專利名稱：分離亮度和色度信號(hào)的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及NTSC系統(tǒng)的電視接收機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及從施加到亮度和色度信號(hào)(以下稱為“Y/C”信號(hào))分離電路上的全電視信號(hào)中有效地分離Y/C信號(hào)的方法和電路。
Y/C分離是確定圖像質(zhì)量的最重要的因素。已經(jīng)采用梳狀濾波和陷波方法分離Y/C信號(hào)，而近來(lái)廣泛采用的是前者。這一梳狀濾波方法是在假定色度信號(hào)C的相位每1H行被倒相、并且離開當(dāng)前基準(zhǔn)信號(hào)1H行的信號(hào)相互類似的前提下對(duì)亮度信號(hào)Y和色度信號(hào)C分離的。然而這種Y/C信號(hào)分離方法存在問(wèn)題，即如果在水平或垂直方向檢測(cè)到邊緣，那么水平或垂直分辨率便迅速下降，因此不可能準(zhǔn)確地分離Y/C信號(hào)。
為了避免Y/C信號(hào)分離電路的性能由于邊緣的存在而下降，現(xiàn)有技術(shù)采用Y/C信號(hào)分離方法時(shí)考慮了水平和垂直取樣的相關(guān)性。


圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的水平/垂直相關(guān)性自適應(yīng)型Y/C信號(hào)分離電路。參照?qǐng)D1，全電視信號(hào)CVS直接施加到取樣延遲電路14，并且還通過(guò)行延遲電路10被延遲1H行后施加到取樣延遲電路16。眾所周知，施加到Y(jié)/C信號(hào)分離電路上的全電視信號(hào)CVS具有3.58MHz的彩色副載波頻率fsc，并以四倍于彩色副載波的頻率即4f5C(14.32MHz)的頻率被取樣。已經(jīng)通過(guò)行延遲電路10被延遲1H行的全電視信號(hào)通過(guò)行延遲電路12再被延遲1H行，然后施加到取樣延遲電路18。取樣延遲電路14將已經(jīng)延遲的全電視信號(hào)延遲2個(gè)取樣距離，取樣延遲電路16將已經(jīng)延遲1H行的全電視信號(hào)延遲2個(gè)取樣距離，并且取樣延遲電路18將已經(jīng)延遲2H行的全電視信號(hào)延遲2個(gè)取樣距離。取樣延遲電路20將已經(jīng)通過(guò)行延遲電路10延遲1H行并通過(guò)取樣延遲電路16延遲2個(gè)取樣距離的全電視信號(hào)延遲2個(gè)取樣距離。此處取樣距離是指以四倍于彩色副載波的頻率取樣的取樣頻率的周期。
垂直濾波器(以下稱為“V濾波器”)22利用取樣延遲電路14、16和18的輸出即取樣信號(hào)u、P和d，對(duì)Y/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波，而水平濾波器(以下稱為“H濾波器”)24利用取樣信號(hào)1即行延遲電路10的輸出和取樣信號(hào)P和r即取樣延遲電路16和20的輸出，對(duì)Y/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波。
參看取樣信號(hào)P、l、r、u和d，即圖1所示的行和取樣延遲電路的輸出，取樣信號(hào)1是1H行延遲信號(hào)，取樣信號(hào)P是1H行和2取樣距離延遲信號(hào)，以及取樣信號(hào)r是1H行和4取樣距離延遲信號(hào)。并且取樣信號(hào)l和r用來(lái)根據(jù)取樣信號(hào)P估計(jì)水平相關(guān)性。取樣信號(hào)u是延遲2取樣距離的全電視信號(hào)，而取樣信號(hào)d是延遲2H行和2取樣距離的全電視信號(hào)。這些取樣信號(hào)u和d用來(lái)根據(jù)取樣信號(hào)P估計(jì)垂直相關(guān)性。取樣信號(hào)是Y＋C(或Y－C)的形式，并且色度信號(hào)C的相位每2取樣進(jìn)行轉(zhuǎn)換。假如取樣信號(hào)的色度信號(hào)C是信號(hào)I(或信號(hào)Q)，那么離開信號(hào)I1取樣距離的取樣信號(hào)是信號(hào)Q(或信號(hào)I)。
從以上描述可以看出，V濾波器22利用位于垂直方向的取樣信號(hào)u和d，根據(jù)取樣信號(hào)P對(duì)Y/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波，而H濾波器24利用位于水平方向的取樣信號(hào)l和r，根據(jù)取樣信號(hào)P對(duì)Y/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波。
比較器26接收已經(jīng)通過(guò)行和/或取樣延遲電路延遲的取樣信號(hào)u、d、r和l，并將垂直方向的取樣信號(hào)u和d之間的差DV與水平方向的取樣信號(hào)l和r之間的差DH進(jìn)行比較，于是根據(jù)比較的結(jié)果，或者輸出V濾波器選擇信號(hào)，或者輸出H濾波器選擇信號(hào)。如果值DV＋K(其中K是某個(gè)常數(shù))大于差DH，那么比較器26輸出H濾波器選擇信號(hào)，否則輸出V濾波器選擇信號(hào)。
垂直方向的取樣信號(hào)之間或水平方向的取樣信號(hào)之間的差別比其它大，這一事實(shí)意味著相同方向的取樣信號(hào)的相關(guān)性較弱，這就是說(shuō)在它們之間檢測(cè)到邊緣。
