專利名稱：基于高效部件存儲(chǔ)器的具有可選擇傳遞特性的功能電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)理想傳遞函數(shù)的類型的電路。這種電路的一個(gè)實(shí)例是自適應(yīng)壓縮擴(kuò)展器，該自適應(yīng)壓縮擴(kuò)展器應(yīng)用一種以多個(gè)壓縮擴(kuò)展函數(shù)編程的存儲(chǔ)器，其中需壓縮擴(kuò)展的信號(hào)作為地址碼加到存儲(chǔ)器。
在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中已知利用存儲(chǔ)器來(lái)作為功能元件。對(duì)該存儲(chǔ)器相應(yīng)存儲(chǔ)單元以對(duì)應(yīng)于由理想傳遞函數(shù)變換出的地址值的數(shù)值進(jìn)行編程。例如，如果希望以特定值對(duì)一數(shù)字信號(hào)定標(biāo)，每個(gè)存儲(chǔ)單元用等于特定存儲(chǔ)單元的地址乘以該定標(biāo)值的數(shù)值來(lái)進(jìn)行編程。通過(guò)將存儲(chǔ)器分段為表可使該系統(tǒng)適配，每個(gè)表對(duì)應(yīng)于被不同比例因子相乘的地址值。通過(guò)將控制位附加于地址碼對(duì)任何給定時(shí)間使用的特定表進(jìn)行訪問(wèn)。
并非所有傳遞函數(shù)可用存儲(chǔ)元件便宜有效地實(shí)現(xiàn)。反之，某些傳遞函數(shù)僅能用編程存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。這尤其符合于某些非線性函數(shù)。不幸的是該存儲(chǔ)器有可能變得不希望的大。例如考慮一處理8位抽樣、8位精度的存儲(chǔ)器以及8位自適應(yīng)控制信號(hào)的自適應(yīng)系統(tǒng)。要求的存儲(chǔ)器包含具有28個(gè)各為8位的存儲(chǔ)單元或總存儲(chǔ)容量為524288位的28個(gè)表。該大小的存儲(chǔ)器會(huì)給該系統(tǒng)帶來(lái)可觀的成本。
本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到對(duì)于在自適應(yīng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的某些傳遞函數(shù)族而言，可以顯著降低對(duì)存儲(chǔ)器的要求。這是通過(guò)將僅與一個(gè)典型傳遞函數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中而達(dá)到的。然后通過(guò)適當(dāng)?shù)貙?duì)施加于存儲(chǔ)器的信號(hào)進(jìn)行偏移和(或)對(duì)提供給存儲(chǔ)器或由存儲(chǔ)器提供的數(shù)值加以定標(biāo)，可有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于傳遞函數(shù)族中其它傳遞函數(shù)的響應(yīng)。
本發(fā)明是用于根據(jù)所選擇的多個(gè)傳遞函數(shù)之一來(lái)處理信號(hào)的自適應(yīng)系統(tǒng)。以具有對(duì)應(yīng)于由傳遞函數(shù)族的典型傳遞函數(shù)變換出的地址值的數(shù)值對(duì)存儲(chǔ)器相應(yīng)地址單元進(jìn)行編程。
通過(guò)信號(hào)偏移電路和(或)信號(hào)定標(biāo)電路將信號(hào)施加于存儲(chǔ)器的地址輸入端口，并且從存儲(chǔ)器選取經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號(hào)。響應(yīng)控制信號(hào)的裝置施加適當(dāng)偏移值給相應(yīng)的信號(hào)偏移電路和(或)將定標(biāo)值給定標(biāo)電路以通過(guò)傳遞函數(shù)族中所要求的傳遞函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)所加信號(hào)的變換。


