一工作原理
1 梳状滤波的理论基础复合视频信号的亮、色频谱是交织在一起，经过普通的视频同步检波不能把正交调幅的色差信号解调出来。彩色信号调制的副载波成分仍然保留在视频信号里，其副载波成份的幅度变化代表的是色度信号的幅度变化。只要把视频信号副载波信号分离出来，也就能完成亮色分离。
已知ＰＡＬ制色副载波是以1/4H 间置，ＮＴＳＣ制的色副载波是以１／２行间置插在亮度信号频谱内。人们利用这一特点，把要分离的色信号延迟相差180 度的相位或其整数倍，然后再加减就能实现亮色分离。
1. 简单的梳状滤波分离电路：
理论上把视频信号通过行延时电路和没延时的信号相加减既可以分离出亮/色信号。实际电路中，行延时电路本身就存在着相位偏移和幅度差异，它不可能做成具有理想幅频特性的电路。为了解决这一问题，在不延时支路要加有补偿延时支路相位偏移和幅度差异的均衡网络。
2. 动态梳状滤波分离电路：
人们在电视上能够看到活动图象是借助电影的原理，即连续传送的每一帧图象中，相邻两帧的图象内容有一定的位移。如果摄取的景物运动速度快，相邻两帧图象内容的位移量就大，若摄取景物运动速度慢，则相邻两帧图象内容的位移量就小，静止图象相邻两帧的图象内容就没有位移。前面所介绍的梳状滤波电路，对静止图象和运动速度慢的图象分离效果好。这是因为梳状滤波器的延时电路是以行为单位延时，而且它是基于相邻 两场图象内容具有很强的相关性（既相邻两行和两场的图象内容位移量很小）这一特点来分离Y、C 信号。图象内容的位移分水平和垂直两个方向；相邻两场在水平方向上的位移量再大也不会超过一行，在以行周期为单位的延时电路里，水平方向快速位移的图象也能较好的分离。而在垂直方向上相邻两场的位移量最少都要超过一行（即使是位移的一个象素也表现为相邻两行垂直对应象素的位移）。如果，垂直方向运动速度快的图象，相邻两场图象内容的位移量会超出多行，延时行与没延时行在垂直方向上的对应象素有较大的差别（既专业上称为不相关）。显然，把有这样差别的信号在加减电路里进行简单的加减运算，就会分离得不彻底。为了解决这一问题又提出了动态梳状滤波方案。
1）动态梳状滤波的原理：
如前所述，一般的梳状滤波电路不能对垂直方向上运动速度快的图象内容进行很好的亮色分离，就必须考虑检测出垂直方向上图象内容的位移量。如果检测出的位移量小则采用梳状滤波，如果检测出的位移量大就采用带通滤波。这样就能实现针对不同的图象内容，采用相应的亮色分离方式。
对图象内容在垂直方向位移量的控制方法有很多种，但是它的基本原理只有一个，就是在垂直方向上把行间对应的像素进行加减比较，由其差值去控制梳状滤波和带通滤波之间的切换。
从参与比较信号的行数上来划分，简单的梳状滤波器被称为两行梳状滤波器，动态梳状滤波器由于使用了两段一行延时电路，又称为三行梳状滤波电路。
如前所述，无论是两行还是三行梳状滤波，它们实质上都是要进行行间对应象素的加减运算才能分离出Y、C 信号。如果要实现动态Y、C 的分离，就必须由加减运算的结果去控制相应的开关电路，实时切换梳状滤波和带通滤波。
2）数字式动态梳状滤波： 动态梳状滤波器采用了二段以上的延时线，模拟信号通过延时电路后，如果要和未延时信号进行加减运算，彻底分离亮色信号，必须对延时信号的幅度、频率、相位进行调整，才 [Page]
技术简报总第十五期 2 人人为我，我为人人
能达到目的。而且，由于延时电路对所传输的信号具有幅度衰减、相位延迟和群延迟的作用，其输入和输出端均需进行上述调整才能较好地分离。前面所介绍的三行梳状滤波器中的二段延时线就需要12 个调整点，这给大规模生产和调试带来了困难，人们又考虑用数字式动态梳状滤波。