于是，如果施加來(lái)自比較器26的V濾波器選擇信號(hào)，那么濾波器選擇器28選擇V濾波器22的輸出。如果施加H濾波器選擇信號(hào)，那么濾波器選擇器28選擇H濾波器24的輸出。濾波器選擇器28的輸出信號(hào)通過(guò)帶通濾波器29被帶通濾波。帶通濾波器29的輸出信號(hào)是色度信號(hào)C。加法器30將負(fù)色度信號(hào)C與基準(zhǔn)取樣信號(hào)P相加，于是輸出亮度信號(hào)Y。
圖2表示根據(jù)垂直/水平方向的取樣信號(hào)之間的差DV和DH或者選擇V濾波器22或者選擇H濾波器24的方法。參照?qǐng)D2，如果DH＞DV＋K，則采用V濾波器22，如果DH＜DV＋K，則采用H濾波器24。加到差信號(hào)DV上的常數(shù)K一般是一個(gè)正數(shù)，用它來(lái)有效地對(duì)Y/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波。
如上所述，現(xiàn)有技術(shù)的垂直/水平相關(guān)性自適應(yīng)型Y/C信號(hào)分離電路包括兩個(gè)分別在垂直和水平方向?qū)/C信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器，該分離電路將水平方向的離開4取樣距離的取樣之間的差與垂直方向的離開2H行的取樣之間的差進(jìn)行比較，并選擇垂直濾波器和水平濾波器中根據(jù)比較結(jié)果具有較強(qiáng)的相關(guān)性的一個(gè)濾波器，由此對(duì)全電視信號(hào)進(jìn)行濾波。
與只在一個(gè)方向?qū)/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波的取樣水平或垂直濾波器相比，上述Y/C信號(hào)分離電路具有相對(duì)高的性能。然而，假如在水平和在垂直方向都檢測(cè)到邊緣，或者在任何其它方向(例如對(duì)角線方向)檢測(cè)到邊緣，這種結(jié)果便使得電路的性能下降。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是通過(guò)考慮了邊緣的存在和邊緣的空間方向，提供能有效地從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的方法和電路。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過(guò)進(jìn)一步考慮預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)和附近的取樣信號(hào)間的相關(guān)性，提供自適應(yīng)確定亮度和色度信號(hào)被分離和濾波的方向的一種方法。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，在NTSC型圖像處理系統(tǒng)中從以4倍于彩色副載波的頻率取樣的全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的方法包括以下步驟通過(guò)多個(gè)行和取樣延遲部件將全電視信號(hào)延遲，然后產(chǎn)生多個(gè)取樣信號(hào)，檢測(cè)一個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)和附近的多個(gè)取樣信號(hào)之間的相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)與預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)同相，然后每次延遲全電視信號(hào)，確定對(duì)亮度和色度信號(hào)進(jìn)行分離和濾波的任何方向，在確定方向或多個(gè)預(yù)定方向從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，以及檢測(cè)取樣信號(hào)的垂直和水平相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)與基準(zhǔn)取樣信號(hào)相位不同和在上/下/左/右方向離開基準(zhǔn)取樣信號(hào)，然后根據(jù)垂直和水平相關(guān)性選擇在分離和濾波步驟中已經(jīng)被分離和濾波的亮度和色度信號(hào)。
為了達(dá)到本發(fā)明的其它目的，在NTSC型圖像處理系統(tǒng)中從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的一種電路包括取樣信號(hào)產(chǎn)生電路，用于通過(guò)多個(gè)行和取樣延遲部件將全電視信號(hào)延遲，然后產(chǎn)生多個(gè)取樣信號(hào)；第一濾波器，用于檢測(cè)基準(zhǔn)取樣信號(hào)和各個(gè)取樣信號(hào)之間的相關(guān)性，各個(gè)取樣信號(hào)位于附近和與基準(zhǔn)取樣信號(hào)同相，然后在與基準(zhǔn)取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)的方向從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波；第二濾波器，用于在預(yù)定方向從取樣信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的取樣信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波；相關(guān)性檢測(cè)器，用于檢測(cè)與基準(zhǔn)取樣信號(hào)相位不同的取樣信號(hào)的水平和垂直相關(guān)性；以及濾波選擇器，用于根據(jù)水平和垂直相關(guān)性及預(yù)定的濾波器選擇閾值，或者選擇第一濾波器或者選擇第二濾波器。