圖1是可用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一部分傳遞函數(shù)族的曲線圖。
圖2和圖3是代表圖1所示的特性曲線族并用于描述本發(fā)明操作的單個(gè)傳遞特性的曲線圖。
圖4，5和8是本發(fā)明比較實(shí)施例的方框圖。
圖6和7是比較壓擴(kuò)系統(tǒng)的方框圖，其中正向壓擴(kuò)器或反向壓擴(kuò)器或兩者均可用按照本發(fā)明的電路實(shí)現(xiàn)。
圖9是本發(fā)明另外實(shí)施例的方框圖。
圖10和11是使用圖9所示出電路的比較自適應(yīng)壓擴(kuò)器電路的方框圖。
圖12是實(shí)施本發(fā)明的自適應(yīng)峰化電路的方框圖。
下面對(duì)本發(fā)明的描述是在壓擴(kuò)系統(tǒng)的范圍內(nèi)，然而，它的用途并不限于這種應(yīng)用。將會(huì)知道本發(fā)明可應(yīng)用于任何需要可選傳遞函數(shù)的系統(tǒng)，該傳遞函數(shù)符合實(shí)際上可從單個(gè)典型傳遞函數(shù)導(dǎo)出的函數(shù)族。
參照?qǐng)D1，圖1示出表示多個(gè)壓擴(kuò)器傳遞函數(shù)的曲線族。每條曲線表示特定信號(hào)條件可采用的特定輸入-輸出關(guān)系。例如，如果對(duì)于特定的時(shí)間間隔輸入信號(hào)很可能具有50±△(△是很小數(shù)值)的數(shù)值，那么標(biāo)有TF1的曲線可表示所需要的輸入-輸出關(guān)系。另一方面，如果對(duì)于特定的時(shí)間間隔要求輸入信號(hào)具有0+△的數(shù)值，則標(biāo)以TF2的曲線可表示所要求的輸入-輸出關(guān)系。從該圖可以看到這些曲線具有如曲線TF1或TF1的一部分的同樣的一般形狀。標(biāo)以TF3的曲線類似于曲線TF1但向右和向上偏移。曲線TF4類似于曲線TF1但向左和向下偏移，等。另外注意如果曲線TF4向左和向下移動(dòng)達(dá)100個(gè)單位，曲線TF2和TF4的組合將具有如曲線TF1的相同一般形狀。最后，假定所示曲線僅表示所要求傳遞函數(shù)族的一小部分，即在曲線TF2和TF4之間實(shí)際上存在大量的曲線。
傳遞函數(shù)族的輸出值的動(dòng)態(tài)范圍等于可能輸入值的動(dòng)態(tài)范圍。這是下面所描述的舉例壓擴(kuò)系統(tǒng)的特征，但不是本發(fā)明的要求。
參照?qǐng)D2，該圖示出代表圖1所示傳遞函數(shù)族的傳遞函數(shù)STF。在該實(shí)例中，標(biāo)準(zhǔn)化的傳遞函數(shù)STF可從尾端相連的傳遞函數(shù)TF2和TF4組合中導(dǎo)出。注意在圖2中輸入和輸出的動(dòng)態(tài)范圍是圖1中傳遞函數(shù)輸入和輸出動(dòng)態(tài)范圍的兩倍。
假定對(duì)一存儲(chǔ)器編程以輸出由傳遞函數(shù)STF表示、對(duì)應(yīng)于作為地址碼加于其地址輸入端口的相應(yīng)輸入電平的數(shù)值。另外假定輸入信號(hào)具有0至100的動(dòng)態(tài)范圍并要求實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)TF1。
曲線TF1的拐點(diǎn)在輸入電平50處。曲線STF的拐點(diǎn)在輸入電平0處。為把在曲線STF的拐點(diǎn)的傳遞函數(shù)放到輸入信號(hào)電平50上，將輸入信號(hào)偏移負(fù)50個(gè)單位。將施加于存儲(chǔ)器的輸入信號(hào)偏移50個(gè)單位為施加于該存儲(chǔ)器的輸入電平建立了從-50至+50單位的動(dòng)態(tài)范圍。這100個(gè)單位的動(dòng)態(tài)范圍落在AA標(biāo)明的虛線之間。對(duì)于圖1所示傳遞函數(shù)，所要求輸出動(dòng)態(tài)范圍是100個(gè)單位。然而，從圖2可以看出，對(duì)應(yīng)線AA之間的輸入范圍由傳遞函數(shù)STF產(chǎn)生的輸出動(dòng)態(tài)范圍大約為150個(gè)單位。