本发明关于彩色电视的发送和接收。 在美国，按照国家电视系统委员会的混合标准进行彩色广播。该标准要求图象信息分成两部分：亮度（或辉度）和色度（或彩色）。图1是幅频曲线图，说明典型的NTSC制混合彩色电视信号10包含亮度信号12和色度信号14（混合电视信号的色度信息载在付载波上。其它混合信号有法国用的SECAM制，欧洲其它地区用的PAL制）。信号的带宽是6MHZ，其中图象载波16是1.25MHZ，高于带宽的低端。亮度信息直接调制在图象载波16上，而色变信息调制在彩色付载波18上。彩色付载波18的频率是NTSC规定的3.579545MHZ（音频信号载在另一付载波20上，靠近带宽的高端）。
在图1上，字母A标记的区特别重要，因为它代表亮度信号12和色度信号14的重迭部分，因为靠过滤频率复合信号，将亮度和色度信号分离，象A区那样的两种信号的重迭引起若干问题。假如，在接收端，需要完全分离亮度和色度信号，则必要的滤波会使两种信号丢失若干信息。在另方面，如不允许丢失信息，则亮度和色度信号相互干扰。此外，NTSC制的电视信号的各部分在不同频率上传输，在传输过程中相移的影响也不同，这就引起信号退化。还有，可用地彩色信息严重地受许可的狭窄彩色带宽的限制。
为解决这些问题，已经研制成一种称为多路模拟组合式（MAC），此MAC彩色电视信号如图2所描绘的，它是单条影象线的幅时曲线图，时间间隔为63.53μS起始的10.9μS是水平消影区间（HBI）22，在此期间不传输图象信息，色度信号24和亮度信号26紧接在HBI之后，两者都可压缩，在色度信号24和亮度信号26之间有0.28的防护带，防止两种信号相互干扰。要获得图2所示的MAC彩色电视信号，首先产生通常的亮度和色度信号（例如产生通常的NTSC信号或其它混合电视信号），然后分别进行采样和储存，亮度被采样（亮度采样频率）并储存在亮度存储器内，色度被采样（色度采样频率）并储存在色度存储器内，然后，亮度或色度的采样在时间上被压缩，方法是用单独的采样频率将信号写入存储器，用更高的频率读出。为了在有效影象线区间内读出，用一个多路调制器选通亮度存储器或色度存储器，这样就形成图2所示的MAC信号。如需要，音频采样可以在HBI期间传输，以影象采样相同的办法，这些采样被多路选通（可能被压缩）在多路复用的MAC信号中，所有采样的速率称为MAC采样频率。
虽然图2所示的MAC格式克服了图1所示的混合电视信号的问题，这些问题被若干其它困难取代，在以往MAC系统中，一个具有满意的图象质量的具体装置使用13.50MHZ的亮度采样频率，亮度压缩比是3∶2，因此，MAC采样频率是20.25MHZ，但是NTSC水平线频率fH（一行是63.56μS）是0.01573MHZ，它是MAC采样频率的 1/1287 。因而，由于许多接收机都要产生这三种频率，每台接收机必须采用复杂的昂贵的频率发生电路，用于再生彩色付载波和产生其它需要的频率，因此大大地增加系统的价格（所有混合彩色电视信号使用的彩色付载波频率是227.5fH;但是在每种系统中fH是不同的，因此，仅在NTSC系统中，彩色付载波的频率是3.579545MHZ（227.5fH）。
在以往的MAC系统中，另一种具体装置使用10.74MHZ（682.5fH）的亮度采样频率，亮度压缩比是4∶3，因此，MAC采样频率是14.32MHZ（910fH），除复杂的频率发生电路之外，这种系统的图片质量不能令人满意，因为亮度采样频率低，不满足商业要求和所需亮度频率的Nyquist准则。
