專利名稱：Btsc編碼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的說是關于用于電視廣播的立體聲音頻編碼器。較具體說，本發(fā)明涉及用于生成在美國和其他國家立體聲電視信號廣播中使用的音頻信號的數(shù)字編碼器。
背景技術：
80年代，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)采用針對電視信號的音頻部分的新規(guī)定，使得電視節(jié)目能以雙通道音頻、例如立體聲廣播和接收。在這些規(guī)定中，F(xiàn)CC認識到廣播附加音頻通道的方法并對其給予特別的保護，此方法得到電子工業(yè)協(xié)會和全國廣播員協(xié)會以及所謂的廣播電視系統(tǒng)委員會(BTSC)機構的認同。這一公知的標準有時被稱為多通道電視 音響(MTS)，在FCC文件“BTSC系統(tǒng)的多通道電視聲音發(fā)射和音頻處理要求”(OET BulletinNO. 60，版本A，1986年2月)以及電子業(yè)協(xié)會出版的文件“多通道電視聲音BTSC系統(tǒng)推薦的實踐”(EIA Television Systems Bulletin NO. 5，1985 年 5 月)中有介紹。按照 BTSC 標準生成的電視信號后面將稱之為“BTSC信號”。原始單聲電視信號僅載有單通道的音頻。由于單聲電視信號的配置和為保持與現(xiàn)有電視機相兼容的需要，立體聲信息必須被分配在BTSC信號的較高頻區(qū)內，使得立體聲通道較之單聲音頻通道大得多的噪聲。這就導致了對立體聲信號較之對單聲信號固有地更高的基礎噪聲。BTSC標準通過規(guī)定一對立體聲音頻信號提供附加的信號處理的編碼系統(tǒng)來克服這一問題。在由一電視臺播送BTSC信號之前，電視節(jié)目的音頻部分以BTSC標準所說明的方式被加以編碼，和在接收到一 BTSC信號之后接收機(例如一電視機)即對此音頻部分以互補的方式進行譯碼。這種互補的編碼和譯碼確保整個立體聲信號的這一噪比保持在可接受的水平。圖I為一現(xiàn)有技術BTSC編碼系統(tǒng)的，更簡單點說，一按BTSC標準規(guī)定的BTSC編碼器100的方框圖。編碼器100接收左、右通道音頻輸入信號(在圖I中各自被指明為“L”和“R”)并由它們生成經(jīng)調整的總和信號和編碼差分信號。應當理解，雖然所說明的現(xiàn)有技術和本發(fā)明的系統(tǒng)可用于編碼隨后作為電視信號發(fā)送的立體聲信號的左、右音頻信號，但BTSC系統(tǒng)也提供對獨立的音頻信號，例如由終端接收機分離和選擇的不同語言的音頻信息的編碼裝置。而且BTSC編碼系統(tǒng)的噪聲減小部件也能被用于除電視廣播外的其他目的，例如用于改善音頻記錄。系統(tǒng)100包括一輸入部分110，總和通道處理部分120，和差分通道處理部分130。輸入部分110接收左、右通道音頻輸入信號并由它們生成一總和信號(在圖I中以“L + R”表示)和一差分信號(圖I中標為“L-R”)。眾所周知的是，對于立體聲信號，總和信號L + R可為其自身用來取得單聲道音頻重現(xiàn)，而且正是這一信號被現(xiàn)有單聲道音頻電視機譯碼來重現(xiàn)聲音。在立體聲裝置中，此總和和差分信號可相加或相減來恢復原先的二立體聲信號(L)和(R)。輸入部分110包括有二信號加法器112、114。加法器112求取左、右通道音頻輸入信號之和以生成總和信號，加法器114從左通道音頻輸入信號中減去右通道音頻輸入信號以生成差分信號。如上述，總和信號L + R通過傳送媒體以與先前的單聲道信號所達到的同樣的信一噪比發(fā)送。但是，差分信號L-R是通過噪聲非常大的通道發(fā)送，特別在相應頻譜的較高頻率部分，以致于使得被譯碼的差分信號因噪聲媒體和媒體的減少的動態(tài)范圍而惡化其信一噪比。