通過(guò)對(duì)由該存儲(chǔ)器提供的輸出數(shù)值以因子100/150或2/3定標(biāo)可將輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍限制為100個(gè)單位。將輸出值定標(biāo)使動(dòng)態(tài)范圍落在圖2虛線BB之間，并產(chǎn)生標(biāo)以TF1′的傳遞函數(shù)。依據(jù)產(chǎn)生曲線STF的方法，針對(duì)傳遞函數(shù)族與單個(gè)曲線的一致，傳遞函數(shù)TF1′將精確地符合函數(shù)TF1或非常緊密地靠近函數(shù)TF1。
為提供與傳遞函數(shù)TF1一致的定標(biāo)輸出值(TF1′)存在一個(gè)另外的要求。該定標(biāo)值的輸出動(dòng)態(tài)范圍是從-50到+50個(gè)單位。所要求的輸出動(dòng)態(tài)范圍是0至100個(gè)單位。因此定標(biāo)輸出值必須偏移正50個(gè)單位。
參照?qǐng)D3并假定所要求傳遞函數(shù)是TF2。假定曲線TF2的拐點(diǎn)在單位0，并且曲線STF的拐點(diǎn)在單位0，則施加于存儲(chǔ)器的輸入電平的范圍在虛線CC之間。對(duì)圖1和圖2來(lái)講，該范圍是0到單位100，因此對(duì)施加于存儲(chǔ)器的輸入信號(hào)不需要加任何偏移。在虛線CC之間，由曲線STF定義的輸出動(dòng)態(tài)范圍是100個(gè)單位，因此不需要對(duì)輸出值定標(biāo)。另外不需對(duì)該輸出值加任何偏移。
利用曲線STF在中心在單位0的虛線C左邊部分實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)TF4。在這種情況下，信號(hào)輸入值必須偏移負(fù)100個(gè)單位，信號(hào)輸出值必須偏移正100個(gè)單位，但是，不需要對(duì)輸出值定標(biāo)。
假定要求的所有傳遞函數(shù)族和典型傳遞函數(shù)是單調(diào)的。通過(guò)將所需函數(shù)與典型函數(shù)比較確定輸入偏移值IOi。這可根據(jù)函數(shù)的形狀或?qū)ΨQ性以作圖方式或計(jì)算方式實(shí)現(xiàn)。假定對(duì)應(yīng)輸入值X由標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)STF提供的輸出值是F(X)。進(jìn)一步假定輸入信號(hào)范圍從最小值Xn延展到最大值Xx并且函數(shù)族相應(yīng)函數(shù)所要求的輸出動(dòng)態(tài)范圍是ORi。專門用于選擇函數(shù)的比例因子Gi由下列關(guān)系式確定Gi＝ORi/(F(Xx-IOi)-F(Xn-IOi)) (1)其中F(Xx-IOi)和F(Xn-IOi)對(duì)應(yīng)于根據(jù)該偏移輸入范圍的函數(shù)STF形成的最大和最小值。商表示相對(duì)于加于存儲(chǔ)器地址輸入端的數(shù)值的給定輸入范圍所要求輸出動(dòng)態(tài)范圍與函數(shù)STF的輸出動(dòng)態(tài)范圍之比。
對(duì)于在施加輸出偏移值之前定標(biāo)的系統(tǒng)，按下面方式確定輸出偏移值OOi。設(shè)Fi(Xn)等于各個(gè)所要求傳遞函數(shù)的最大輸出電平。則要求Fi'(Xn)＝Gi×F(Xn-IOi)+OOi (2)OOi＝Fi'(Xn)-Gi×F(Xn-IOi) (3)輸出偏移可先于定標(biāo)進(jìn)行。在這種情況下比例因子Gi不變而相應(yīng)數(shù)值OOi'是不同的。由下面關(guān)系式確定OOi'值Fi'(Xn)＝Gi×(F(Xn-IQi)+OOi) (4)或者OOi'＝Fi'(Xn)/Gi-F(Xn-IQi) (5)數(shù)值Gi、OOi和IQi在第二存儲(chǔ)器中預(yù)先編程，該第二存儲(chǔ)器在適當(dāng)時(shí)間間隔由控制信號(hào)Ci尋址。響應(yīng)控制信號(hào)Ci，將數(shù)值Gi，OOi和IOi施加于耦合在帶有傳遞函數(shù)存儲(chǔ)器的信號(hào)路徑中的電路以實(shí)現(xiàn)所要求的偏移和定標(biāo)功能。