在以往MAC系统中，第三种具体装置使用21.48MHZ（1365fH）的MAC采样频率和亮度压缩比5∶4，因而亮度采样频率为17.18MHZ（1092fH），这能提供令人满意的图片。但是，仍然需要复杂的频率发生电路，还有，如亮度和色度都以同等宽度塞入有效影象线，例如NTSC有效影象线（52.38），则色度压缩比必须是5∶1，由于噪音，色度信号的质量是不能令人满意的。为了避免噪音问题，将色度压缩比改变为15∶4，但增加频率发生电路的复杂性，并亮度和色度信号将超出有效影象线，进入水平消影区间，结果，在每条影象线内，留给音频信息的时间不足。
除频率发生器的复杂性之外，还要求在每台接收机内产生227.5fH（3.579545MHZ，NTSC）频率的彩色付载波，需要简易、低价地产生付载波的技术。由于标准接收机做成接收混合电视信号，它不能直接接收MAC电视信号，为了传输，首先在接收机端将MAC信号转换成混合信号（例如NTSC，PAL或SECAM）。
本发明的目的是，简化频率发生电路并降低它的成本，为了传输MAC彩色电视信号，此电路位于通信系统的接收机端，将MAC信号转换成混合电视信号。
本发明的另一目的是，以足够高的频率采样亮度和色度，以获得令人满意的图象。
本发明的另一目的是压缩亮度和色度，使两者信号塞入有效影象线，不进入HBI（因此，在HBI区间内有足够的时间传输音频信息）。
由于噪音的缘故，本发明的另一目的是：不过度压缩亮度或色度，以免图象质量令人不满意。
本发明靠建立一组频率（用作采样频率或其它用途）来达到这些目的。这些频率是相关的，都可以从单个主钟频率中以相当低的整数分频出来，由于没有倍频问题（如果某些挑选的频率不能平均地从主钟频率分得，则有倍频问题）只需要单个控制主钟频率的相位锁定回路。本发明的这种特点大大地减少了每台接收机的价格。
已得知，为了满足商业要求和Nyquist准则，获得质量上令人满意的电视信号，亮度采样频率至少应高于12MHZ，而色度采样频率最低应是5MHZ。大体上靠约20MHZ的现有的廉价的积层电路技艺实现采样频率的上限，因此，当传输MAC电视信号，基频（亮度或色度）和压缩比之积（即MAC采样频率）不会过大于此数值。
因为音频伴随着混合彩色电视信号，最终传送给接收机，所以音频采样包含在MAC彩色电视信号之内。从而音频采样频率也选择成主钟频率的平均整除数。
如需电传，接收机应产生近6MHZ的信号，这样可以利用标准的“点阵”电传字符发生器。同样，此信号的确切频率应是主钟频率的平均整除数。
本发明选择的频率之间的关系如下
(f0)/(n) ＝ 3/2 f1＝3f2＝65f3＝f4＝227.5kfH
式中n和k是正整数，fH是水平线频率。
从这些系数可看出，每个信号（包括227.5fH的彩色付载波）完全可从主钟频率分得，分频系数是小的正整数。（在某些情况下，要用若干个这样的分频器，例如将主钟频率除以5n，再除以13，即得出音频采样信号f3）这就允许接收机只用单个相位锁定回路或简单的分频器，大大地简化了频率发生电路。
要获得令人满意的图象质量，须选择亮度采样频率（f1）和色度采样频率（f2）超过必需的最低值（相应为12MHZ和5MHZ）。
亮度压缩比（f4/f1）是3∶2，色度压缩比（f4/f2）是3∶1，因此压缩后的亮度和色度信号都在有效影象线内，不会进入HBI区，不过两者的压缩不过高，图象噪音不会不符合要求。
在上述限制内，MAC采样频率f4可以很低，这样接收机就可用现有的低价的视频A/D转换器，保证硬件的总价低廉。
本发明还提供中心本机编码器，它将包含亮度和色度的彩色电视信号转换成MAC彩色电视信号，还提供译码器（为每台接收机）它将MAC彩色电视信号转换成混合电路信号。此信号以更优越的格式传输更远的路径。