此動態(tài)范圍被定義為基礎噪聲電平與發(fā)生信號飽和時的最大電平間的信號范圍。在差分信號通道中此動態(tài)范在較高頻率時降低。因而，使差分信號比總和信號經(jīng)受附加的處理以便能基本上維持此動態(tài)范圍。更具體說，總和通道處理部分120接收總和信號并由其生成經(jīng)調節(jié)的總和信號。部分120包括有一 75 μ s的預矯濾波器122和一帶寬限制器124?？偤托盘柋患拥綖V波器122的輸入，由它生成被加給帶寬限制器124的輸入端的輸出信號。由后者所生成的輸出信號就是經(jīng)調節(jié)的總和信號。差分通道處理部分130接收差分信號并由其生成編碼的差分信號。部分130包括有一固定預矯濾波器132 (圖示實現(xiàn)為級聯(lián)的二濾波器132a和132b);可變增益放大 器134，最好為壓控放大器形式；可變的預矯/去矯濾波器(下面稱作為“可變矯正濾波器”)136，過調制保護器和帶寬限制器138，固定增益放大器140，帶通濾波器142，RMS電平檢測器144，固定增益放大器146，帶通濾波器148，RMS電平檢測器150，和倒數(shù)發(fā)生器152。差分信號被加到固定預矯濾波器132的輸入端，濾波器132由其生成通過線路132d加給放大器134 —輸入端的輸出信號。由倒數(shù)發(fā)生器152產(chǎn)生的一輸出信號經(jīng)由線路152a被加給放大器134的增益控制端。放大器134通過利用與線路152a上的信號值成比例的增益放大線路132d上的信號生成一輸出信號。由放大器134生成的輸出信號被通過線路134a加到可變矯正濾波器136的輸入端，而由RMS檢測器144所生成的輸出信號被通過線路144a加到濾波器136的控制端?？勺兂C正濾波器136在線路144a上的信號的控制下對線路134a上的信號的高頻部分進行預矯正或去矯正生成一輸出信號。濾波器136所產(chǎn)生的輸出信號被加給過調制保護器和帶寬限制器138的輸入端，由其生成被編碼的差分信號。經(jīng)編碼的差分信號通過反饋通路138a被加到固定增益放大器140、146的輸入端，后者分別以增益A和增益B對編碼差分信號進行放大。放大器140所生成的放大信號被加給帶通濾波器142的輸入，由其生成一被加到RMS電平檢測器144的輸入端的輸出信號。后者生成一作為從濾波器142接收的輸入信號電平的RMS值的函數(shù)的輸出信號。由放大器146生成的放大信號被加給帶通濾波器148的輸入端，由其生成一被供給RMS電平檢測器150的輸入端的輸出信號。后者生成一作為從濾波器148接收的輸入信號電平的RMS值的函數(shù)的輸出信號。檢測器150的輸出信號通過線路150a加到倒數(shù)發(fā)生器152，在線路152a上生成一表示線路150a上信號值的倒數(shù)的信號。如上所述，由RMS電平檢測器144和倒數(shù)發(fā)生器152產(chǎn)生的輸出信號被分別加給濾波器136和放大器134。如圖I中所示，差分通道處理部分130比總和處理部分120要復雜得多。由差分通道處理部分130提供的附加處理與由接收BTSC信號的一譯碼器(未圖示)所提供的互補處理相結合，即使在存在有與差分通道的發(fā)送和接收相關的較高噪聲基礎的情況下亦可將差分通道的信一噪比保持為可能接受的水平。差分通道處理部分130主要是以動態(tài)地壓縮、即減少差分信號的動態(tài)范圍來產(chǎn)生編碼的差分信號以便使編碼信號能通過與一 BTSC信號相關連的有限動態(tài)范圍的傳輸通路傳送，并使得接收此編碼信號的譯碼器能以互補方式擴展此經(jīng)壓縮的差分信號來恢復原始差分信號中的全部動態(tài)范圍。此差分通道處理部分130是US專利NO. 4539526中描述的自適應信號加權系統(tǒng)的一特定形式，此系統(tǒng)公知為有利于通過具有相對窄小的、依賴頻率的動態(tài)范圍的傳輸通路傳送一具有相對很大的動態(tài)范圍的信號。