考慮8位輸入抽樣、8位輸出抽樣和28個(gè)不同傳遞函數(shù)，本系統(tǒng)的所需存儲(chǔ)器計(jì)算如下。用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的存儲(chǔ)器具有29×8＝4096位(注意STF存儲(chǔ)器具有兩倍的動(dòng)態(tài)輸入范圍)。該28個(gè)傳遞函數(shù)中的每一個(gè)需要假定為8位的三個(gè)值(Gi，OOi和IOi)，總共為8×3×28＝6144位。總系統(tǒng)位計(jì)數(shù)是10240位或保留514048位。
圖4示出用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施例。在該圖中，假定信號(hào)為并行位脈碼調(diào)制(例如，PCM二進(jìn)制)信號(hào)，連線為并行導(dǎo)體總線。需處理的信號(hào)加至輸入端10，控制值Ci加于控制端20?？梢罁?jù)需實(shí)現(xiàn)的函數(shù)從各種信號(hào)源導(dǎo)出控制值。例如，如果處理函數(shù)是信號(hào)壓擴(kuò)，控制值可表面輸入信號(hào)的信噪比并可從信噪裝置(未示出)導(dǎo)出。另一方面，控制值Ci可表示輸入信號(hào)電平的預(yù)測(cè)并可通過(guò)最大似然技術(shù)、平均方差技術(shù)或線性預(yù)測(cè)方法等導(dǎo)出。輸入信號(hào)耦合到所示作為減法器的信號(hào)偏移電路12。將來(lái)自輸入偏移電路12的輸出值施加于只讀存儲(chǔ)器(ROM)14的地址輸入端口，ROM 14用傳遞函數(shù)族的典型傳遞函數(shù)加以預(yù)編程。ROM 14提供輸出抽樣值給定標(biāo)電路16。由定標(biāo)電路16產(chǎn)生的定標(biāo)樣值耦合到輸出偏移電路18，所示為一加法器。來(lái)自輸出偏移電路18的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)于由所需傳遞函數(shù)變換出的輸入信號(hào)。
控制信號(hào)Ci耦合到控制ROM 22，ROM 22用對(duì)應(yīng)于相應(yīng)控制信號(hào)Ci的各個(gè)偏移和比例因子值IOi、OOi和Gi進(jìn)行預(yù)編程。該ROM提供輸入偏移值IOi給輸入偏移電路12，提供輸出偏移值OOi至輸出偏移電路18，以及提供比例因子給定標(biāo)電路16。注意偏移電路12和18可用具有在控制ROM 22中編程的偏移值的適當(dāng)極性選擇的信號(hào)加或減法電路實(shí)現(xiàn)。
圖5示出第二實(shí)施例，其中定標(biāo)電路32和輸出偏移電路30以相對(duì)圖4中定標(biāo)和偏移電路16和18相反的次序加以耦合。另外，該控制ROM被分為兩個(gè)ROM電路，控制ROM1和控制ROM 2。另外一個(gè)差別是將由輸入偏移電路12提供的樣值的符號(hào)或極性位作為控制ROM 2的額外地址位。
首先考慮符號(hào)位未連接于控制ROM 2?？刂芌OM 1用偏移值IOi編程并響應(yīng)控制信號(hào)Ci?？刂芌OM 2用偏移值OOi′和比例因子Gi偏程并且該系統(tǒng)提供與圖4電路同樣的輸入-輸出信號(hào)的對(duì)應(yīng)。
其次考慮有可能預(yù)測(cè)輸入信號(hào)的瞬時(shí)值對(duì)每個(gè)輸入信號(hào)值存在不同傳遞函數(shù)的情況。在這種情況下可除去控制ROM1。所預(yù)測(cè)的信號(hào)對(duì)應(yīng)于控制信號(hào)Ci，并直接施加于減法器12和控制ROM 2的地址輸入端。這種類型系統(tǒng)的實(shí)例在圖6中示出。