编码器接收的电视信号包含分隔的亮度和色度成分，按已知的方式，以适当的频率（亮度和色度）采样这些信号，亮度采样按3∶2压缩，方法是，将亮度采样以f1频率（亮度采样频率）写入存储器又以f4频率（MAC采样频率）读出。色度采样以f2频率（色度采样频率）写入存储器，再以f4频率读出。用多路调制器交替地将这些采样读出（或包括其它需要的信号，例如音频采样），产生MAC彩色电视信号，传送给各台接收机。
在每台接收机端，译码器（包括多路解调器）从MAC信号中分离出若干成分。按上述压缩的逆过程将亮度和色度恢复，音频和其它信号也被恢复。
按已知的方式，色度采样被用来调制译码器产生227.5fH彩色付载波，然后被恢复的亮度采样和调制后的付载波和适当的同步和消影信号组合成混合彩色电视信号。
在HBI区间内，同时分多路调制器可以传输若干音频通道，同样，按众所周知的方式，在竖直消影区闻（VBI）可以传输电传信息。电传码在接收机内恢复并输给字符发生器，它产生字符，显示在电视屏上。
附图简述
图1是幅频曲线图，简要地说典型的NTSC彩色电视信号。
图2是典型MAC彩色电视信号的单条影象线的幅时曲线图。
图3是按照本发明的MAC彩色电视信号的单条影象线的幅时曲线图。
图4是本发明应用的编码器的方块图。
图5是多种频率发生器电路的方块图，用于编码器和译码器。
图6是本发明应用的译码器的方块图。
图7是线存储器方块图，用于压缩和恢复亮度和色度信号。
图8是在亮度恢复期间，图7的线存储器的输入和输出信号图。
择优具体装置的详细描述
表1给出本发明的择优具体装置选用的频率。虽然本发明提出的彩色付载波是NTSC制，3.579545MHZ，以及MAC信号在接收端转成NTSC信号，但也适用于PAL和SECAM制。
表1
信号 频率 分频比
主钟（f0） 42.95MHZ＝2730fH1
亮度采样（f1） 14.32MHZ＝910fH1/3
色度采样（f2） 7.16MHZ＝455fH1/6
信号 频率 分频比
音频采样（f3） 0.33MHZ＝21fH1/130
MAC采样（f4） 21.48MHZ＝1365fH1/2
电传发生器（f5） 0.14MHZ＝390fH1/7
NTSC彩色付载波 3.579545MHZ＝227.5fH1/12
（频率f3也可以是0.20MHZ（或13fH），即f0的 1/120 ）
图3是按照本发明传输的单条影象线的幅时曲线图，实质上HBI22的宽度和NTSC中的相同，10.9μS，色度信号按3∶1压缩，宽度仅为17.46μS，亮度信号按3∶2压缩，宽度为34.92μS。有一0.28μS的防护段，将两个信号隔开。
图4是本发明应用的编码器方块图，三个彩色电视信号-亮度（Y）以及两个色差信号（R-Y和B-Y）来自通常的彩色电视源，相应地经过低通滤波器100a，100b和100c滤波。滤波后的彩色电视信号在A/D转换器102a，102b和102c中被采样，亮度信号的采样速虑为910fH，每个彩色信号的采样速率为455fH。
竖直滤波器104和106提供数字色差信号R-Y和B-Y的竖直内插，之后，这些由多路调制器108交替地发送出去。和NTSC电视传输一样，在MAC的每条线中仅发送出一个彩色差信号。
接着，如上所述，数字亮度和色度信号被压缩，以亮度采样频率910fH将亮度数据写入亮度存储器110a（CCD线存储器）再以MAC采样频率1365fH将亮度数据读出。又以色度采样频率455fH将色度数据写入色度存储器110b，（也是CCD线存储器），读出频率为1365fH。
在彩色电视信号处理过程中，伴随的音频信号也被采样和压缩，4个音频通道在4个Delta调制器112a-112d内被采样和数字化，采样频率为21fH（如需6个音频通道，则采样频率为13fH）由多路调制器114交替选通4个被Delta调制的音频通道，并压缩至455fH。压缩后，在采样电路116中，音频被恢复，采样频率为MAC采样频率1365fH。