大體上，該差分通道處理部分可被認為包括有一寬帶壓縮單元180和一頻譜壓縮單元190。此寬帶壓縮單元180包括最好為一壓控放大器形式的可變增益放大器134和用于生成對放大器134的控制信號的反饋通路的部件，它們包括放大器146、帶通濾波器148、RMS電平檢測器150和倒數(shù)發(fā)生器152。帶通濾波器148具有相對寬的通帶，被向著較低的聲頻加權，因而在運行中由濾波器148生成并被加給RMS電平檢測器150的輸出信號基本上表示編碼差分信號。因此RMS電平檢測器150在線路150a上生成表示編碼差分信號的能級加權平均的輸出信號，而倒數(shù)發(fā)生器152在線路152a上生成表示這一加權平均的倒數(shù)的信號。線路152a上的信號控制放大器134的增益，而由于這一增益反比于編碼差分信號·的能級的加權平均(亦即向較低聲頻加權)，所以寬帶壓縮單元180即通過放大具有相對低振幅的信號而衰減具有相對大振幅的信號來“壓縮”、即減少線路132d上信號的動態(tài)范圍。頻譜壓縮單元190包括可變矯正濾波器136和生成對濾波器136的控制信號的反饋通路的部件，它們包括放大器140、帶通濾波器142和RMS電平檢測器144。與濾波器148不同，帶通濾波器142具有被向著較高聲頻加權的相對窄的通帶。如所周知，與BTSC傳輸系統(tǒng)的差分部分相關的傳輸媒體具有依賴于頻率的動態(tài)范圍，濾波器142的通帶被選擇成相應于該傳輸通路具有最窄動態(tài)范圍的頻譜部分(即較高頻率部分)。運行中，由濾波器142生成的并被加給RMS電平檢測器144的輸出信號主要包含編碼差分信號的高頻部分。因此RMS電平檢測器144在線路144a上產(chǎn)生表示編碼差分信號的高頻部分中的能級的輸出信號。然后這一信號控制由可變矯正濾波器136施加的預矯正/去矯正從而頻譜壓縮單元190實際上以由濾波器142所確定的編碼差分信號的高頻部分的能級所確定的數(shù)量動態(tài)地壓縮線路134a上信號的高頻部分。這樣，頻譜壓縮單元190的應用提供向著此差分信號的較高頻率部分的額外信號壓縮，這與由可變增益放大器134提供的寬帶壓縮相結合以有效地促成相對于在較低頻率的壓縮能在高頻率發(fā)生更全面的壓縮。這樣作是因為差分信號傾向于在頻譜的較高頻率部分有更多的噪聲。當編碼差分信號分別利用一譯碼器(未作圖示)中的寬帶擴展電路和頻譜擴展電路以對編碼器的寬帶壓縮單元180和頻譜壓縮單元190的互補狀態(tài)進行譯碼時，被加到差分通道處理部分130的L-R信號的信一噪比將被基本上維持。BTSC標準從理想化模擬濾波器的觀點嚴格定義75 μ s預矯正濾波器122、固定預矯正濾波器132、可變矯正濾波器136和帶通濾波器142、148的所要求操作。具體說，BTSC標準為這些部件的每一個給出一傳輸函數(shù)，這些傳輸函數(shù)被按照理想化模擬濾波器的數(shù)學表達式來說明。BTSC標準還分別定義放大器140和146的增益設定，增益A和增益B，而且，還定義放大器134、RMS電平檢測器144、150和倒數(shù)發(fā)生器152的操作。BTSC標準還提供對過調制保護器和帶寬限制器138和帶寬限制器124的操作的推薦指南。具體說，帶寬限制器124和過調制保護器及帶寬限制器138的帶寬限制器部分被作為截止頻率為15KHz的低通濾波器加以說明，過調制保護器及帶寬限制器138的過調制保護部分被作為將編碼差分信號的振幅限定到100%完全調制的閾值裝置加以說明，其中，完全調制是用于調制電視信號中的音頻副載波的最大容許偏移電平。由于編碼器100是按照理想化濾波器的數(shù)學描述定義的，它可被看作為一理想化的、即理論上的編碼器，而熟知本技術的人們將會理解，結構上具體實現(xiàn)一精確符合理論編碼器100的運行性能的BTSC編碼器實際上是不可能的。