以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例，附圖中
圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直/水平相關(guān)性自適應(yīng)型Y/C信號(hào)分離電路；圖2是表示根據(jù)垂直/水平相關(guān)性選擇任何濾波器的現(xiàn)有技術(shù)方法的圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的Y/C信號(hào)分離電路；圖4表示在電視屏幕上顯示的圖3的取樣信號(hào)；圖5是表示圖3的D濾波器的詳細(xì)框圖；圖6是表示D濾波器的另一實(shí)施例的框圖；圖7是表示根據(jù)垂直/水平相關(guān)性選擇任何濾波器的本發(fā)明方法的圖；以及圖8是表示圖3的濾波器選擇器的選擇操作的流程圖。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的Y/C信號(hào)分離電路。行延遲電路32、34、36和38級(jí)聯(lián)。行延遲電路32接收全電視信號(hào)(CVS)。取樣延遲電路40、42、44、46和48分別與行延遲電路32、34、36和38的I/O線相連。取樣延遲電路40與行延遲電路32的輸入線相連，取樣延遲電路42與行延遲電路32的輸出線相連，取樣延遲電路44與行延遲電路34的輸出線相連，取樣延遲電路46與行延遲電路36的輸出線相連，以及取樣延遲電路48與行延遲電路38的輸出線相連。取樣延遲電路50與取樣延遲電路44的輸出線相連，取樣延遲電路52與取樣延遲電路50的輸出線相連，以及取樣延遲電路54與取樣延遲電路52的輸出線相連。
通過(guò)這些連接，行延遲電路32、34、36和38分別將全電視信號(hào)延遲1H行。取樣延遲電路40將全電視信號(hào)延遲4取樣距離。取樣延遲電路42將延遲了1H行的信號(hào)延遲4取樣距離，取樣延遲電路44將延遲了2H行的信號(hào)延遲2取樣距離。取樣延遲電路46將延遲了3H行的信號(hào)延遲4取樣距離，取樣延遲電路48將延遲了4H行的信號(hào)延遲4取樣距離。取樣延遲電路50、52和54相繼地將延遲了2H行和2取樣距離的信號(hào)延遲2取樣距離。
方向確定器56接收取樣和行延遲電路40、48、50、54和36的輸出，即取樣信號(hào)U、D、P、R和L。方向確定器56檢測(cè)取樣信號(hào)P和U、P和D之間的相關(guān)性，其中U和D離開P2H行，并且檢測(cè)取樣信號(hào)P和L、P和R之間的相關(guān)性，其中L和R離開P4取樣距離。在與取樣信號(hào)P具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)的方向?qū)/C信號(hào)進(jìn)行分離和濾波。方向確定器56向?qū)蔷€濾波器(以下稱為“D濾波器”)62輸出對(duì)應(yīng)于分離Y/C信號(hào)的空間方向的方向控制信號(hào)A。
D濾波器62接收取樣延遲電路50、42、44、46和52的輸出，即取樣信號(hào)P、u、l、d和r，并在對(duì)應(yīng)于從方向確定器56施加的方向控制信號(hào)A的任何方向?qū)@些取樣信號(hào)進(jìn)行濾波，然后向?yàn)V波器選擇器70輸出第一濾波信號(hào)F1。
水平濾波器(以下稱為“H濾波器”)64接收取樣延遲電路44、50和52的輸出，即取樣信號(hào)l、P和r，然后在水平方向?qū)@些取樣信號(hào)進(jìn)行濾波，從而向?yàn)V波器選擇器70輸出第二濾波信號(hào)F2。
垂直濾波器(以下稱為“V濾波器”)66接收取樣延遲電路42、50和46的輸出，即取樣信號(hào)u、P和d，然后在垂直方向?qū)@些取樣信號(hào)進(jìn)行濾波，從而向?yàn)V波器選擇器70輸出第三濾波信號(hào)F3。
H-V濾波器68接收取樣延遲電路50、42、44、46和52的輸出，即取樣信號(hào)P、u、l、d和r，然后在垂直/水平方向?qū)@些取樣信號(hào)進(jìn)行濾波，從而向?yàn)V波器選擇器70輸出第四濾波信號(hào)F4。
行差檢測(cè)器58接收取樣延遲電路42和46的輸出，即取樣信號(hào)u和d，然后檢測(cè)它們之間差的絕對(duì)值，從而向?yàn)V波器選擇器70輸出垂直差檢測(cè)信號(hào)DV。取樣差檢測(cè)器60接收取樣延遲電路44和52的輸出，即取樣信號(hào)l和r，然后檢測(cè)它們之間差的絕對(duì)值，從而向?yàn)V波器選擇器70輸出水平差檢測(cè)信號(hào)DH。
濾波器選擇器70接收分別從D濾波器62、H濾波器64、V濾波器66和H－V濾波器68輸出的第一、第二、第三和第四濾波信號(hào)F1、F2、F3和F4，然后將垂直和水平差檢測(cè)信號(hào)與預(yù)定的第一和第二垂直/水平閾值進(jìn)行比較，從而根據(jù)比較的結(jié)果選擇和輸出四個(gè)濾波信號(hào)中的任何一個(gè)。