它和模拟式动态梳状滤波电路的区别仅在于增加了A/D、D/A 变换存储器和相应的时钟产生电路，IIC总线控制电路。
复合的视频信号，首先经过A/D 变换把模拟式转换成数字式，再送到延时电路。对数字式信号的延时处理仍和模拟式信号类似，采用存储器方式。但它省去了幅度、频率和相应的匹配调整。因为数字信号的幅度恒定，而它的频率和相位调整取决于处理系统所用的时钟频率和相应的控制方式。另外，数字信号延时时间的调整，可以通过简单地调整存储器的存储量就能实现。例如，对复合视频信号采用8bitA/D 变换，则每行的量化级数为256 级。每延迟一行所需的存储容量为256*8=2048bit 延迟两行则需要4096bit 的存储容量。因此，如果该梳状滤波能适应PAL、NTSC制两种制式切换时，仅需要把每段的存储容量在4096 位和2048 位之间进行切换即可。
当延时线的延迟时间调整好后，对数字式的延时信号和未延时信号的幅度、频率和相位就不用调整，因为两行信号采用的是同一量化位数，故其幅度是无差别的，而量化和存储时又采用同一时钟信号，所以它们的频率和相位也保持一致（即PAL 制每行相差90度,NTSC制每行相差180 度）。
三行梳状滤波的逻辑运算和控制部分，无论是数字式还是模拟式从范围上可以看出，它们是没有差别的。经过运算处理后，分离出来的是8bit色度数字信号和8bit亮度数字信号,然后再把这两组信号进行D/A 变换，转换成所需的模拟信号。
3） 时钟电路
数字式梳状滤波器的时钟电路有多种形式，即有采用４倍副载波时钟，也有采用２倍副载波时钟。其共同点是必须和接收视频信号的副载波频率保持恒定的倍数关系。只有这样，才能使延迟行和未延迟行之间的信号，保证准确的相位差（即90 度或180 度），经过加减运算得到较好的分离。为了和接收信号里的彩色副载波频率保持准确的整数倍关系，时钟产生电路往往采用两种电路程式：
A. 锁相环式
从输入的视频信号中，用选通门脉冲把色同步信号选出，经高通滤波器取出副载波成份，抑制低频干扰，然后送鉴相器。另外，由本机压控振荡器，产生４倍的副载波振荡信号，经分频后也送到鉴相器。鉴相输出的误差信号经低通滤波器后，再去校正本机压控振荡器的频率。这样由压控振荡器输出的副载波信号，就能和接收信号里的副载波频率保持准确整数倍关系。
这种电路的优点是：提供的时钟信号频率和幅度都很稳定，分离效果也较好。但缺点是，电路复杂，并且其频率跟踪性能取决于鉴相电路和低通滤波电路。
B.倍频式：
从输入信号中选通出色同步信号，先经限幅放大后，再送到它激式倍频振荡电路。该振荡器的频率和相位在每行的色同步信号输入后都进行一次校正，校正期由选通门脉冲控制。
然后再送到一个高Ｑ值选频电路，把振荡器输出的４倍（或２倍）副载波振荡信号取出，作为数字式梳状滤波分离电路的时钟信号。 [Page]
这种电路的优点是：倍频振荡器的振荡频率始终跟踪输入信号的副载波频率，频率和相位跟踪性能较好，电路简单。但是，稳定振荡信号的频率要靠选频电路有较高的Ｑ值和色同步信号里的副载波准确才能实现。
两种梳状滤波时钟产生电路，除了要对其按行的频率和相位校正外，有时还要在场同步时间间隔内，对行选通门脉冲计数，当行选通门脉冲计数达到一场时，再启动延时电路，按这种方式在一定的间隔期内进行检测，可以校正ＰＡＬ制信号中对副载波进行25Ｈz偏置时的相位移动。