圖6示出具有包含在DPCM環(huán)路中的自適應(yīng)壓擴(kuò)電路的微分脈碼調(diào)制(DPCM)系統(tǒng)。輸入信號(hào)施加于減法器605的第一輸入端。所預(yù)測(cè)的視頻信號(hào)耦合于減法器605的第二輸入端，減法器605的輸出耦合于自適應(yīng)壓擴(kuò)器612。預(yù)測(cè)的視頻信號(hào)實(shí)際上等于以前圖象幀中同一個(gè)象素點(diǎn)的信號(hào)。由此減法器605的輸出信號(hào)等于后繼幀中相應(yīng)象素的差值并且標(biāo)稱地將為小數(shù)字。壓擴(kuò)器612的輸出信號(hào)耦合于反向壓擴(kuò)器620。反向壓擴(kuò)器620的輸出信號(hào)耦合于含有加法器640、定標(biāo)電路630和延時(shí)元件650和662的積分器。由元件630、650和662的組合所加的延時(shí)正好為一個(gè)幀的間隔。該積分器對(duì)減法器提供的信號(hào)差值積分從而以熟知方式重構(gòu)視頻信號(hào)。延時(shí)元件650的積分信號(hào)作為預(yù)測(cè)視頻信號(hào)耦合于減法器605。在減法器605輸出與第二輸入端之間串聯(lián)連接元件形成的總處理延時(shí)基本上為一幀間隔。延時(shí)元件610、614和616包含在該系統(tǒng)中以補(bǔ)償在產(chǎn)生自適應(yīng)壓擴(kuò)器612和620的控制信號(hào)中的延時(shí)。
輸入視頻信號(hào)和預(yù)測(cè)視頻信號(hào)耦合于第二減法器655，第二減法器655產(chǎn)生等于由減法器604所產(chǎn)生差值的輸出差值。因此減法器655的輸出信號(hào)是施加于正向壓擴(kuò)器612的輸入信號(hào)的精確推算。當(dāng)除出控制ROM 1和將減法器655的輸出直接施加于減法器12(圖4)并也作為控制信號(hào)施加于控制ROM 2的地址輸入端口時(shí)，這樣直接壓擴(kuò)器612可用圖5的電路實(shí)現(xiàn)。如圖6中所示出的，該電路在輸出端(OUPUT)為傳輸或進(jìn)一步處理提供DPCM信號(hào)。
依據(jù)由元件612實(shí)現(xiàn)的傳遞函數(shù)，可能需要濾除加至那里的控制信號(hào)以防止該系統(tǒng)變得不穩(wěn)定和呈現(xiàn)例如有限循環(huán)。該附加濾波器表示如虛畫(huà)出的元件615。
又，如果要求提供壓擴(kuò)視頻信號(hào)而非壓擴(kuò)DPCM信號(hào)作為輸出信號(hào)，圖6的系統(tǒng)可改變?nèi)鐖D7所示。缺少控制ROM1的圖5壓擴(kuò)器用作正向壓擴(kuò)器。定標(biāo)電路32的壓擴(kuò)視頻信號(hào)用作輸出信號(hào)(OUTPUT)，并耦合到將壓擴(kuò)視頻信號(hào)恢復(fù)到原始形式的反向壓擴(kuò)器70。將來(lái)自反向壓擴(kuò)器70的視頻信號(hào)耦合到延遲電路72，將延遲的視頻信號(hào)施加于例如空間濾波器74?？臻g濾波器74結(jié)合延時(shí)元件72提供輸入信號(hào)的估值。該估值可作為以前場(chǎng)或幀出現(xiàn)的許多象素的平均值而形成，該平均值對(duì)應(yīng)于由當(dāng)前輸入信號(hào)抽樣表示的象素單元。
將估值信號(hào)作為輸入偏移值IOi施加于偏移電路12，也作為控制值Ci施加于控制ROM2的地址輸入端口。
返回參照?qǐng)D5，下面描述該系統(tǒng)包括減法器12的符號(hào)位的情況。在這種情況下，控制ROM2將包含兩個(gè)表，每個(gè)含有數(shù)值OOi和Gi。符號(hào)位的使用是為了修改傳遞函數(shù)以便在輸入信號(hào)等于值IOi時(shí)輸出信號(hào)應(yīng)等于IOi。實(shí)際上當(dāng)輸入信號(hào)等于IOi時(shí)它不變地通過(guò)該系統(tǒng)。控制ROM2包含比例因子值G1i和響應(yīng)控制信號(hào)Ci以及表示負(fù)極性的符號(hào)位信號(hào)的輸出偏移值OO1i的第一表。數(shù)值Gli和OO1i給出如下G1i＝-IOi/F(IOi) (6)OO1i＝-IOi/G1i (7)另外，控制ROM2包含比例因子G2i和響應(yīng)控制值Ci以及表示正值的符號(hào)位信號(hào)輸出偏移值OO2i的第二表。數(shù)值G2i和OO2i給出如下G2i＝(Xx-IOi)/F(Xx-IOi) (8)OO2i＝-IOi/G2i (9)其中Xx是輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的上限。
