[发明专利]BTSC编码器

说明书

本发明是申请日为1997年6月2日、申请号为97195342.2、发明名称为“BTSC编码器”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总的说是关于用于电视广播的立体声音频编码器。较具体说，本发明涉及用于生成在美国和其他国家立体声电视信号广播中使用的音频信号的数字编码器。

背景技术

80年代，美国联邦通信委员会（FCC）采用针对电视信号的音频部分的新规定，使得电视节目能以双通道音频、例如立体声广播和接收。在这些规定中，FCC认识到广播附加音频通道的方法并对其给予特别的保护，此方法得到电子工业协会和全国广播员协会以及所谓的广播电视系统委员会（BTSC)机构的认同。这一公知的标准有时被称为多通道电视音响（MTS)，在FCC文件“BTSC系统的多通道电视声音发射和音频处理要求”（OET Bulletin NO.60,版本A,1986年2月）以及电子业协会出版的文件“多通道电视声音BTSC系统推荐的实践”（EIA Television Systems Bulletin NO.5,1985年5月）中有介绍。按照BTSC标准生成的电视信号后面将称之为“BTSC信号”。

原始单声电视信号仅载有单通道的音频。由于单声电视信号的配置和为保持与现有电视机相兼容的需要，立体声信息必须被分配在BTSC信号的较高频区内，使得立体声通道较之单声音频通道大得多的噪声。这就导致了对立体声信号较之对单声信号固有地更高的基础噪声。BTSC标准通过规定一对立体声音频信号提供附加的信号处理的编码系统来克服这一问题。在由一电视台播送BTSC信号之前，电视节目的音频部分以BTSC标准所说明的方式被加以编码，和在接收到一BTSC信号之后接收机（例如一电视机）即对此音频部分以互补的方式进行译码。这种互补的编码和译码确保整个立体声信号的这一噪比保持在可接受的水平。

图1为一现有技术BTSC编码系统的，更简单点说，一按BTSC标准规定的BTSC编码器100的方框图。编码器100接收左、右通道音频输入信号（在图1中各自被指明为“L”和“R”）并由它们生成经调整的总和信号和编码差分信号。应当理解，虽然所说明的现有技术和本发明的系统可用于编码随后作为电视信号发送的立体声信号的左、右音频信号，但BTSC系统也提供对独立的音频信号，例如由终端接收机分离和选择的不同语言的音频信息的编码装置。而且BTSC编码系统的噪声减小部件也能被用于除电视广播外的其他目的，例如用于改善音频记录。

系统100包括一输入部分110，总和通道处理部分120，和差分通道处理部分130。输入部分110接收左、右通道音频输入信号并由它们生成一总和信号（在图1中以“L＋R”表示）和一差分信号（图1中标为“L-R”）。众所周知的是，对于立体声信号，总和信号L＋R可为其自身用来取得单声道音频重现，而且正是这一信号被现有单声道音频电视机译码来重现声音。在立体声装置中，此总和和差分信号可相加或相减来恢复原先的二立体声信号（L）和（R）。输入部分110包括有二信号加法器112、114。加法器112求取左、右通道音频输入信号之和以生成总和信号，加法器114从左通道音频输入信号中减去右通道音频输入信号以生成差分信号。如上述，总和信号L＋R通过传送媒体以与先前的单声道信号所达到的同样的信—噪比发送。但是，差分信号L-R是通过噪声非常大的通道发送，特别在相应频谱的较高频率部分，以致于使得被译码的差分信号因噪声媒体和媒体的减少的动态范围而恶化其信—噪比。此动态范围被定义为基础噪声电平与发生信号饱和时的最大电平间的信号范围。在差分信号通道中此动态范在较高频率时降低。因而，使差分信号比总和信号经受附加的处理以便能基本上维持此动态范围。

更具体说，总和通道处理部分120接收总和信号并由其生成经调节的总和信号。部分120包括有一75μs的预矫滤波器122和一带宽限制器124。总和信号被加到滤波器122的输入，由它生成被加给带宽限制器124的输入端的输出信号。由后者所生成的输出信号就是经调节的总和信号。

差分通道处理部分130接收差分信号并由其生成编码的差分信号。部分130包括有：一固定预矫滤波器132（图示实现为级联的二滤波器132a和132b）；可变增益放大器134，最好为压控放大器形式；可变的预矫/去矫滤波器（下面称作为“可变矫正滤波器”）136，过调制保护器和带宽限制器138，固定增益放大器140，带通滤波器142，RMS电平检测器144，固定增益放大器146，带通滤波器148，RMS电平检测器150，和倒数发生器152。