因此預期所有BTSC編碼器的性能均將會與理論上的設想有所偏離，而BTSC標準則對可接受的偏移量規(guī)定最大極限。例如，BTSC標準表明一 BTSC編碼器必須提供IOOHz到8000Hz的至少30db的分離，這里的分離是一僅被加到左或右通道的輸入端之一的信號多大程度錯誤地出現(xiàn)在左或右通道中另一通道的輸出上的量度。BTSC標準還定義一復合立體聲基帶信號(下面稱之為“復合信號”)，被 用于生成BTSC信號的音頻部分。此復合信號利用調整的總和信號、編碼差分信號、和一通常稱為“導頻音”或簡稱為“導頻”的音調信號生成，它是頻率為fH的正弦波，其中fH等于15734Hz。一被接收的電視信號中存在此導頻向接收機指出此電視信號為一 BTSC信號而不是單聲道的或其他非BTSC信號。此復合信號的生成是通過將編碼差分信號乘以一以導頻頻率的2倍按照余弦函數(shù)COS (4 振蕩的波形(其中t為時間)，產(chǎn)生一調幅的、雙邊帶的、壓縮載波信號，然后將此信號加上調整的總和信號和導頻音。圖2為此復合信號的頻譜圖。圖2中，含有經(jīng)調整的總和信號(B卩“總和通道信號”)的內容的有意義的頻帶被標明為“L + R”，含有頻移編碼差分信號(即“差分通道信號”)的內容的二頻譜邊帶各自被標明為“L-R”，導頻音被以頻率fH處的箭頭標明。如圖2中所示，此復合信號中編碼差分信號被用于100%的完全調制，調整的總和信號被用于50%的完全調制，和導頻首被用于10%的完全調制。立體聲電視已獲得廣泛的成功，現(xiàn)有的譯碼器性能也極好，不過現(xiàn)在應用的每一個BTSC編碼器實際上都是采用模擬電路技術建成的。這些模擬BTSC編碼器，而特別是模擬差分通道處理部分，由于它們增加的復雜性，制造起來相當困難和昂貴。因為模擬部件的易變性，為制造滿意的模擬差分通道處理部分要求繁雜的部件選擇和大量的校準。而且，模擬部件的隨時間的漂移離開它們的經(jīng)校準的工作點的傾向也使得難以制造能始終如一地和重復地在給定容差范圍內運行的模擬差分通道處理部分。一數(shù)字差分通道處理部分，如果能建造的話，就不會存在這些部件選擇、校準和性能漂移方面的問題，并且還有可能改善運行性能。另外，現(xiàn)有的BTSC編碼器的模擬性質已使得它們不適應用于新近開發(fā)的、日趨普及的數(shù)字設備。例如，電視節(jié)目現(xiàn)在可利用數(shù)字存貯媒體如硬盤或數(shù)字磁帶而不是傳統(tǒng)的模擬存貯媒體加以存貯，而在未來越來越多地將采用數(shù)字存貯媒體?，F(xiàn)今從數(shù)字存貯的節(jié)目產(chǎn)生BTSC信號需要將此數(shù)字音頻信號變換到模擬信號而后再將此模擬信號加到模擬BTSC編碼器。一數(shù)字BTSC編碼器，如果能被建造的話，就能直接接收此數(shù)字音頻信號，因此而能更容易地與其它數(shù)字設備相結合。雖然數(shù)字BTSC編碼器有可能提供數(shù)種優(yōu)點，但是沒有簡便方法構成功能上相當于由BTSC標準所定義的理想化編碼器100的利用數(shù)字技術的編碼器。一個問題在于，BTSC標準從模擬濾波器傳輸函數(shù)的觀點定義理想化編碼器100的所有關鍵部件。眾所周知，雖然總體上說有可能設計一數(shù)字濾波器使得此數(shù)字濾波器的振幅或相位響應與一模擬濾波器的相符合，但極難做到無需大量為處理以很高采樣速率采樣的數(shù)據(jù)的處理能力或者不必顯著地增加數(shù)字濾波器的復雜性來與振幅和相位響應兩者相符。不增加采樣頻率或濾波器階次，數(shù)字濾波器的振幅響應通常僅能以增加二濾波器的相位響應間的差異作為代價來達到較嚴格地與模擬濾波器的振幅響應相符，反之亦然。但由于振幅或相位中很小的誤差將降低BTSC編碼器所提供的分離數(shù)量，一數(shù)字BTSC編碼器嚴格地與圖I中100所示類型的理想化編碼器的振幅和相位響應二者相符是至關重要的。