帶通濾波器71對(duì)濾波器選擇器70的輸出信號(hào)Z的高頻范圍進(jìn)行帶通濾波，并輸出色度信號(hào)C。加法器72將負(fù)色度信號(hào)C與從取樣延遲電路50輸出的取樣信號(hào)P相加，從而輸出亮度信號(hào)Y。
圖4表示在電視屏幕上顯示的取樣信號(hào)P、L、R、U、D、l、r、u和d。
將取樣信號(hào)P設(shè)為基準(zhǔn)取樣點(diǎn)，取樣信號(hào)U在上方向離開基準(zhǔn)取樣信號(hào)P2行，取樣信號(hào)D在下方向離開基準(zhǔn)取樣信號(hào)P2行，取樣信號(hào)L在左方向離開基準(zhǔn)取樣信號(hào)P4取樣距離，取樣信號(hào)R在右方向離開基準(zhǔn)取樣信號(hào)P4取樣距離，所有這些取樣信號(hào)都與基準(zhǔn)取樣信號(hào)P同相。例如，如果基準(zhǔn)取樣信號(hào)P是Y＋C(或Y－C)，那么以上四個(gè)信號(hào)U、D、L和R也是Y＋C(或Y－C)。
由圖4中畫陰影的圓圈表示的取樣信號(hào)U、D、R、L和P施加到方向確定器56以便選擇方向，在該方向D濾波器62根據(jù)檢測(cè)到邊緣的方向?qū)/C信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)分離和濾波。由空心圓圈表示的取樣信號(hào)u、d、r和l具有與基準(zhǔn)取樣信號(hào)P相比反相的彩色相位，并施加到行和取樣差檢測(cè)器58和60，以便檢測(cè)在垂直/水平方向的取樣信號(hào)之間的差的絕對(duì)值。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3和4詳細(xì)描述方向確定器56的操作。
方向確定器56接收如圖3和4所示的五個(gè)取樣信號(hào)U、D、R、L和P，然后輸出一個(gè)方向控制信號(hào)A。為了檢測(cè)控制信號(hào)A的方向，方向確定器56執(zhí)行以下操作
Min＝min(|P-U|，|P-D|，|P-R|和|P-L|)……(1)其中Min是|P-U|，|P-D|，|P-R|和|P-L|中的最小值，min代表在四個(gè)輸入值|P-U|，|P-D|，|P-R|和|P-L|中尋找最小值的操作。
參照?qǐng)D4，|P-U|是基準(zhǔn)取樣信號(hào)P和在上方向離開取樣信號(hào)P2行的取樣信號(hào)U之間的差，|P-D|是基準(zhǔn)取樣信號(hào)P和在下方向離開取樣信號(hào)P2行的取樣信號(hào)D之間的差，|P-R|是基準(zhǔn)取樣信號(hào)P和在右方向離開取樣信號(hào)P4取樣距離的取樣信號(hào)R之間的差，|P-L|是基準(zhǔn)取樣信號(hào)P和在左方向離開取樣信號(hào)P4取樣距離的取樣信號(hào)L之間的差。這些取樣信號(hào)U、D、R和L是與基準(zhǔn)取樣信號(hào)P同相的四個(gè)最接近的取樣。因此，在公式(1)中給出最小值的取樣信號(hào)具有與基準(zhǔn)取樣信號(hào)P最強(qiáng)的相關(guān)性?？梢灶A(yù)計(jì)在具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)之間可能檢測(cè)沒(méi)有邊緣。
因此，在公式(1)中，如果|P-U|是最小值，那么從方向確定器56輸出的方向控制信號(hào)A變成表示在上方向的最高相關(guān)性的邏輯值(例如A＝“00”)。如果|P-D|是最小值，那么方向控制信號(hào)A變成表示在下方向的最高相關(guān)性的邏輯值(例如A＝“01”)。如果|P-R|是最小值，那么方向控制信號(hào)A變成表示在右方向的最高相關(guān)性的邏輯值(例如A＝“10”)。如果|P-L|是最小值，那么方向控制信號(hào)A變成表示在左方向的最高相關(guān)性的邏輯值(例如A＝“11”)。從方向確定器56施加到D濾波器62的方向控制信號(hào)的邏輯值是預(yù)定的，并用來(lái)控制D濾波器62的第一被濾波的信號(hào)F1。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員都懂得，類似于公式(1)的操作可以通過(guò)采用比較器和差檢測(cè)器用硬件的方法實(shí)現(xiàn)，或者也可以通過(guò)對(duì)該操作編程用軟件的方法實(shí)現(xiàn)。
圖5是圖3中D濾波器的詳細(xì)的電路圖。D濾波器62包括方向?yàn)V波單元80和第一多路轉(zhuǎn)接器90，方向?yàn)V波單元80接收取樣信號(hào)P、I、r、u和d，分別在上/下/左/右方向?qū)@些取樣信號(hào)進(jìn)行濾波，然后輸出第一至第四濾波信號(hào)01至04，第一多路轉(zhuǎn)接器90根據(jù)從圖3的方向確定器56施加的方向控制信號(hào)A選擇從方向?yàn)V波單元80輸出的四個(gè)濾波信號(hào)01至04中的任何一個(gè)，然后輸出第一濾波信號(hào)F1。
方向?yàn)V波單元80具有上濾波器82、下濾波器84、左濾波器86和右濾波器88。這四個(gè)濾波器在硬件上具有相同的功能。
上濾波器82接收取樣信號(hào)P和取樣信號(hào)u，并根據(jù)取樣信號(hào)P在上方向?qū)θ娨曅盘?hào)進(jìn)行濾波，然后輸出第一濾波信號(hào)01。下濾波器84接收取樣信號(hào)P和取樣信號(hào)d，并根據(jù)取樣信號(hào)P在下方向?qū)θ娨曅盘?hào)進(jìn)行濾波，然后輸出第二濾波信號(hào)02。左濾波器86接收取樣信號(hào)P和取樣信號(hào)1，并根據(jù)取樣信號(hào)P在左方向?qū)θ娨曅盘?hào)進(jìn)行濾波，然后輸出第三濾波信號(hào)03。右濾波器88接收取樣信號(hào)P和取樣信號(hào)r，并根據(jù)取樣信號(hào)P在右方向?qū)θ娨曅盘?hào)進(jìn)行濾波，然后輸出第四濾波信號(hào)04。