圖8示出用于實(shí)現(xiàn)圖5系統(tǒng)的反函數(shù)的系統(tǒng)?？捎妙愃朴趫D5的系統(tǒng)以相應(yīng)存儲(chǔ)元件的適當(dāng)編程實(shí)現(xiàn)反函數(shù)。然而如果在如圖6所示的單個(gè)電路中要求正的和反函數(shù)，則最好減少硬件。如果正和反函數(shù)均用公共控制ROM可使硬件數(shù)量最少。配置如圖8電路所示的反函數(shù)電路對(duì)正和反函數(shù)電路允許至少使用公共輸出偏移值OOi和公共輸入偏離值IOi。
在圖8中輸入信號(hào)施加于定標(biāo)電路52，在其中由數(shù)值1/Gi對(duì)它定標(biāo)，數(shù)值1/Gi是存儲(chǔ)在控制ROM1(圖5)中數(shù)值Gi的倒數(shù)。定標(biāo)輸入信號(hào)值施加于偏移電路54，在其中將它們偏移數(shù)值OOi，這些數(shù)值等于存儲(chǔ)在控制ROM2(圖5)中的輸出偏移值。數(shù)值1/Gi和OOi由響應(yīng)控制信號(hào)Ci的控制ROM60提供，這些信號(hào)Ci對(duì)施加于控制ROM1和控制ROM2(圖5)的控制值Ci是等價(jià)的。
定標(biāo)和偏移輸入信號(hào)作為地址碼施加于傳遞函數(shù)ROM56。用如圖5ROM14的同樣函數(shù)STF(僅發(fā)生翻轉(zhuǎn))對(duì)ROM56編程。亦即，考慮圖2，以對(duì)應(yīng)于輸入電平的數(shù)值在對(duì)應(yīng)于相應(yīng)輸出電平的地址單元編程。
由傳遞函數(shù)ROM 56提供的輸出信號(hào)樣值加于偏移電路58，在其中將輸出樣值偏移與存儲(chǔ)在控制ROM1(圖5)中的輸入偏移值IOi相等的數(shù)值IOi。也由控制ROM60提供數(shù)值IOi。
也可將反函數(shù)系統(tǒng)修改為響應(yīng)極性控制信號(hào)。這由包含虛線畫(huà)出的減法器61的輔助電路表明。
圖9示出從單個(gè)傳遞函數(shù)產(chǎn)生傳遞函數(shù)族的本發(fā)明的另一實(shí)施例。例如考慮函數(shù)Y(X)，由下式給出Y(X)＝X/(1+X2N) (10)其中X對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)，N是整數(shù)。Y(X)關(guān)于O斜對(duì)稱，并在X＝0具有0值，對(duì)于大于Xmax和小于Xmin的數(shù)值其趨向于0，其中Xmax和Xmin分別等于正的和負(fù)的第2N次方根1/(2N+1)。另外考慮需要對(duì)限定Xmax和Xmin的X值進(jìn)行自適應(yīng)控制。這可通過(guò)對(duì)施加于實(shí)現(xiàn)函數(shù)Y(X)的電路的X值定標(biāo)而完成。例如，如果由因子1/α對(duì)輸入值X定標(biāo)，α是正值，這樣實(shí)現(xiàn)函數(shù)Y(X)的電路工作在數(shù)值X/α，定義Xmax和Xmin的X值是(1/2N-1)第2N次方根的α倍。由此出現(xiàn)Xmax和Xmin的點(diǎn)可通過(guò)改變?chǔ)林刀M(jìn)行控制。為了保持等式(10)的函數(shù)信號(hào)Y(X)的輸出動(dòng)態(tài)范圍，函數(shù)電路提供的值可由輸入比例因子的倒數(shù)定標(biāo)。圖9是這種形式的自適應(yīng)函數(shù)產(chǎn)生電路。