一數(shù)字BTSC編碼器要提供滿意的運行性能，關鍵在于維持理想化編碼器100的模擬濾波器的特性。為設計符合一模擬濾波器的性能的數(shù)字濾波器存在有各種技術，但總的說這些技術中沒有一個產(chǎn)生具有精確地與模擬濾波器的振幅和相位響應相符的對應響應的數(shù)字濾波器(與此模擬濾波器相同階次)。理想編碼器100被按頻域中、即S-平面中所指定的模擬傳輸函數(shù)定義，而為設計一數(shù)字BTSC編碼器、這些傳輸函數(shù)必須被變換到Z-平面。這樣的一種變換可作為從S-平面到期望保持時域特性的Z-平面的“多到一”的映射來進行。但在這樣一變換中，頻域響應受到混淆而可能顯著改變。另一方面，此變換可作為 將整個S-平面壓縮成Z-平面的單位圓的從S-平面到Z-平面的“一到一”的映射來進行。但這樣的壓縮具有常見的模擬與數(shù)字頻率之間的“頻率卷繞”的缺點。預卷繞可被用來補償這種頻率卷繞效果，但預卷繞不能完全消除偏離所希望的頻率響應。為制造能正常運行的不過度復雜和昂貴的數(shù)字BTSC編碼器必須解決這些問題。因此有必要克服這些困難和開發(fā)數(shù)字BTSC編碼器。本發(fā)明的目的主要是為減輕或克服上面指出的現(xiàn)有技術的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一自適應數(shù)字加權系統(tǒng)。本發(fā)明的再一目的是提供一自適應數(shù)字加權系統(tǒng)，用于對一預定帶寬的電信息信號進行編碼以使此信息信號能被記錄在一在此預定帶寬的一第一頻譜區(qū)域比至少一個其他頻譜區(qū)域具有較窄的動態(tài)限制部分的動態(tài)受限的、依賴于頻率的通道上或通過其傳輸。本發(fā)明的又一目的是提供一數(shù)字BTSC編碼器。本發(fā)明的再一目的是提供能防止可因基本為零的輸入信號電平引起的滴答(ticking)問題的數(shù)字BTSC編碼器。本發(fā)明的又一個目的是提供一采用導頻音信號頻率15734的倍數(shù)的采樣頻率以便防止編碼信號與導頻音信號信息之間的干擾的數(shù)字BTSC編碼器。本發(fā)明的再一目的是提供用于生成基本不包括導頻音頻率15724Hz的信號能量的調整總和信號和編碼差分信號的數(shù)字BTSC編碼器。本發(fā)明的又另一目的是提供一數(shù)字BTSC編碼器，包括一用于產(chǎn)生調整總和信號的總和通道處理部分和一用于產(chǎn)生編碼差分信號的差分處理部分，此總和通道處理部分包括用于將補償相位誤差引入調整總和信號來補償由差分通道處理部分引入編碼差分信號的任何相位誤差的裝置。本發(fā)明還有一目的是提供一包括數(shù)字可變矯正單元的數(shù)字BTSC編碼器，此單元包含有其特點在于可變系數(shù)傳輸函數(shù)的數(shù)字可變矯正濾波器，此單元還包含作為編碼差分信號的信號能量的函數(shù)選擇可變系數(shù)傳輸函數(shù)的系數(shù)的裝置。本發(fā)明的又一目的是提供包括用于從調整總和信號和編碼差分信號產(chǎn)生復合調制信號的復合調制器的數(shù)字BTSC編碼器。本發(fā)明的再一目的是提供可以單一的集成電路實現(xiàn)的數(shù)字BTSC編碼器。

發(fā)明內容
這些和其他目的是依靠一改善的BTSC編碼器來達到的，此編碼器包括有全都采用數(shù)字技術實現(xiàn)的一輸入部分，一總和通道處理部分，和一差分通道處理部分。一個方面，此輸入部分包括有高通濾波器以防止BTSC編碼器出現(xiàn)“滴答”。另一個方面，此BTSC編碼器采用等于導頻頻率的整數(shù)倍的采樣頻率。再一個方面，總和通道處理部分生成調整總和信號，差分通道處理部分生成編碼差分信號，而總和通道處理部分包括有用于將一相位誤差引導進調整總和信號來補償由差分通道處理部分導入編碼差分信號的任一相位誤差的部件。