上濾波器82、下濾波器84、左濾波器86和右濾波器88分別輸出通過(guò)執(zhí)行以下操作得到的第一、第二、第三和第四濾波信號(hào)01至04O1=(P-u)2····(2),]]>O2=(P-d)2····(3),]]>O3=(P-r)2····(4),]]>和O4=(P-l)2····(5),]]>其中01至04表示第一至第四濾波信號(hào)，而P、u、d、r和l表示取樣信號(hào)。
根據(jù)從方向確定器56輸出的方向控制信號(hào)A，按如下方式確定從第一多路轉(zhuǎn)接器90輸出的第一濾波信號(hào)F1如果A＝“上”，則 F1＝01，如果A＝“下”，則F1＝02，如果A＝“左”，則 F1＝03，和如果A＝“右”，則 F1＝04，因此，從D濾波器62輸出的第一濾波信號(hào)F1兼顧四個(gè)方向，即上、下、左和右，并且方向是根據(jù)方向控制信號(hào)A確定的。
假如在不同的方向檢測(cè)到邊緣，D濾波器62可以使預(yù)定的取樣信號(hào)適應(yīng)與預(yù)定的取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的信號(hào)的任何方向。D濾波器62的這種性能使得有可能提供分辨率。
圖6表示圖3中D濾波器的另一實(shí)施例。在圖6中，第二多路轉(zhuǎn)接器92接收取樣信號(hào)u、d、r和l，并根據(jù)方向控制信號(hào)A選擇一個(gè)取樣信號(hào)，然后輸出被選擇的取樣信號(hào)X。方向?yàn)V波器94接收從第二多路轉(zhuǎn)接器92輸出的取樣信號(hào)X和基準(zhǔn)取樣信號(hào)P，然后分離Y/C信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波。方向?yàn)V波器94的功能與圖5的方向?yàn)V波器80中的每一個(gè)濾波器的功能相同。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6詳細(xì)地描述D濾波器62的操作。第二多路轉(zhuǎn)接器92接收取樣延遲電路42、46、44和52的輸出，即取樣信號(hào)u、d、r和l，根據(jù)方向控制信號(hào)A，按如下方式選擇一個(gè)取樣信號(hào)X如果A＝“上”，則X＝u，如果A＝“下”，則X＝d，如果A＝“左”，則X＝l，和如果A＝“右”，則X＝r，然后向方向?yàn)V波器94輸出被選擇的取樣信號(hào)X。方向?yàn)V波器94接收取樣信號(hào)X和基準(zhǔn)取樣信號(hào)P，然后在被選擇的取樣信號(hào)X的方向分離Y/C信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波。
于是方向?yàn)V波器94執(zhí)行以下操作F1=(P-X)2····(6),]]>輸出第一濾波信號(hào)F1。在公式(6)中，取樣信號(hào)X是指u、d、r或l中的一個(gè)信號(hào)。于是，通過(guò)將這些取樣信號(hào)u、d、r和l替換公式(6)中的取樣信號(hào)X可以得到上述等式(2)、(3)、(4)和(5)。
與圖5的D濾波器相比，圖6的D濾波器62的最佳實(shí)施例通過(guò)采用方向?yàn)V波單元80中四個(gè)濾波器中的任何一個(gè)簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。
返回圖3，現(xiàn)在參照?qǐng)D4詳細(xì)描述H濾波器64、V濾波器66和H－V濾波器68的Y/C信號(hào)分離和濾波操作。
H濾波器64是水平Y(jié)/C信號(hào)分離濾波器，執(zhí)行以下操作F2=(2P-r-l)4····(7)]]>向?yàn)V波器選擇器70輸出第二濾波信號(hào)F2。
V濾波器66是垂直Y/C信號(hào)分離濾波器，執(zhí)行以下操作F3=(2P-d-u)4····(8)]]>向?yàn)V波器選擇器70輸出第三濾波信號(hào)F3。
H－V濾波器68是無(wú)視水平/垂直方向的分離Y/C信號(hào)的濾波器，執(zhí)行以下操作F4=(4P-r-l-u-d)8····(9)]]>向?yàn)V波器選擇器70輸出第四濾波信號(hào)F4。
參照?qǐng)D3和4，行差檢測(cè)器58檢測(cè)取樣信號(hào)u和d的差，然后輸出垂直差檢測(cè)信號(hào)DV。這時(shí)，如果垂直差檢測(cè)信號(hào)DV的值高，則意味著在取樣信號(hào)u和d之間檢測(cè)到邊緣。相反，如果垂直差檢測(cè)信號(hào)DV的值低，則在垂直方向檢測(cè)無(wú)邊緣。
取樣差檢測(cè)器60檢測(cè)取樣信號(hào)l和r的差的絕對(duì)值，然后輸出水平差檢測(cè)信號(hào)DH。如果水平差檢測(cè)信號(hào)DH的值高，則意味著在水平方向檢測(cè)到邊緣。
分別從行和取樣差檢測(cè)器58和60輸出的垂直和水平差檢測(cè)信號(hào)DV和DH被施加到濾波器選擇器70。根據(jù)垂直和水平差檢測(cè)信號(hào)DV和DH以及預(yù)定的水平/垂直閾值，濾波器選擇器70選擇D濾波器62、H濾波器64、V濾波器66和H-V濾波器68的輸出中的一個(gè)輸出。
