R列和图4B1中右边R列，可以发现在每一扫描行上的象素数目相等，图4A中右边R列的扫描行数是图4B1右边R列扫描线行的两倍。这样，在两种情况下的水平分辨率是相同的，但图4B1中的垂直分辨率是图4A中的一半。反之，在图4B1中每40ms得到的一个新信息，而在图4A中需80ms，所以图4B1的时间分辨率是图4A的两倍。

图4B2显示了另一种可采用的方案，其中，在时间分辨率保持相同的情况下，相对于图4B1来说，有水平分辨率的损失，但垂直分辨率有增益。图4B2由三列L、M和R构成。左由L列说明了高清晰度摄象场是如何采样的，中间M列说明每次从两个被采样摄象场获 得的样本是如何通过场交叉（场混合）工作组合起来以形成待发射的场。这样的场交叉操作在欧洲专利申请EP-AO，252，563（PHN 11，819）中作了描述，本文不多加以说明。普通清晰度接收机一旦接收到被发送的信号就显示出来，高清晰度接收机每次将所接收到的两场组合起来，如图4B2中右边R列所示，同时正被丢失的样本可利用插值法获得。

当比较图4B1和4B2的右边R列时，可发现图4B1中每一扫描行的已发送的样本数是图4B2中的两倍，这样图4B1中水平分辨率是图4B2中的两倍;另一方面，在图4B2中的被发送的扫描行数是图4B1中的两倍，这样图4B2中的垂直分辨率是图4B1中的两倍。

在另一个中变化率预处理电路145′（示于图3B2）中，用测量电路357在一个图象的给定部分测量高水平频率是否比高垂直频率产生的更多，图象的给定部分最好是一个象素组。如果这样，含二维滤波器347和采样电路353的第一分支路启动，其工作如图4B1所示，否则，含二维滤波器347′和采样与场交叉电路353′的第二分支路启动，其工作如图4B2所示。在图3B2中，开关343的公共端连到测量电路357的输入端356，该测量电路控制着开关358。二维滤波器347的输入端345和二维滤波器347′的输入端345′都直接连到开关343的公共端。二维滤波器347′的输出端349′连到采样与场交叉电路353′的输入端351′。采样电路353的输出端355接到开关358的第一开关接点，采样与场交叉电路353′的输出端355′接到开关358的第二开关接点，而被测量电路357控制的开关358的 公共端接到图1A的转换开关135的输入端139。这样，开关358参照由测量电路357测量的空间频率，选择第一分支路（它包括前述的二维滤波器347和采样电路343）的输出信号，还是第二分支路（它包含二维滤波器347′和采样与场交叉电路353′）的输出信号被送到图1A的转换开关135的输入端139。在发送部分中，与被选择分支路有关的信息，通过DATV辅助信号被发送，以使接收部分能按正确的方法对被接收到的电视信号进行解码。

如图5B2所示，二维滤波器347′对垂直频率来说有一个截止频率，该截止频率是二维滤波器347相应量的两倍;而对水平频率来说，也有一个截止频率，该截止频率是二维滤波器347相应量的二分之一。

图3C表示了图1A的低分辨率预处理电路147，其中，图象存储器361的输入端359接在图1A的存储器125的输出端149，所说的存储器361的输出端363接到二维滤波器367的输入端365。二维滤波器367的输出端369接到采样与线性交叉电路373的输入端371、373的输出端375接至图1A的转换开关135的输入端141。

正如前面已说明的，低分辨率预处理电路147（如图3C中所示）适合于向切换开关135的输入端141提供一个低分辨率视频信号，也就是说，提供一个与普通清晰度信号有同样空间和时间分辨率的视频信号。图象存储器361用以获得一个时间延迟，该时间延迟与图3A和3B1中图象存储器303、307、333和337的时间延迟相同。图5C中的实线代表了二维滤波器367的频率响应。采样与线性交叉电路373的适当工作方式如图4C中所示，该 图由L、M和R三列构成。左边L列说明两个连续摄象场是如何采样的，中间N列说明这样得到的样本是如何交叉以便发送的。一个普通清晰度接收机将显示所接收到的场（如中间M列的场所示），而高清晰度接收机将对样本进行再一次逆交叉（如右边R列所示），接着插入丢失的样本。在这种情况下每一被接收场将在高清晰度接收机中分离显示，以获得最大的时间分辨率，这样，通过接收场组合而获得的更高空间分辨率被有意忽略，值得注意的是：对于那些相互之间有显著运动的场进行组合将导致运动斑点干扰。