在圖9中輸入樣值施加于定標(biāo)電路90，在其中由比例因子1/α對(duì)這些樣值定標(biāo)。將定標(biāo)樣值(X/α)加于可以是由所要求傳遞函數(shù)編程的ROM的功能電路91。經(jīng)轉(zhuǎn)換的樣值耦合于以比例因子α定標(biāo)的另一定標(biāo)電路92。該定標(biāo)電路提供所要求的輸出值。假定由電路91執(zhí)行的傳遞函數(shù)對(duì)應(yīng)于由方程10定義的函數(shù)，定標(biāo)電路提供形式由下式給出的輸出樣值OUTPUT＝X/(1+(X/α)2N) (11)或更一般地OUTPUT＝αY(X/α) (12)但是注意對(duì)于某些應(yīng)用沒(méi)必要包含后面的定標(biāo)電路92。另外，如果包括有定標(biāo)電路92，則加至那里的比例因子的數(shù)值可能不同于施加于定標(biāo)電路90的數(shù)值的倒數(shù)。而且，施加于定標(biāo)電路90的比例因子1/α并不意味著數(shù)值1/α限制為小于1的數(shù)值，而是可包括大于1的數(shù)值?？捎身憫?yīng)適當(dāng)控制信號(hào)的ROM或由其它合適電路提供比例因子α和1/α，以引起所要求的自適應(yīng)響應(yīng)。
圖10示出本發(fā)明另外的實(shí)施例，本發(fā)明利用配置產(chǎn)生單個(gè)傳遞函數(shù)的元件(91)提供多個(gè)傳遞函數(shù)。在圖10(和圖11)中，用如圖9中電路元件的相同標(biāo)號(hào)指出的電路元件是類似的并以相同方式操作。
將輸入樣值施加于減法器電路95的被減數(shù)輸入端和自適應(yīng)功能電路96的輸入端。電路96的輸出樣值耦合于減法器95的減數(shù)輸入端。減法器95提供符合下列函數(shù)的輸出樣值OUTPUT。
OUTPUT＝X-βY(X/α) (13)假定功能元件91執(zhí)行由方程10定義的函數(shù)，并且比例因子β等于α。在這種情況下，輸出信號(hào)等于OUTPUT＝X(1-1/(1+(X/α)2N) (14)該函數(shù)類似于圖1所示出的函數(shù)TF1，除了對(duì)于較大輸入信號(hào)值該曲線的斜率趨向于1之外。該曲線的拐點(diǎn)可按照分別施加于定標(biāo)電路90和92的數(shù)值1/α和α調(diào)節(jié)。其次假定比例因子β等于α的b倍(b為變量)。在這種情況下由減法器95提供的輸出信號(hào)給出如下OUTPUT＝X(1-b/(1+(X/α)2N) (15)這種配置允許在X＝0將該曲線的斜率設(shè)定為數(shù)值(1-b)。注意數(shù)值N影響拐點(diǎn)斜率的斜度，數(shù)字N越大斜率越大。
由方程15定義的函數(shù)用作自適應(yīng)噪聲核化電路，其中由因子β確定實(shí)現(xiàn)核化的信號(hào)范圍。將因子α和β選擇為信噪比的函數(shù)。
類似于圖8電路實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，由方程(14)或(15)定義的函數(shù)也用于實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)壓擴(kuò)。亦即圖10的電路可用在通信接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)對(duì)已在發(fā)送機(jī)中壓擴(kuò)的信號(hào)的互補(bǔ)壓擴(kuò)函數(shù)。
圖11示出用于實(shí)現(xiàn)圖10所示電路的互補(bǔ)函數(shù)的電路。圖10的電路趨于壓縮較小幅度信號(hào)值而擴(kuò)展(放大)較大幅度信號(hào)值，而圖11的電路趨于擴(kuò)展較小幅度信號(hào)值并壓縮較大幅度信號(hào)值。
圖12示出本發(fā)明用以實(shí)現(xiàn)電視接收機(jī)中垂直細(xì)節(jié)信號(hào)的峰化控制的另外的應(yīng)用。在圖12中，復(fù)合視頻信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式并進(jìn)行梳狀濾波以分離亮度分量Y和色度分量C。梳狀濾波色度分量的低頻頻譜含有由帶通/低通濾波器分離并在加法器105中加回到亮度信號(hào)的亮度垂直細(xì)節(jié)，以提供恢復(fù)亮度信號(hào)。垂直細(xì)節(jié)信號(hào)也由電路101、102和103進(jìn)行處理，以提供核化、峰化和削減垂直細(xì)節(jié)信號(hào)，將上述信號(hào)在加法器104中加到恢復(fù)亮度信號(hào)上產(chǎn)生具有峰化垂直細(xì)節(jié)的亮度信號(hào)。