圖7表示濾波器選擇器70根據(jù)垂直和水平差檢測(cè)信號(hào)DV和DH選擇的四個(gè)區(qū)域。在圖7中，TH和TV是作為濾波器選擇器70中的預(yù)定值的建立水平/垂直Y/C信號(hào)分離/濾波區(qū)域的水平/垂直閾值。濾波器選擇器70利用這些閾值以及垂直和水平差檢測(cè)信號(hào)DV和DH，以便選擇四個(gè)濾波器輸出的任何一個(gè)輸出。
當(dāng)預(yù)定的取樣信號(hào)之間檢測(cè)無(wú)邊緣時(shí)，選擇第一區(qū)域RG1以便利用H－V濾波器68。當(dāng)在水平方向檢測(cè)到邊緣而在垂直方向檢測(cè)無(wú)邊緣時(shí)，即當(dāng)垂直相關(guān)性強(qiáng)時(shí)，選擇第二區(qū)域RG2以便利用V濾波器66。當(dāng)在垂直方向檢測(cè)到邊緣而在水平方向檢測(cè)無(wú)邊緣時(shí)，即當(dāng)水平相關(guān)性強(qiáng)時(shí)，選擇第三區(qū)域RG3以便利用H濾波器64。當(dāng)垂直方向和水平方向都檢測(cè)到邊緣時(shí)，選擇第四區(qū)域RG4以便利用D濾波器62。這樣，通過(guò)將水平/垂直閾值TH和TV與從行和取樣差檢測(cè)器58和60施加的垂直/水平差檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較，圖3的濾波器選擇器70選擇從D濾波器62、H濾波器64、V濾波器66和H－V濾波器68輸出的第一至第四濾波信號(hào)F1至F4中的任何一個(gè)信號(hào)。按照?qǐng)D8所示的流程圖選擇濾波器選擇器70的輸出信號(hào)Z。
圖8是表示圖3的濾波器選擇器70的選擇操作的流程圖。在步驟200，濾波器選擇器70將水平/垂直閾值TH和TV與垂直/水平差檢測(cè)信號(hào)DV和DH進(jìn)行比較。在步驟202，濾波器選擇器70檢查垂直差檢測(cè)信號(hào)DV是否小于垂直閾值TV，以及水平差檢測(cè)信號(hào)DH是否小于水平差檢測(cè)信號(hào)TH。如果DV＜Tv和DH＜TH，那么在步驟204濾波器選擇器70選擇H-V濾波器68的輸出，即第四濾波信號(hào)F4。否則，濾波器選擇器70進(jìn)行到步驟206，并檢查是否DV＜TV和DH＞TH。如果DV＜TV和DH＞TH，那么濾波器選擇器70進(jìn)行到步驟208，并選擇V濾波器66的輸出，即第三濾波信號(hào)F3。否則，濾波器選擇器70進(jìn)行到步驟210，并檢查是否DV＞TV和DH＜TH。如果DV＞TV和DH＜TH，那么濾波器選擇器70進(jìn)行到步驟212，并選擇H濾波器64的輸出，即第二濾波信號(hào)F2。如果DV＞TV和DH＞TH，那么濾波器選擇器70進(jìn)行到步驟214，并選擇D濾波器62的輸出，即第一濾波信號(hào)F1。
通過(guò)圖8所示的濾波器選擇操作，濾波器選擇器70選擇對(duì)應(yīng)于居于最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)的濾波信號(hào)，從而保證了高分辨率。濾波器選擇器70的輸出信號(hào)Z由帶通濾波器71進(jìn)行帶通濾波。從帶通濾波器71輸出的信號(hào)是包括相位的色度信號(hào)C，加法器72將負(fù)色度信號(hào)C與取樣信號(hào)P相加，然后輸出亮度信號(hào)Y。
本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員都懂得，通過(guò)僅包括多個(gè)行和取樣延遲電路、方向確定器、D濾波器和加法器的Y/C信號(hào)分離/濾波電路，就可以保證得到高分辨率的圖像。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的Y/C信號(hào)分離電路進(jìn)一步包括H濾波器、V濾波器和H-V濾波器。于是，當(dāng)在水平方向或垂直方向檢測(cè)到邊緣，或者在各個(gè)方向檢測(cè)到邊緣時(shí)，以及當(dāng)檢測(cè)到邊緣或檢測(cè)無(wú)邊緣時(shí)，本發(fā)明的電路都能自適應(yīng)各種條件對(duì)Y/C信號(hào)進(jìn)行分離并濾波，因此有可能為得到高分辨率而進(jìn)行有效的操作。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的Y/C信號(hào)分離電路考慮了鄰近的取樣信號(hào)的垂直/水平相關(guān)性以及邊緣檢測(cè)的方向，然后在具有最強(qiáng)相關(guān)性的信號(hào)的方向?qū)θ娨曅盘?hào)進(jìn)行濾波，以便有效地從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)。因此，根據(jù)本發(fā)明的Y/C信號(hào)分離電路可以確保高分辨率。
權(quán)利要求