图5C显示了二维空间低通滤波器两种不同的频率响应，分别用虚线和点线表示，如果有许多高水平或垂直频率在一个高清晰度信号的图象（或其中一部分）中，该滤波器就被启动。与图3B2中所显示的方式相对应，通过测量电路控制的转换开关，图3C中并联的分支路可能也被启动。一般地说，如果不提供一个不同的采样与交叉电路，那么有一个不同的滤波器是不够的。图5C中显示的三种不同情况，可用于同种采样与交叉电路的组合。在图3A中的电路，从原理上讲，通过被测量电路控制的转换开关，带有不同滤波器和采样与线性交叉电路的并联支路也可被启动。在一个实际的预处理电路中，滤波、采样和交叉工作可以合并为一个工作。一个已被采样的信号的再采样可按一个简单方法实现，假如原始采样频率是新采样频率的倍数的话;这种情况下通过在样本上乘以一个零系数使之被忽略。这样，滤波和采样工作能合并为一种简单的方式。并联支路（如前面描述过的）可以合并为一个支路，根据空间频率以不同的（滤波器）系数组合出现在该合并的新支路上。

图6是图1B所示接收部分的中间处理电路25的框图。它的输 入端23接到逆交叉或反转混合电路503的视频信号输入端501，503的控制输入端505连在中间处理电路25的控制输入端27，逆交叉电路503的输出端507接到开关装置511的第一输入端509及第一场存储器515的输入端513。该第一场存储器515的输出端517接到开关装置511的第二输入端519及第二场存储器523的输入端521，第二场存储器523的输出端525连到开关装置511的第三输入端527及第三场存储器531的输入端529，第三场存储器523的输出端533接到开关装置511的第四输入端535，开关装置511的控制输入端537接在中间处理电路25的控制输入端27。开关装置511在四个端点539、541、543和545（它们一起构成图1B的四倍输出端49）提供给图1B中后处理电路43、45、47的是来自四个连续被接收的兼容场的样本。

图7是适用于图1B中接收部分的高分辨率后处理电路43的框图。端点539、541、543和545接到四个采样方式转换电路701，703，705和707中每一个的四个输入端，每一个采样方式转换电路701、703、705和707分别有一个输出端709、711、713和715，该输出端分别接到四个滤波装置725、727、729和731各自的输入端717、719、721和723。每一个滤波装置725、727、729和731分别有一个第一输入端733、735、737和739，用以提供非发送样本的局部插值。还有第二输出端741、743、745、747，用以提供已被发送或由采样方式转换电路计算的样本的副本。

采样方式转换电路701、703、705和707及滤波装置 725、727、729、731的工作如下：在前述系统的发射部分，根据在视频信号中的运动和/或空间频率的决定的采样方式数目，对高清晰度场采样。所得到的样本按照需要被交叉以获得兼容的电视信号。假如在基本无运动的情况下，选择发射通过高分辨率预处理电路143在发射部分已处理的信号（该信号适于高空间分辨率的显示），那么这意味着在已描述的系统中来自高清晰度图象的象素组要分布在四个被发送兼容场上，如图4A所示。与这个象素组周围相关的象素组的采样方式可以与该象素组一致，也可以不一致。按不同采样方式采样的并列象素组有一个缺陷，即这些象素组不容易被插值滤波器处理。假如对于每一个象素组（而不是每一图象）来说，在视频信号中产生的运动数量和空间频率不考虑，则上述缺陷就不存在了。这个缺陷也可按如下方式解决，在滤波装置725、727、729和731开始滤波工作之前，用采样方式转换电路701、703、705和707对正在输入的场加以处理，该转换电路可以将按不同采样方式采样的象素组的采样方式转换成有关象素组的采样方式，这种采样方式转换可被认为是一种插值法，从原理上说，不可能将采样方式转换电路与滤波装置合为一体以形成一个复杂的插值器。然而根据目前的技术状况，将采样方式转换与滤波分开进行会更简单一些。对于采样方式转换来说，需要四个连续场的最大值，特别是当一个场按图4A所示方法被采样时，以便获得一个欲进行转换的象素组的“完全”采样方式。所谓“完全”采样方式可理解为每一个被接收场的4个分别的采样方式的集合（如图4A右边R列所示）。“完全”采样方式可以认为是这样获得的，即将采样方式转换电路701、703、705和707的输出端的四个连续场的每一采样方式重合。从一个即将被转换的象素组的 完全采样方式开始，具有相关信号通路的采样方式的象素组就在采样方式转换电路中产生了。在图7的情况下，按照中分辨率或低分辨率采样方式采样的场的采样方式被转换为高分辨率的采样方式。