在图4上，有“VBI”标记的箭头表示在VBI区间传输的信息，同步，时统和电传。以通常的方式产生出这些信息并以MAC采样频率送入多路调制器118。
多路调制器收到四种信号：亮度、色度、音频以及同步、时统和电传，采样频率都是MAC采样频率。多路调制118在适当时刻选通这些信号并将这些信号组合起来，纳入MAC影象线。多路调制后，这些信号在D/A转发器120内转换成模拟信号，经过低通滤波器122输出，成为MAC彩色电视信号。
图5是多种频率发生器的电路图，用于编码器和译码器。主钟200包含相应锁定回路，产生2730fH的主钟信号，此信号输入三个分频器，分频器202将主钟信号进行2次分频，分频器206进行3次分频，分频器206进行7次分频。分频器204的输出910fH是亮度采样信号，分频器206的输出390fH是电传发生器信号，分频器202产生的1365fH信号是MAC采样信号，它再被分频器208和210分频，分频器208将MAC采样信号进行三次分频，产生455fH的色度采样信号，同时分频器210做65次分频，产生21fH的音频采样信号。
图6是本发明应用的译码器方块图。首先，MAC电视信号进入多路解调器30，它将亮度、色度信号以及音频，同步，时统和电传信号分离出来。亮度信号进入亮度存储器302（CCD线存储器）信号被恢复后经过低通滤波器304输出，从而模拟的亮度信号输入输出接口。恢复亮度信号所需的采样信号由时间发生器308产生，通过两个时钟驱动器310供给亮度存储器302。
多路解调器300输出的色度信号也在色度存储器312（也是CCD线存储）内恢复，输出两路隔开的色差信号，然后经过低通滤波314输入输出接口306。时间发生器308产生的采样信号通过三个钟驱动器310供给亮度存储器312。
多路解调器300也将不含有亮度和色度的信号从MAC电视信号中分离出来。这些信号包括音频，电视以及同步和时统信号。音频、电传和同步信号通过低通滤波器318输入多路解调器316;同时，固定频率的时统信号通过带通滤波器320输入多路解调器316，多路解调器316将这些信号分离，音频信号输给多路解调器322，同步和时统信号输给时钟和同步恢复电路324以及时间发生器308。从多路解调器316输出音频信号被音频多路解调器322分成4路，再经过模拟音频处理器326输出。电传信号通过时钟和同步恢复电路324输给字符发生器328。译码器在微机330控制下工作，微机通过双向母线334，336和338与时钟和同步恢复电路324，电传字符发生器328以及随机存取存储器332通信。
输出接口接收字符发生器328输出的字符，低通滤波器304输出的亮度，低通滤波器314输出的色度，时间发生器308输出的时统信号，输出接口的输出是标准的NTSC彩色电视信号。
图7是线存储器的方块图，它用于压缩或恢复亮度和色度信号，此线存储器是图4的存储装置110a，110b和图6的302，312的典型代表。线存储器起亮度恢复作用。在恢复亮度期间，图7的线存储器的输入和输出信号画在图8上。当MAC电视信号存在时，钟1写入线存储器400共750个亮度采样，采样频率是MAC采样频率1365fH，同时钟2将线存储器402存储的采样读出，速率是910fH。在下一条影象线期间，钟2将750个亮度采样写入线存储器402，速率为1365fH，同时钟1读出存储在线存储器400中的亮度采样，速率为910fH。恢复色度采样的操作原理类似，钟频是1365fH和455fH。
虽然利用附图详细地说明了作为例证的本发明的具体装置，应懂得，本发明不局限于具体装置中的细节，在本发明的范围（或精神）内，技术熟练的人员还能做出各种各样的修改和改型。