按照又一個方面，本發(fā)明提供一自適應數(shù)字加權系統(tǒng)，用于對預定帶寬的電氣信息信號進行編碼以使得此信息信號能被記錄在一在此預定帶寬的一第一頻譜區(qū)比至少一個其他頻譜區(qū)具有較窄的動態(tài)受限部分的動態(tài)受限的隨頻率而定的通道。由下面以展示和描述數(shù)個實施例作為本發(fā)明的最佳方式的介紹所作的詳細說明本技術領域的熟悉人士將會容易地理解本發(fā)明的還有其他目的和優(yōu)點。如將認識到的，本發(fā)明可以有其他不同的實施方案，其數(shù)個細節(jié)能在不同方面加以修正而全部不背離本發(fā)明。因而，附圖和說明均應被看作是說明性的而沒有約束或限制的意義，本申請的范圍在權利要求中指定。


為更全面了解本發(fā)明的本質和目的，必須參照下面結合所列附圖所作的詳細說明，圖中相同的標號用于指明相同或類似部分圖I為現(xiàn)有技術理想化BTSC編碼器的方框圖；圖2為按照BTSC標準產(chǎn)生的復合信號的頻譜圖；圖3為按照本發(fā)明構成的數(shù)字BTSC編碼器一實施例的方框圖；圖4A-C為用于圖3所示數(shù)字BTSC編碼器中的低通濾波器的方框圖；圖5為用于圖3所示數(shù)字BTSC編碼器中的寬帶壓縮單元的詳細方框圖；圖6為用于圖3所示數(shù)字BTSC編碼器中的頻譜壓縮單元的方框圖。圖7為用于計算圖6所示頻譜壓縮單元中所用的可變矯正濾波器的濾波系數(shù)的流程圖；圖8A-D為說明按照本發(fā)明構成的數(shù)字BTSC編碼器的定點實現(xiàn)中可被用來維持分辨率和減少飽和機率的信號定標的方框圖；圖9為圖8B-C所示復合調制器的詳細方框圖；和圖10為可用于按照本發(fā)明構成的數(shù)字BTSC編碼器的總和及差分通道處理部分一優(yōu)選實施例的方框圖。
具體實施例方式圖3為按照本發(fā)明構成的數(shù)字BTSC編碼器200 —實施例的方框圖。數(shù)字編碼器200被構制來提供相當于理想化編碼器100 (圖I中所示)的運行性能。如應用理想化編碼器100那樣，數(shù)字編碼器200接收左、右通道音頻輸入信號并由其生成調整總和信號及編碼差分信號，但在數(shù)字編碼器200中這些輸入、輸出信號為數(shù)字采樣的信號而不是連續(xù)的模擬信號。為左、右通道音頻輸入信號選擇采樣頻率fs對數(shù)字編碼器200的設計有很大影響。在優(yōu)選實施例中，此采樣頻率fs被選擇為導頻頻率fH的整數(shù)倍，故fs=NfH，其中N為一整數(shù)，而在最理想的實施例中N被選擇為大于或等于3。編碼器200要保證調整總和信號和編碼差分信號不含有與復合信號中所包括的導頻音相干擾的導頻頻率fH的足夠能量是很重要的。如下面將更詳細討論的，因此希望數(shù)字編碼器200中至少某些濾波器在異頻頻率fH處能提供特別大程度的衰減，而這樣的選擇采樣頻率fs將簡化這種濾波器的設計。 數(shù)字編碼器200包含有輸入部分210，總和通道處理部分220和差分通道處理部分230。不僅僅利用數(shù)字技術實現(xiàn)差分通道處理部分230，而是所有三個部分210、220、230全都利用數(shù)字技術來實現(xiàn)。數(shù)字編碼器200中許多個別部件分別對應于理想化編碼器100中 的各個別部件。一般，數(shù)字編碼器200的部件均被選擇得使它們的振幅響應緊密地符合編碼器100中它們的對應部件的各自的振幅響應。這常常導致對應部件的相位響應之間相當大的差異。按照本發(fā)明的一個方面，數(shù)字編碼器200中設置有補償或消除這些相位差、即相位誤差的裝置。熟悉本技術的人員將會理解，差分通道處理部分230中相對小的相位誤差可通過在總和通道處理部分220中引入類似的相位誤差加以補償，而利用數(shù)字技術實現(xiàn)此總和通道處理部分將使得這種所希望的補償相位誤差的引入簡化。