1.在NTSC型圖像處理系統(tǒng)中從以多倍于彩色副載波的頻率取樣的全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的一種方法，包括以下步驟通過(guò)多個(gè)行和取樣延遲部件將所述全電視信號(hào)延遲，然后產(chǎn)生多個(gè)取樣信號(hào)；檢測(cè)一個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)和多個(gè)取樣信號(hào)之間的相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)與所述預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)同相和分別位于所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)的上/下/左/右方向，然后每次延遲所述全電視信號(hào)，確定對(duì)所述亮度和色度信號(hào)進(jìn)行分離和濾波的任何方向；在所述確定方向或多個(gè)預(yù)定方向從所述全電視信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波；以及檢測(cè)多個(gè)取樣信號(hào)的垂直和水平相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)相位不同和在上/下/左/右方向離開所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)，然后根據(jù)所述檢測(cè)的垂直和水平相關(guān)性選擇在所述分離和濾波步驟中被分離和濾波的所述亮度和色度信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述檢測(cè)和確定步驟用于檢測(cè)與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)，然后確定根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述亮度和色度信號(hào)進(jìn)行濾波的任何方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述檢測(cè)和選擇步驟用于通過(guò)所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)和附近的取樣信號(hào)之間的差的絕對(duì)值，檢測(cè)取樣信號(hào)的垂直和水平相關(guān)性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述確定方向從所述全電視信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波的所述步驟有選擇地進(jìn)行對(duì)角線濾波、水平濾波、垂直濾波或非邊緣濾波，對(duì)角線濾波用于在或根據(jù)水平方向或根據(jù)垂直方向都是傾斜的方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，水平濾波用于在水平方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，垂直濾波用于在垂直方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，而非邊緣濾波用于當(dāng)檢測(cè)無(wú)邊緣時(shí)分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述對(duì)角線濾波包括上濾波、下濾波、左濾波和右濾波，上濾波用于在所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)的上方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，下濾波用于在所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)的下方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，左濾波用于在所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)的左方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，右濾波用于在所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)的右方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，從而有選擇地執(zhí)行所述上濾波、下濾波、左濾波和右濾波中的任何一種濾波。
6.在NTSC型圖像處理系統(tǒng)中從以多倍于彩色副載波的頻率取樣的全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的一種方法，包括以下步驟檢測(cè)一個(gè)基準(zhǔn)取樣信號(hào)和多個(gè)取樣信號(hào)之間的各個(gè)相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)分別在上/下/左/右方向離開所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)，并且每次延遲所述全電視信號(hào)，確定與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的信號(hào)的方向；以及根據(jù)所屬基準(zhǔn)取樣信號(hào)在所述確定方向分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波。
