霍運東

摘要：電視廣播信號經常會出現重影現象，重影現象可視為回波干擾或者信道彌散現象，文章分析了電視廣播信號重影產生的原因，并進一步研究了重影的消除技術。

關鍵詞：電視重影 信號處理 電視廣播信號

引言

過去對重影消除著眼于消除“復制”重影，采用將主信號延時、衰減后相減抵消的方法，因此對重影消除參考信號的要求僅是反映重影的兩個特征參數：強度和延時。近年來消重影技術已發(fā)展到采用均衡技術進行濾波和補償階段，它將消重影技術與均衡改善畫質技術結合進行圖像處理，經均衡處理后的圖像不但消除了重影且畫質得到改善,這時對重影消除參考信號也提出了更高的要求。

1.電視廣播信號重影產生的原因

電視廣播中的重影問題是煩人的問題之一，電視重影現象可視為回波干擾或者信道彌散現象，對模擬和數字廣播、通信的質量產生很大的損傷。隨著信號處理和微電子學的發(fā)展，消除電視中的重影或者校正彌散的信道已成為可能。重影消除不僅能消除或者減輕電視接收中的重影，而且通常還能均衡整個信道以傳輸接近演播室質量的電視圖像。在數字通信中，原則上重影消除能消除或者能減輕信道的彌散，有效地減少由于符號間干擾所產生的誤碼并提高通信的可靠性。

2.電視信號重影產生的原因

重影干擾是由于電視的廣播波中疊加了由建筑物等形成的反射電波而產生的接收干擾。由于反射波一般都具有時間滯后性，故電視畫面上會出現多重圖像(重影)。當接收點的直達波與反射波的入射角較小時，要通過天線去除反射波很困難，必須采用重影消除器進行信號處理。

對于電纜信號來說，電纜電視系統一般規(guī)模比較大,相互連接的環(huán)節(jié)比較多,如果設計不當或設計時設備選型不妥,由于器件加工工藝的限制,設備特性阻抗不可能做的完全一致,相互連接時阻抗不匹配,往往在系統內部產生反射波,在電視屏幕上會看到重影。

在比較復雜的反射情況下重影會因有相位失真并可伴隨各種各樣的扭曲和變形；有時還可能出現難以消除的非線性失真。過去對重影消除著眼于消除“復制”重影，采用將主信號延時、衰減后相減抵消的方法，因此對重影消除參考信號的要求僅是反映重影的兩個特征參數：強度和延時。近年來消重影技術已發(fā)展到采用均衡技術進行濾波和補償的階段，它將消重影技術與均衡改善畫質技術結合進行圖像處理，經均衡處理后的圖像不但消除了重影且畫質得到改善,這時對重影消除參考信號也提出了更高的要求。

3.電視信號重影消除原理

消除重影可在高頻或基帶上進行，但目前的數字技術，尚無法工作在高頻波段，只能在圖像信號同步檢波之后的視頻基帶上進行。既然重影是由直射波和反射波延時疊加形成的，那么把直射波延遲相同的時間，并衰減到與反射波相同的幅度，再與反射波反相相加就可消除重影。由于反射波的多少、延遲時間、衰減系數是隨天線方向和接收機位置而變化的，因而，必須用多抽頭延時線、可變增益乘法器和加法器組成的橫向濾波器來適應產生重影的各種環(huán)境。抽頭間距越短，抽頭越多，電路的適應能力就越強，但成本會越高。要使橫向濾波器正常工作，必須精確地測出各反射波的延遲量和幅度的百分比，實時調整相應的各個可變增益乘法器，其工作由基準產生器、重影檢測器和增益控制器完成，這種自動消除重影的電路叫做自適應橫向濾波器，能有效地消除多重反射引起的嚴重重影。

由于重影信號中混有正交成分，故解調后的視頻信號的形狀一般很復雜。但是，重影是由于疊加了主信號延遲后的部分所產生的，且由于地面廣播中所采用的是殘留邊帶振幅調制，解調部分不存在原理性的非線性要素。因此,從原理上說，即使在視頻級，重影信號也可看作是線性失真。

當反射波大于有用波時，反射波便成為主信號，有用波則成為所謂的前重影（超前重影）。由于前重影呈時間性推進，故具有反饋回路的IIR結構無法排除，因此，采用級聯式結構，前重影由FIR結構處理，滯后重影由IIR結構處理，實際上，短滯后重影也多包含在FIR式結構部分進行處理。

由于電視重影出現的多樣性和隨機性，使得表征重影特性的參數隨著接收地點、接收頻道、環(huán)境、天氣等因素變化而難以預測。因此，用于電視重影消除的橫向數字濾波器不同于數字信號處理中常規(guī)的一階、二階濾波器，它是一個對信號參數進行實時估計檢測，并實時調整抽頭系數進行自適應濾波的過程。該橫向濾波器是傳輸通道的反濾波，它的建立和構成依賴于由傳輸通道形成的重影的特征參數，故對多徑傳輸通道進行估計、檢測，從而獲得重影的特征信息是保證重影消除效果的主要條件。

對于單一重影來說,抽頭系數因臨近重影的存在,而會變成相當復雜的形狀，因此去除鄰近重影與修正因重影以外的傳輸途徑而引起的波形失真是一回事,故也稱為波形均衡。尤其是重影消除器,通常稱處理鄰近重影的FIR結構部分為波形均衡器,稱處理滯后重影的IIR結構部分為重影消除部分。

結語

許多電視工作者和科學工作者對消除或減輕重影干擾進行著不懈的探索,為研制出性能良好、價格便宜、使用方便的重影消除系統而努力。近年來，由于數字技術、計算機技術和超大規(guī)模集成電路制造技術的發(fā)展并在電視領域中應用，將重影消除技術提高到一個新的階段，并為重影消除的研究進入實用階段提供了新的途徑?！?/p>

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