有峰函數(shù)是眾所周知的，并最好安排為可調(diào)節(jié)，這樣用戶能夠根據(jù)他的觀看喜好調(diào)節(jié)顯示圖象。適用于垂直細(xì)節(jié)信號(hào)的傳遞函數(shù)的一般形式表示在標(biāo)定為102的方框中。配置元件101、102和103分別類似于圖9的元件90、91和92進(jìn)行操作以使用戶可選擇傳遞函數(shù)簇中的一個(gè)。用戶也可通過(guò)改變?cè)鲆嬉蜃应吝x擇垂直細(xì)節(jié)信號(hào)的一部分并可通過(guò)調(diào)節(jié)增益因子β選擇峰化程度。
權(quán)利要求
1.在處理視頻信號(hào)的系統(tǒng)中，選擇實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳遞函數(shù)之一的裝置包含用于接收待處理的視頻輸入信號(hào)的信號(hào)輸入端，具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端、用于實(shí)現(xiàn)預(yù)定的傳遞函數(shù)的第一電路裝置，耦合于所述輸出端的視頻信號(hào)利用裝置，其特征在于還含有一個(gè)控制值的信號(hào)源，以及耦合在所述信號(hào)輸入端和在第一電路裝置一側(cè)的所述輸入端之間、并響應(yīng)來(lái)自所述信號(hào)源的控制值用于對(duì)所述視頻輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)定標(biāo)函數(shù)和偏移函數(shù)之一的第二電路裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包含插在所述第一電路裝置的所述輸出端和所述視頻信號(hào)利用裝置之間、并響應(yīng)來(lái)自所述信號(hào)源的控制值用于對(duì)所述第一電路裝置的信號(hào)輸出實(shí)現(xiàn)定標(biāo)函數(shù)和偏移函數(shù)之一的第三電路裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，還包含在所述信號(hào)輸入端和所述第一電路裝置的所述輸入端之間與所述第二電路裝置串聯(lián)連接、并也響應(yīng)來(lái)自所述信號(hào)源的控制值用于實(shí)現(xiàn)不同于由所述第二電路裝置實(shí)現(xiàn)的所述定標(biāo)和偏移函數(shù)之一的定標(biāo)函數(shù)和偏移函數(shù)之一的另一電路裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一電路裝置包含用表示已按照所述預(yù)定傳遞函數(shù)變換的相應(yīng)地址值的數(shù)值對(duì)各個(gè)地址單元編程的存儲(chǔ)裝置，所述第一電路裝置的輸入端對(duì)應(yīng)于所述存儲(chǔ)裝置的地址輸入端口。
全文摘要
用所配置的用于實(shí)現(xiàn)函數(shù)族典型傳遞函數(shù)的單個(gè)傳遞函數(shù)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)要求自適應(yīng)選擇一族傳遞函數(shù)中的函數(shù)的處理系統(tǒng)。由施加于傳遞函數(shù)元件的可選擇偏移和(或)定標(biāo)信號(hào)以及傳遞函數(shù)元件提供的可選擇偏移和定標(biāo)信號(hào)實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)族中的各個(gè)函數(shù)。
文檔編號(hào)H04N5/14GK1056204SQ91102989
公開(kāi)日1991年11月13日 申請(qǐng)日期1991年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月3日
發(fā)明者喬埃爾·W·茲德普斯基, 詹姆斯·J·吉布森 申請(qǐng)人:Rca許可公司