基于相位展开和线性回归的色载波频差估计方法

摘要

基于相位展开和线性回归的色载波频差估计算法，(1)提取一场开始的黑电平信号中的色同步分量的起始相位；并且采用场起初处的黑电平信号；利用相位估计得到的相位的范围为[0，2π]，作频率估计用的相位选取5个；(2)使用相位展开算法将提取的相位进行展开；相位展开是：以第1行的相位为基准，将其它4行的相位调整到一个统一的线性范围内；(3)使用线性回归模型对展开相位进行拟合，对色同步频率进行提取；以最小二乘准则解超定方程组，(4)使用限幅器对所提取到的色同步频率进行限幅。当输入为非标准视频信号时，通过相位展开算法和线性回归模型对色载波的频率估计，以提高本地色载波的精度，进行数字高清解调。

主权项

1.基于相位展开和线性回归的色载波频差估计算法，其特征是：(1)、提取一场开始的黑电平信号中的色同步分量的起始相位；一共提取5行，并且采用场起初处的黑电平信号，以不影响正常图像信号的显示。利用相位估计得到的相位的范围为[0，2π]，作频率估计用的相位选取5个；(2)、使用相位展开算法将提取的相位进行展开；相位展开是：以第1行的相位为基准，将其它4行的相位调整到一个统一的线性范围内；设相位为则可将第i行的相位看作是数控振荡器NCO以第1行的相位为振荡起始相位，上一帧的估计频率为累加步长，振荡到第i行的相位，即${\hat{\theta }}_i\approx ({\hat{\theta }}_1+2\pi *3200*(i-1)*\widehat{f_c^{\left(n\right)}}/f_s)\mathrm{mod}\left(2\pi \right)$其中为上一帧的色载波估计频率，3200是PAL制一行的采样点数(50MHz采样频率)，mod是取余函数，它的反函数是一个多值函数，相位展开就是要解相位模糊，确定反函数的值，展开相位的计算公式为其中INT是向下取整函数，取整是为了确定色载波从第1行到第i行经过的周期数，也就是确定了从第1行相位振荡成第i行相位所经过的2π个数；展开相位之间的递推关系为其中是对上一帧频率估计值的误差的估计；(3)、使用线性回归模型对展开相位进行拟合，对色同步频率进行提取；以最小二乘准则解超定方程组Y＝AX+B其中A和B是未知数，解方程组后可得$A=2\pi *3200*(\widehat{f_c^{\left(n\right)}}+\Delta \widehat{f_c^{(n+1)}})/f_s$于是当前帧的色载波频率估计值为$\widehat{f_c^{(n+1)}}=\widehat{f_c^{\left(n\right)}}+\Delta \widehat{f_c^{(n+1)}}=A*f_s/6400\pi$使用线性回归模型拟合求展开相位梯度；(4)、使用限幅器对所提取到的色同步频率进行限幅。