在已描述的电路中，选择了通过四个分别的滤波装置来执行几个部分中的插值，如前所述，高分辨率象素组分布在四个场上。这些场中的每一个场由滤波装置中的一个分别处理，在此之后，每部分的插值结果加在一起就得到了完全插值结果。选择这种方法是基于它的简单，其它更完整的插值技术当然也是可行的。每一个采样方式转换电路701、703、705和707将位于一场之内的完全采样方式的一部分送到分别与其相连的滤波装置725、727、729和731。为了将每一部分的插值结果加起来，滤波装置725的输出端733及滤波装置727的输出端735分别接到第一加法电路753的第一输入端749和第二输入端751;滤波装置729的输出端737及滤波装置731的输出端739分别连到第二加法电路759的第一输入端755和第二输入端759。第一加法电路753的输出761与第二加法电路759的输出763分别接到第三加法电路769的第一输入端765与第二输入端767。从原理上说，按另一种方式将四个部分插值结果用不同的方法加起来当然也可行，然而上述方法即每一次只加两个部分结果从当前技术状况看是最简单的，但也可采用其它方法。

在另一类的方法中，滤波装置725的输出端741及滤波装置729的输出端753分别连到第一开关装置775的第一输入端771及第二输入端773，滤波装置727的输出端743及滤波装置731的输出端747分别接到第二开关装置781的第一、第 二输入端777，779。第一开关装置775的输出端783及第二开关装置781的输出端785分别接到第三开关装置791的第一、第二输入端787、789。从原理上说，可以按另一种方式组合来自四个场的被复制的样本，然而上述方法（每次组合两个部分结果）按目前技术状况来说是最简单的，但其它的解决方法也可行。第三加法电路769的输出端793接到第四开关装置797的输入端795，797的第二输入端799在第三开关装置791的输出端801，第四开关装置797有第一输出端803和第二输出端805，用于向图1B中转换开关35的输入端37′和37″（它们组合成一个双输入端37）分别提供奇数和偶数信号样本。奇数和偶数信号样本要通过分离的输出端提供，这是因为在当用一个单信号输出端提供的一个完全输出信号的情况下每一个输出端的输出信号的每秒的位数仅为一半，在技术现状下，所选择的方案是最简单的，在高清晰度电视中产生每秒多位数的情况下也是如此。然而，随着技术的进步，使用一个输出端的方案可能变得更受青睐。

图7表示高变化率后处理电路43的控制输入端42接到第四开关装置797的控制输入端807。当然，控制输入42也接到了其它开关装置775，781和791的控制输入端（未表示）及采样方式转换电路701、703、705和707的控制输入端（未表示）。

图8是图1B中接收部分的中分辨率后处理电路45的框图。端点539、541、543、545接到第一采样方式转换电路821的四个输入端及第二采样方式转换电路823的四个输入端，第一采样方式转换电路821的输出端825接到滤波装置829的输入端 827，用于计算奇数样本的一个部分插值结果，输出端825还接到滤波装置833的输入端831用于计算偶数样本的一个部分插值结果。第二采样方式转换电路823的输出端835接到滤波装置839的输入端837用于计算奇数样本的一个部分插值结果，输出端835还接到滤波装置843的输入端841用于计算偶数样本的一个部分插值结果，滤波装置829和839的输出端845和847分别接到第一加法器853的输入端849和851，第一加法器853将奇数样本的插值结果提供到输出端855，该输出端接到图1B中转换开关35的输入端39′。滤波装置833和843的输出端857和859分别接到第二加法器865的输入端861和863，第二加法器865将偶数样本的插值结果提供到输出端867，该输出端接到图1B中转换开关35的输入端39″，39′和39″一起构成图1B的转换开关35的双输入端39。

中分辨率后处理电路45的控制输入端44接到采样方式转换电路821的输入端822及采样方式转换电路823的输入端824。

图9是图1B中接收部分的低分辨率后处理电路47、端点539、541、543和545接到采样方式转换电路901的四个输入端。采样方式转换电路901的输出端903接到滤波装置907的输入端905用于计算奇数样本的插值结果，并将结果送到输入端909，该输入端909接到图1B的转换开关输入端41′，采样方式转换电路901的输出端903还接到滤波装置913的输入端911用于计算偶数样本的插值结果，并将结果送到输出端915，该输出端接到图1B的转换开关35的输入端41″，输入端47′和47″一起构成图1B中转换开关35的双输入端41。