1 梳状滤波的理论基础复合视频信号的亮、色频谱是交织在一起，经过普通的视频同步检波不能把正交调幅的色差信号解调出来。彩色信号调制的副载波成分仍然保留在视频信号里，其副载波成份的幅度变化代表的是色度信号的幅度变化。只要把视频信号副载波信号分离出来，也就能完成亮色分离。
已知ＰＡＬ制色副载波是以1/4H 间置，ＮＴＳＣ制的色副载波是以１／２行间置插在亮度信号频谱内。人们利用这一特点，把要分离的色信号延迟相差180 度的相位或其整数倍，然后再加减就能实现亮色分离。
1. 简单的梳状滤波分离电路：
理论上把视频信号通过行延时电路和没延时的信号相加减既可以分离出亮/色信号。实际电路中，行延时电路本身就存在着相位偏移和幅度差异，它不可能做成具有理想幅频特性的电路。为了解决这一问题，在不延时支路要加有补偿延时支路相位偏移和幅度差异的均衡网络。
2. 动态梳状滤波分离电路：
人们在电视上能够看到活动图象是借助电影的原理，即连续传送的每一帧图象中，相邻两帧的图象内容有一定的位移。如果摄取的景物运动速度快，相邻两帧图象内容的位移量就大，若摄取景物运动速度慢，则相邻两帧图象内容的位移量就小，静止图象相邻两帧的图象内容就没有位移。前面所介绍的梳状滤波电路，对静止图象和运动速度慢的图象分离效果好。这是因为梳状滤波器的延时电路是以行为单位延时，而且它是基于相邻 两场图象内容具有很强的相关性（既相邻两行和两场的图象内容位移量很小）这一特点来分离Y、C 信号。图象内容的位移分水平和垂直两个方向；相邻两场在水平方向上的位移量再大也不会超过一行，在以行周期为单位的延时电路里，水平方向快速位移的图象也能较好的分离。而在垂直方向上相邻两场的位移量最少都要超过一行（即使是位移的一个象素也表现为相邻两行垂直对应象素的位移）。如果，垂直方向运动速度快的图象，相邻两场图象内容的位移量会超出多行，延时行与没延时行在垂直方向上的对应象素有较大的差别（既专业上称为不相关）。显然，把有这样差别的信号在加减电路里进行简单的加减运算，就会分离得不彻底。为了解决这一问题又提出了动态梳状滤波方案。
1）动态梳状滤波的原理：
如前所述，一般的梳状滤波电路不能对垂直方向上运动速度快的图象内容进行很好的亮色分离，就必须考虑检测出垂直方向上图象内容的位移量。如果检测出的位移量小则采用梳状滤波，如果检测出的位移量大就采用带通滤波。这样就能实现针对不同的图象内容，采用相应的亮色分离方式。
对图象内容在垂直方向位移量的控制方法有很多种，但是它的基本原理只有一个，就是在垂直方向上把行间对应的像素进行加减比较，由其差值去控制梳状滤波和带通滤波之间的切换。
从参与比较信号的行数上来划分，简单的梳状滤波器被称为两行梳状滤波器，动态梳状滤波器由于使用了两段一行延时电路，又称为三行梳状滤波电路。
如前所述，无论是两行还是三行梳状滤波，它们实质上都是要进行行间对应象素的加减运算才能分离出Y、C 信号。如果要实现动态Y、C 的分离，就必须由加减运算的结果去控制相应的开关电路，实时切换梳状滤波和带通滤波。
2）数字式动态梳状滤波： 动态梳状滤波器采用了二段以上的延时线，模拟信号通过延时电路后，如果要和未延时信号进行加减运算，彻底分离亮色信号，必须对延时信号的幅度、频率、相位进行调整，才 [Page]
技术简报总第十五期 2 人人为我，我为人人
能达到目的。而且，由于延时电路对所传输的信号具有幅度衰减、相位延迟和群延迟的作用，其输入和输出端均需进行上述调整才能较好地分离。前面所介绍的三行梳状滤波器中的二段延时线就需要12 个调整点，这给大规模生产和调试带来了困难，人们又考虑用数字式动态梳状滤波。