編碼器200的輸入部分210包括有二個高通濾波器212、214，和二信號加法器216、218。左通道數(shù)字音頻輸入信號L被加到高通濾波器212的輸入端，后者由其產(chǎn)生被加到加法器216、218的正輸入端的輸出信號。右通道音頻輸入信號R被加到高濾波器214的輸入端，它由其生成被加到加法器216的正輸入端和加法器218的負輸入端的輸出信號。加法器216求取濾波器212與214所產(chǎn)生的輸出信號之和來得到一總和信號(圖3中被標為“L + R”)。加法器218從濾波器212產(chǎn)生的輸出信號減去濾波器214所產(chǎn)生的輸出信號來生成一差分信號(圖3中標明為“L-R”)。因此輸入部分210類似于輸入部分110 (圖I所示)，但部分210另外還包括二個高通濾波器212、214并生成數(shù)字總和及差分信號。聞通濾波器212、214最好具有基本上同樣的響應并最好從左、右通道首頻輸入/[目號中去除DC成份。如下面將詳細討論的，這種DC的去除防止編碼器200出現(xiàn)所謂的“滴答”效應。由于有關的左、右通道音頻輸入信號的音頻信息內容被認為在50Hz與15000Hz之間的頻帶之內，所以去除DC成份并不防礙音頻信號的信息內容的傳送。濾波器212、214因而最好具有低于50Hz的截止頻率，而更好的是具有IOHz以下的頻率以使它們將不會去掉音頻輸入信號中所含有的任何音頻信息。濾波器212、214也最好在它們的通帶中具有平坦的振幅響應。在一優(yōu)選實施例中，濾波器212、214被實現(xiàn)為一階無限脈沖響應(11)濾波器，各自具有下列方程(I)中所示等式給定的傳輸函數(shù)Hi^)=---·.........《I》
l+iZjZ再次參看圖3，總和通道處理部分220接收總和信號并由其生成調整總和信號。詳細說，總和信號被加給一 75 μ s預矯正濾波器222。此濾波器222再產(chǎn)生被加到一靜態(tài)相位均衡濾波器228的輸出信號。濾波器228生成一輸出信號，被加到部分220的低通濾波器224，后者再生成調整總和信號。75 μ s預矯正濾波器222提供部分地相似于理想編碼器100的濾波器122(圖I中所示)的信號處理。濾波器222的振幅響應最好被選擇成與濾波器122的密切相符。如下面將進一步討論的，差分通道處理部分230中最好設置有用于補償濾波器222與122的相位響應中任何差異的裝置。在一優(yōu)選實施例中，濾波器222被實現(xiàn)為一具有由下列方程(2)中所示等式所描述的傳輸函數(shù)H (ζ)的一階IIR濾波器
權利要求
1.一種在根據(jù)BTSC標準響應的數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)中提供濾波系數(shù)的方法，包括 計算并電子地存儲所述濾波系數(shù)，及 提取這些濾波系數(shù)用于計算所述數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)的濾波響應。
2.根據(jù)權利要求I所述的提供濾波系數(shù)的方法，還包括使用所述濾波系數(shù)以設置所述數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)的可變加重單元的濾波特性。
3.根據(jù)權利要求2所述的提供濾波系數(shù)的方法，還包括提取所述濾波系數(shù)以根據(jù)所述數(shù)字自適應加權系統(tǒng)的輸出信號的對數(shù)使用。
4.一種提供反平方根值以用于根據(jù)BTSC標準響應的數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)中的方法，包括計算并電子地存儲所述反平方根值，及提取所述反平方根值并使用所述平方根值以設置該數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)的寬帶增益控制單元的增益。