低分辨率后处理电路的控制输入端46接到采样方式转换电路901的输入端902。

图10是图7（701、703、705和707）、图8（821、823）或图9（901）的后处理电路中的采样方式转换电路的框图。端点539、541、543、545分别接到滤波装置1009、1011、1013、1015的输入端1001、1003、1005、1007。滤波装置1009和1011的输出端1017和1019分别接到第一加法器1025的输入端1021和1023，1025的输出端1027接到第二加法器1031的第一输入端1029。滤波装置1013和1015的输出端1033和1035分别接到第三加法器1041的输入端1037和1039，1041的输出端1043接到第二加法器1031的第二输入端1045，第二加法器1031的输出端1047提供转换结果。采样方式转换电路的控制输入1049接到滤波装置1015的控制输入端1051，滤波装置1013的控制输入端1053，滤波装置1011的控制输入端1055及滤波装置1009的控制输入端1057。

一般地说，不是所有滤波装置（从1009到1015）都同时启动，究竟哪一个滤波装置启动，取决于由端点539～545输入的采样方式。假如这个输入的采样方式是高分辨率采样方式，则四个滤波装置1009到1015可能全部启动。如果输入的采样方式是中分辨率采样方式，则在每两个图象的第一个图象周期内前两个滤波装置1009和1011启动，在每两个图象的第二个图象周期内后两个滤波装置1013和1015启动。如果输入的采样方式是低分 辨率采样方式，则在每场周期内四个滤波装置1009到1015中只有一个被启动，在四个连续场的第一个场周期内，滤波装置1009启动，第二个场周期内，滤波装置1011启动;第三个场周期内滤波装置1013启动，第四个场周期内滤波装置1015启动。

图11是与图7中高分辨率后处理电路43或图8中中分辨率后处理电路45一起使用的移动补偿插值电路的框图。参照图1B，该运动补偿插值电路可装在高分辨率后处理电路43或中分辨率后处理电路45的输出端与切换开关35的输入端37或39之间。奇数或偶数样本分别送到输入端点1101和1103，该输入端点分别连在高分辨率后处理电路43（图7）的输出端803和805，或者中分辨率后处理电路45（图8）的输出端855和867。输入端点1101和1103分别接在可转换的延迟装置1109的输入端1105和1107，并通过存储器1111和1113分别接在开关延迟装置1119的输入端1115和1117，若运动补偿插值电路与高分辨率后处理电路43串行排列，则存储器1111和1113提供两个图象周期的延迟;若移动补偿插值电路与中分辨率后处理电路45串行排列，则存储器提供一个图象周期的延迟。开关延迟装置1109的用于奇数样本输出1121接到加法器1125的第一输入端1123，1125的第二输入端1127接在可转换的延迟装置1119的用于奇数样本的输出端1129，加法器1125的输出端1131接到二分之一衰减电路1135的输入端1133，1135的输入端1137接到运动补偿插值电路的用于奇数样本的输出端1139，可转换的延迟装置1109的用于偶数样本的输出端1141接到加法器1145的第一输入端1143，1145的第 二输入端1147可转换的接在延迟装置1119的用于偶数样本的输出端1149。加法器1145的输出端1151接到二分之一衰减电路1155的输入端1153，1155的输出端1157接到运动补偿插值电路的用于偶数样本的输出端点1159。运动补偿插值电路（它接在图1B中DATV解码电路29的输出端31上，且由DATV解码电路29解码的运动矢量送到该电路上）的控制输入端1161接到可转换的延迟装置1109的控制输入端1163及可转换的延迟装置1119的控制输入端1165。

运动补偿插值电路（图11所示）工作方式如下：现行图象的一个象素组加在可转换的延迟装置1109的输入端1105和1107，可转换的延迟装置1109沿着由发射部分与DATV信号一起发送的运动矢量的方向将上述象素组移动运动矢量的1/4，1/2、3/4。为此目的，用图1B中DATV译码电路29的输出端31的输出信号控制可转换的延迟装置1109和1119。前一个被发送图象的一个象素组加在可转换延迟装置119的输入端1115和1117。这个可转换的延迟装置1119沿着运动矢量的方向将该象素组向前移动运动矢量的3/4、1/2、1/4。若在有显著的、均匀运动的情况下必须显示一个具有高空间分辨率的视频信号，则象素组每次移动运动矢量的1/4，若在显著的和均匀运动的情况下，必须显示一个具有中等空间分辨率的视频信号，或者在小的，均匀运动的情况下，必须显示一个具有高空间分辨率的视频信号，则象素组每次移动运动矢量的1/2，将从现有图象的已移动象素组和从前一个被发送图象的已移动象素组通过加法器1125和1145及二分之一衰减电路1135、1155来平均。