它和模拟式动态梳状滤波电路的区别仅在于增加了A/D、D/A 变换存储器和相应的时钟产生电路，IIC总线控制电路。
复合的视频信号，首先经过A/D 变换把模拟式转换成数字式，再送到延时电路。对数字式信号的延时处理仍和模拟式信号类似，采用存储器方式。但它省去了幅度、频率和相应的匹配调整。因为数字信号的幅度恒定，而它的频率和相位调整取决于处理系统所用的时钟频率和相应的控制方式。另外，数字信号延时时间的调整，可以通过简单地调整存储器的存储量就能实现。例如，对复合视频信号采用8bitA/D 变换，则每行的量化级数为256 级。每延迟一行所需的存储容量为256*8=2048bit 延迟两行则需要4096bit 的存储容量。因此，如果该梳状滤波能适应PAL、NTSC制两种制式切换时，仅需要把每段的存储容量在4096 位和2048 位之间进行切换即可。
当延时线的延迟时间调整好后，对数字式的延时信号和未延时信号的幅度、频率和相位就不用调整，因为两行信号采用的是同一量化位数，故其幅度是无差别的，而量化和存储时又采用同一时钟信号，所以它们的频率和相位也保持一致（即PAL 制每行相差90度,NTSC制每行相差180 度）。
三行梳状滤波的逻辑运算和控制部分，无论是数字式还是模拟式从范围上可以看出，它们是没有差别的。经过运算处理后，分离出来的是8bit色度数字信号和8bit亮度数字信号,然后再把这两组信号进行D/A 变换，转换成所需的模拟信号。
3） 时钟电路
数字式梳状滤波器的时钟电路有多种形式，即有采用４倍副载波时钟，也有采用２倍副载波时钟。其共同点是必须和接收视频信号的副载波频率保持恒定的倍数关系。只有这样，才能使延迟行和未延迟行之间的信号，保证准确的相位差（即90 度或180 度），经过加减运算得到较好的分离。为了和接收信号里的彩色副载波频率保持准确的整数倍关系，时钟产生电路往往采用两种电路程式：
A. 锁相环式
从输入的视频信号中，用选通门脉冲把色同步信号选出，经高通滤波器取出副载波成份，抑制低频干扰，然后送鉴相器。另外，由本机压控振荡器，产生４倍的副载波振荡信号，经分频后也送到鉴相器。鉴相输出的误差信号经低通滤波器后，再去校正本机压控振荡器的频率。这样由压控振荡器输出的副载波信号，就能和接收信号里的副载波频率保持准确整数倍关系。
这种电路的优点是：提供的时钟信号频率和幅度都很稳定，分离效果也较好。但缺点是，电路复杂，并且其频率跟踪性能取决于鉴相电路和低通滤波电路。
B.倍频式：
从输入信号中选通出色同步信号，先经限幅放大后，再送到它激式倍频振荡电路。该振荡器的频率和相位在每行的色同步信号输入后都进行一次校正，校正期由选通门脉冲控制。
然后再送到一个高Ｑ值选频电路，把振荡器输出的４倍（或２倍）副载波振荡信号取出，作为数字式梳状滤波分离电路的时钟信号。 [Page]
这种电路的优点是：倍频振荡器的振荡频率始终跟踪输入信号的副载波频率，频率和相位跟踪性能较好，电路简单。但是，稳定振荡信号的频率要靠选频电路有较高的Ｑ值和色同步信号里的副载波准确才能实现。
两种梳状滤波时钟产生电路，除了要对其按行的频率和相位校正外，有时还要在场同步时间间隔内，对行选通门脉冲计数，当行选通门脉冲计数达到一场时，再启动延时电路，按这种方式在一定的间隔期内进行检测，可以校正ＰＡＬ制信号中对副载波进行25Ｈz偏置时的相位移动。
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