5.一種在根據(jù)BTSC標準響應的數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)中設置寬帶壓縮單元的增益的方法，包括 計算并電子地存儲表示輸入信號和輸出信號其中之一的若干值，及 選擇并提取一特定存儲的值作為在存儲的值表示輸出信號時輸入信號的值的函數(shù)，及在存儲的值表示輸入信號時輸出信號的值的函數(shù)。
6.配置在根據(jù)BTSC標準的自適應信號加權系統(tǒng)的總和通道信號路徑中的數(shù)字濾波器，所述濾波器具有包括從50Hz至15kHz的頻率范圍的基本部分的通帶，且具有配置為通過相比于附近頻率在15. 734kHz相對小的信號能量的空或陷波特性。
7.根據(jù)權利要求6所述的配置在自適應信號加權系統(tǒng)的總和通道路徑中的數(shù)字濾波器，其中所述濾波器是采用低通濾波器的形式，具有包括從DC至15kHz的頻率范圍的基本部分的通帶。
8.一種數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)，其接受一或多個數(shù)字輸入信號并根據(jù)BTSC標準修正它們的電特性以產(chǎn)生一或多個數(shù)字輸出信號。
9.根據(jù)權利要求8所述的數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)，其中所述輸入信號是包括一或多個數(shù)字音頻信號的復合信號。
10.根據(jù)權利要求8所述的數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)，其中所述輸出信號是包括一或多個數(shù)字音頻信號的復合信號。
11.一種根據(jù)BTSC標準生成數(shù)字音頻信號的方法，包括 (a)接受一或多個數(shù)字輸入信號； (b)執(zhí)行所述數(shù)字輸入信號的頻率轉換以形成數(shù)字音頻信號；及 (c)根據(jù)BTSC標準修正所述數(shù)字音頻信號的幅度和相位以使產(chǎn)生一或多個對應的數(shù)字音頻輸出信號。
12.根據(jù)權利要求11所述的生成數(shù)字音頻信號的方法，其中執(zhí)行所述頻率轉換包括將頻率轉換大約31. 468kHz ο
13.一種使用表示二個立體聲音頻信號之間的差的數(shù)字差分信號的數(shù)字自適應信號加權系統(tǒng)，包括 第一數(shù)字濾波器部分，用于根據(jù)BTSC標準在第一選擇頻譜區(qū)內改變數(shù)字差分信號的增益和相位 '及第二數(shù)字濾波器部分，用于根據(jù)BTSC標準在包括該第一選擇頻譜區(qū)的至少一部分的第二選擇頻譜區(qū)內進一步改變所述數(shù)字差分信號的增益和相位。
全文摘要
BTSC編碼器(200)包括有一左數(shù)字高通濾波器(212)，接收數(shù)字左通道音頻信號(L)并生成數(shù)字左濾波信號；一右數(shù)字高通濾波器(214)，接收數(shù)字右頻通音頻信號(R)并生成數(shù)字右濾波信號；一矩陣，包括一用于求取數(shù)字左和右濾波信號之和并生成一數(shù)字總和信號(L＋R)的加法器(216)，和一用于從數(shù)字左和右濾波信號之一減去數(shù)字左和右濾波信號中的另一個并生成數(shù)字差分信號(L-R)的減法器(218)；一差分通道處理器(230)，對數(shù)字差分信號(L-R)作數(shù)字處理；和總和通道處理器(220)，對數(shù)字總和信號(L＋R)作數(shù)字處理。
文檔編號H04N5/60GK102890932SQ20121025137
公開日2013年1月23日 申請日期1997年6月2日 優(yōu)先權日1996年6月7日
發(fā)明者克里斯托弗·M·漢納 申請人:塔特公司