图12A、12B和12C图11中运动补偿插值电路的可转换的延迟装置框图。图12A是奇数样本1201的延迟装置框图，它有十六个端点A1～A4，B1～B4，C1-C4，D1～D4，用于连接开关装置1203（如图12C所示）。图12B是偶数样本1201′的延迟装置框图，它有十六个端点A1′～A4′，B1′～B4′，C1′～C4′，D1′～D4′，用于连接开关装置1203。参照一个控制输入端1299的已被提供的运动矢量，开关装置1203将一个与该运动矢量进行了相应延迟的视频信号。

在图12A中，用于奇数样本1201的延迟装置的输入端1207接到扫描线存储器1211的输入端1209，端点A4及象素存储器1215的输入端1213，象素存储器1215的输出1217接到端点A3及象素存储器1221的输入端1219。象素存储器1221的输出端1223的到端点A2且通过象素存储器1225接到端点A1。扫描行存储器1211的输出端1227接到扫描行存储器1231的输入端1229，端点B3及象素存储器1235的输入端1233。象素存储器1235的输出端1237接到B3及象素存储器1241的输入端1239，象素存储器1241的输出端1243接到端点B2且通过象素存储器1245接到端点B1，扫描行存储器1231的输出端1247接到扫描行存储器1251的输入端1249，端点C4及象素存储器1255的输入端1253，象素存储器1255的输出端1257接到端点C3及象素存储器1261的输入端1259，象素存储器1261的输出端1263接到端点C2且通过象素存储器1265接到端点C1，扫描行存储器1251的输出端1267接到端点D4及象素 存储器1275的输入端1273，象素存储器1275的输出端1277接到端点D3及象素存储器1281的输入端1279，象素存储器1281的输出端1283接到端点D2且通过象素存储器1285接到端点D1。

用于偶数样本1201（图12B中）的延迟装置可通过在上文所述的图12A中奇数样本1201的延迟装置的所有标号上加“，”来描述。

开关装置1203（如图12C中所示）包括一个第一开关1287，它有十六个端点A1～D4，一个第二开关1287′，它也有十六个端点A1′～D4′，一个第三开关1289，其第一输入端1291接在第一开关1287的输入端1293，其第二输入端1291′接在第二开关1287′的输入端1293′，第三开关1289有一个第一输出端1295，它接到可转换的延迟装置的用于奇数样本1297的输出端，还有一个第二输出端1295′，它接到可转换的延迟装置的用于奇数样本1297′的输出端。开关装置1203的控制输入1299接到第二开关1287′的控制输入端1301，第一开关1287的控制输入1303及第三开关1289的控制输入1305。

在该可转换的延迟装置的帮助下，八个象素可在一场的基础上在四行获得，如此可取得一个基本图象的最大范围+3～-3。

图13是接收装置的另一个实施例的方框图，该实施例可用于接收625行，每秒50场，2∶1交叉的视频信号，该信号已按前述方法在发射部分处理。这个图没有对一般的关于接收信号的“前端”处理（如接收信号的频率选择、频率变化及反调制）加以说明，这是因 为这样的一些处理过程可以认为已为人们熟知，对于理解本发明来说不必多加说明。另外，MAC信号的各种组成分量的分离也反复表示，这也是不必多加说明的，最后收到的视频（亮度）信号通过端点1339送到反转混合器1340中，在反转混合器1340中，被发射的样本又回归到它们正确的位置，即在发射装置中混合前一个象素组一个象素组排列的装置。反合混合的性质由数字辅助信号（DATV）控制，该信号在接收机的前一部分接到MAC信号并进行反调制之后就出现在端点1341，DATV信号又被加到通道解码器1342，在其中DATV信号被解码并提供合适的控制信号给反转混合器1340及即将描述的其它元件。反混合产生一个1250扫描行，每秒50场，2∶1交叉的粗结构信号，该信号送到部件1343元件内，以提供自适应转换插值滤波，空间频率滤波特征在一个接一个的象素组基础上受到来自于解码器1343的控制信号的控制，在1342中，空间频率滤波器的特征近似于在发射部分用于支路和分支路的空间频率滤波器的特征，所用的滤波器是在所有各象素之间校准过，所有滤波器系数全为正。1343单元中产生一个粗略插值图象，在图象中，尽管被采样的象素没有改变，但对于被采样象素没有接收到的那些象素点产生了一些附加象素。

转换滤波器单元1343的最后结果输入到一个次采样器1344中，在次采样器中，过去被插值的信号被再一次进行次采样，其方式与在发射装置对同一象素组的采样方式相同，这种次采样结构被扩展到相邻的象素组以出现在随后的对每一象素组有同样次采样结构的非自适应转换插值部分1345中。某个特别的象素组可以按发射端中该象素组及其相邻象素组一致的几种结构进行重复次采样，自适应 的转换插值滤波器单元1343和次采样器1344一起形成又一个采样方式转换电路，它适用于图7（701、703、705、707）、图8（821、823）或图9（901）中后处理电路。在滤波单元1345中的空间频率滤波器的特征实际上与在发射装置中用于支路的分支路滤波器的空间频率特征一样，这个特征在来自于解码器1342的信号控制下被转换，来自于滤波单元1345的完全被插值的1250扫描行信号送到输出端点1346以产生高清晰度显示。

图13中自适应转换插值滤波单元1343可含有若干个转换滤波器，其数目取决于在发射装置中的支路或分支路的数目。如对于一个含7条分支路的发射装置（如在共同申请待审查专利PHB33422中描述的那样，该文件在此可作参考），就需要有7个动态可调增益为正系数的开关滤波器。这样的一个开关滤波器（如图14所示）含有七个依次连接的行周期存储器（由标号1447～1453标出），这样安排的结构用以接收和发送（在优先输入优先输出的基础上）来自反混合器1340（图13）的电视信号，三个加法器1454、1455、1456的每一个与一对行存储器的输出端相连（如图所示），最后被加信号的结果分别加在部分滤波器1457、1458、1459，而另一个部分滤波器1460直接接在行存储器1450的输出上，端点1461接收来自解码器1342（图13）的直接的或经过进一步处理的控制信号，并将该信号作为系数控制送到部分滤波器1457、1458、1459、1460。部分滤波器1459、1460的输出在加法电路1462相加，1460的输出与部分滤波器1458的输出在下一个加法电路1463中相加，1463的 输出与部分滤波器1457的输出在加法器1464中相加，1464的输出作为该滤波器的输出加在端点1465。

图15显示了图14中的部分滤波器1457、1458、1459、1460的结构，在图15中，标号1566代表滤波器的信号输入，标号1567代表系数控制输入。信号输入1566接到依次连接的延迟器（由标号1568～1573标出）上，每一个延迟器的延迟周期对应与两个象素之间的间隙。输入1566与延迟器1568、1569、1571～1573的输出一对对地接到三个加法器1547、1575、1576上（如图所示），加法器的输出分别接到乘法器1577、1578、1579的第一输入端，而另一个乘法器1580的第一输入接在延迟器1570的输出端上，乘法器1577、1578、1579和1580的第二输入端分别接在系数存储器1581、1582、1583、1584的输出端，这些存储器的输入接在系数控制输入端1567上，乘法器1577和1580的输出在加法电路1585中相加，而该加法器的输出又与乘法器1578的输出在下一个加法器1586中相加，加法器1586的输出与乘法器1579的输出在加法器1587中相加，加法器1587的输出在1588构成部分滤波器的输出。

图13的滤波单元和图14、15的特殊滤波器通过动态调整每一滤波器的直流增益提供自适应增益调节。确定必要增益值的两种方法：先验法和后验法将在下面加以说明。

用于再校正的先验法使用于插值前收到的信息，即对于现行的和相邻的象素组及在这个象素组中象素位置的支路或分支路选择，两个象素组的结构示于图16a和16b中，图16a代表象素组1689， 它是12个象素乘12行，而图16b代表象素组1690，它是8个象素乘8行。这两个图中所示的一个中心区域1691、1692，该中心区被虚线框套在其中，由于插值滤波器的范围完全落在该象素组中因而其增益与周围环绕的象素组无关。取出中心区域1691，一个12×12象素组可能含有144-36+1＝109个位置，并有同样的增益系数，由一个七位码代表该增益，这样可实现有256×7位存储器的最初没想，如图17中1795所示。这个存储器通过下一个12分频分频器1797（它提供一个四位水平位置输入）被一个象素时钟输入1796启动，还通过另一个12分频分频器1799（它提供一个4位垂直位置输入）被一个扫描线时钟输入1798启动。增益也受邻近象素组的分支路的影响，并且利用移位寄存器在水平方向、垂直方向及对角线方向隔离最近的选择是十分简单的。在一个共有七个通道的系统中，需要描述一下这些3×4＝12个位的情况，以及对现行分支路的选择方式。当象素组中在所述位置的7位与12位合并时，其给出总数为19位，这与存储器17100的512K字节（如图17所示）一致，用于选择滤波器的增益系数。存储器17100的输入中，七位来自存储器1795，三位来自端点17101，（它代表现行象素组），三位来自端点17102（它代表垂直相邻的象素组），三位来自端点17103（它代表水平相邻的象素组），三位来自端点17104（它代表对角线方向相邻的象素组）。

在图1中显示了有三个支路的系统，由于没有极高分辨率的分支路，则要求更少的存储器，更小的滤波器范围。假如不采用优化参数适配，则需6位来描述象素在象素组中的位置，而且需4×2＝8位 来描述象素组的选择，这就给出一个总数为14位，16K字节的存储器。

确定了增益系数后，就可以通过倍乘之前换算参数来取得这个增益（见图15的该分滤波器），或使用转换系数和随后的滤波单元1343，通过一个乘法器17105改变全部的增益系数，如图17所示，乘法器17105的控制输入由17100提供。尽管采用第二种方法必须留心以保证在滤波单元1343中没有任何含入的误差在随后被放大，但相对于图15中的部分滤波器来说要控制九个放大器的增益，所需的存储器确实少得多。

从上文中可以看出，先验法对于图1中的含三个支路的系统是可行的，但当加上分支路时，由于变量数目随着用于选择分支路的位数的4次幂增加，先验法可能越来越不能适用，另外象素组尺寸的增加可减少DATV数据的数量及数据的速率。

用于再归一的后验增益控制法使用了两个开关滤波器1343和1843′，它们并联在一起如图18所示，滤波器1343用于执行滤波操作，而另一滤波器1843′用于计算再校正因数。若16～25的一般范围用于代表从黑到白的视频电平，0被插入在反混合中丢失的象素的位置，那么可以合理地假定只有非零值代表被发射的电平值。当第二滤波器1843′的输入和输出是与有效的样本一致的系数之和时，第二滤波器18431得到一个一位信号，该信号来自检测器18106，该检测器用于检测什么时候反混合器1340的输出大于0，并指出是否有一个特定样本被发送。所有这些都是逆操作，并且用于控制跟随第一滤波器1343的乘法器18105的增益。

第二滤波器的硬件是很简单的，因为有了成倍的滤波器，则系数只被乘以0，1，2，3，或4倍，这样只需小的存储器就能为每一分支路保留任意数据，对于一个七通道系统来说，给每个系数32个字，这个方法的优点是双重的，其一，硬件的复杂性仅由第一级插值滤波器1343中的系数数目决定。几个另外的次采样结构（在共同申请待审查专利中（PHN    33422）指出过）上将分支路总数增加到12，不需增加更多数。在硬件中一个小的增加是需一个补加位以便在次采样方式之间的系数转换，这样对于每一个系数从32个字增加到64个字。这是与先验法系统相同的变化，即增加四位，使存储器的字节以512K增加到8M，本方法中所用象素组大小对硬件没有影响。显然，有一个平均转效点（break-even    point）在该点处后验系统的辅助操作满足于这个大的存储要求。其第二个优点在于后验法可以对一个通道改变采样方式而不影响其它通道，这是因为滤波器可自动适应所得的样本。

插值第二级（如图19所示）包括一个次采样器1344和一个非自适应的开关插值滤波单元1345。图19说明了连接状况，端点19107是接在第一插值级即滤波单元1343的输出上，这个端点接到七个次采样器1944（1）～1944（7）上（图19中只画出四个，这是个简化图）。每一个次采样器1944的输出接到各自相关的非自适应滤波器1945（1）-1945（7）上（图中也只画出四个）。这七个滤波器1945都有各自的空间频率响应，它们在十中取一之先分别与发射设备中的频率响应中的一个相对应，这样所有七个这样的频率响应都出现在第二级，尽管在再归一时要考虑到次采样方式。次采样保证了由第一级插值1343计算的估计量 只用到需用的地方。七个滤波器1945（1）～1945（7）的输出分别接到选择器开关19108的输入端，19108的控制输入端由来自通道解码器1342的DATV信号驱动。选择器开关19108的输出提供在输出端1346，是高清晰度输出。

尽管上述的接收装置是按高清晰度电视信号的接收和处理来描述，但经过适当修改，可以用于接收任何两维图象的信号，这样的信号可以由一般的或改进的发送通道来发射，或记录在记录载体中。

综上所述，本发明描述是关于一个MAC型电视信号，该信号是高清晰度信号，尽管它的信号源可提供一个1250扫描行，50Hz场速率，2∶1交叉的信号，但发射的实际上是625行，50Hz场速率，2∶1交叉的信号，以便用非HDTV接收机接收，被发射的视频信号总是伴随一个数字信号以便将一些辅助信息加在视频信号上，这样一个体系称为数字辅助电视（DATV）。在下面的描述中，将假定每一画面被分为若干象素组，每一组都给定一个象素宽度和扫描行高度值（这些值不必一致），并假定数字信息是与每一象素组的特征（如运动及其速率）有关。

采用这样一个发射系统，其中信号由1250条扫描行，25MHz高清晰度电视摄象机取得，而且要求发送通路是625行，6MHz带宽，并且全部压缩到原来的1/4。对于准备用于发射的高清晰度信号进行采样的这个系统在丢弃的时间和空间变化率之间作了一个折衷，如下例所示：

系统周期    时间压缩    空间压缩

80ms    4∶1    1∶1

40ms    2∶1    2∶1

20ms    1∶1    4∶1

用于不同速度范围的几种不同场速率如下：

ⅰ.在静态时（速度范围0-0.5象素/40ms）场速率是12.5Hz，基本间隔80ms。

ⅱ.慢运动时（速度范围0.5-2象素/40ms）场速率是25Hz，基本间隔40ms。

ⅲ.运动时（速度范围：大于2.0象素/40ms）场速率是50Hz，基本间隔20ms。

图20是另一种发射装置框图，与这样的系统一起作用，其中标号1是一个输入端，它接收至少来自一个高清晰度电视摄象机的亮度信息。这个亮度信息输送到三个并列支路2、3、4上，它们分别是20ms，40ms和80ms支路，信号在其中按已述方法处理。这三个支路的输出加在支路开关5上，5的输出是这些支路的输出中的一个，通过一个尼奎斯特（Nyquist）滤波器6送到输出端7，以便在发送到发射通道或记录载体之前与MAC信号的其它分量一起进行多路传输，进一步的处理不再多加说明。图20也没有说明用于DATV的数字信号的产生，该数字信号的作用是传送发射信息如采样性质，运动等。

在输入端1上的亮度信息也输入到第一和第二瞬时自适应运动检测器8和9，第一检测器8在检测到小于0.5象素/40ms的运动的地方产生一个输出，而第二检测器是在检测到大于2象素/40ms的运动的时候产生一个输出。运动检测器8和9的输出分别送到第一和第二空间一致性回路10和11，它们确定相邻的象素组和周围的象素组的一致性，它们的输出送到一个三级判定电路12，以产生与上述三个条件ⅰ至ⅲ之一相吻合的输出。这个输出又加到时间一 致性电路13（它用来按照运动程度控制来自判定电路12的信号电平的任一变化时间），通过下一个空间一致性电路14（它用于确定一个象素组与其周围象素组的一致性）和后续的一个时间一致性电路15（它用于保证在一个相对较长的240ms的时间周期的一致性）以避免人为转换加到支路开关5的控制输入，用来按上述标准来选择被处理的信号。

在一种形式中，20ms支路2可由一个二维低通滤波器，一个次采样单元和一个混合单元构成，低通滤波器的频率响应有似钻石的形状，其第一象限显示在图21a中，这个滤波器是个内场滤波器，有一个理想的载止频率fs/4（fs是高清晰度采样频率）。在图21a中Fv是每图象高度的周数，Fh是每图象宽度的周数。图21b表示次采样结构，图21C表示即被发射的被采样象素的混合情况，在这两个图中的数代表象素，其中第一个数字代表场的数目，第二个数字代表扫描行数目。

40ms支路3可包含一个开关、一个二维低通滤波器，一个次采样单元、一个混洗单元。开关从每一对交叉场中选择出一个场。这样可用于慢运动方式。用于这支路的低通滤波器的频率响应也有似钻石形状，图22a表示其第一象限。该滤波器也是一个内场滤波器，有一个理想的载止频率点fs/2。图22b表示次采样结构，图22c表示即被发射的象素的混合情况（实际上没有要求另外的混合过程，因此也可不要求混合单元）。

80ms支路4可由一个开关、一个二维低通滤波器、一个次采样单元和一个混合单元构成。开关从连续的四个场上选择出头两场。这两个场被存储起来，并送到二维滤波器上，该滤波器也有一个似钻 石型状的频率响应，它以虚线表示在图23a中，虚线代表HDTV信号源的频率响应。该滤波器是一个内帧滤波器并有一个理想的水平载止频率fs/2。，图23b表示次采样结构，图23C表示了在两帧画面的头一帧期间即被发射的象素的混合情况;图23C′表示了在两帧画面的后一帧期间即被发送的象素的混合情况。

对于这三个已描述的支路使用了梅花形采样结构，但是可以发现，在牺牲角变化率的情况下，对于高水平变化率和垂直变化率来说，这种采样方式都是最优的。用于发射的图象可含有一些空间结构，因此，梅花形采样结构不是最合适的。这样，可提供若干可供选择的分支路，至少对于20ms和30ms的支路2和3是这样，每一分支路提供一种不同的次采样结构，该次采样结构与发射装置一起支持不同的空间频率，以选择能在图象的一个象素组中最典型的频率的方式。

通过阅读本说明书，熟悉本领域的技术人员可对其作出大量修改，但所有这些修改都可认为是在本发明的范围内。