7.在NTSC型圖像處理系統(tǒng)中從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的一種電路，包括取樣信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于通過(guò)多個(gè)行和取樣延遲部件將所述全電視信號(hào)延遲，然后產(chǎn)生多個(gè)取樣信號(hào)；第一濾波裝置，用于檢測(cè)一個(gè)基準(zhǔn)取樣信號(hào)和多個(gè)取樣信號(hào)之間的各個(gè)相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)分別在上/下/左/右方向離開所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)和與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)同相，然后在與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)的方向從所述全電視信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波；第二濾波裝置，用于在多個(gè)預(yù)定方向從所述取樣信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述多個(gè)取樣信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波；相關(guān)性檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)和多個(gè)取樣信號(hào)之間的水平和垂直相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)分別在上/下/左/右方向離開所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)和與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)相位不同；以及濾波選擇裝置，用于根據(jù)所述水平和垂直相關(guān)性及預(yù)定的濾波器選擇閾值，或者選擇所述第一濾波裝置或者選擇所述第二濾波裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電路，其中所述第一濾波裝置包括方向確定裝置，用于比較所述預(yù)定的基準(zhǔn)取樣信號(hào)和附近的取樣信號(hào)之間差的絕對(duì)值，并確定與所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)的方向，以便輸出方向控制信號(hào)，還包括濾波裝置，用于根據(jù)所述方向控制信號(hào)，在由所述方向確定裝置確定的所述方向從所述取樣信號(hào)分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電路，其中所述濾波裝置包括第一方向?yàn)V波單元，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)，在上/下/左/右方向從由所述取樣信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述取樣信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，每次延遲所述全電視信號(hào)，還包括第一選擇單元，用于根據(jù)所述方向控制信號(hào)選擇已經(jīng)由所述方向?yàn)V波單元進(jìn)行分離和濾波的所述取樣信號(hào)中的任何一個(gè)取樣信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的電路，其中所述濾波裝置包括第二選擇單元，用于根據(jù)從所述方向確定裝置輸出的所述方向控制信號(hào)選擇一個(gè)取樣信號(hào)，還包括第二方向?yàn)V波單元，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)取樣信號(hào)，在由所述第二選擇單元選擇的所述取樣信號(hào)的方向從由所述取樣信號(hào)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的所述取樣信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波，每次延遲所述全電視信號(hào)。
11.在NTSC型圖像處理系統(tǒng)中從全電視信號(hào)中分離亮度和色度信號(hào)的一種電路，包括取樣信號(hào)產(chǎn)生裝置，用于通過(guò)多個(gè)行和取樣延遲部件將所述全電視信號(hào)延遲，然后產(chǎn)生多個(gè)取樣信號(hào)；方向確定裝置，用于確定與基準(zhǔn)取樣信號(hào)具有最強(qiáng)相關(guān)性的取樣信號(hào)的方向，然后輸出方向控制信號(hào)；以及濾波裝置，用于在對(duì)應(yīng)于所述方向控制信號(hào)的任何方向從所述全電視信號(hào)中分離所述亮度和色度信號(hào)并對(duì)它們進(jìn)行濾波。
全文摘要
在NTSC電視系統(tǒng)中從全電視信號(hào)分離亮度和色度信號(hào)的技術(shù)包括以下步驟通過(guò)多個(gè)行和取樣延遲部件將全電視信號(hào)延遲，產(chǎn)生多個(gè)取樣信號(hào)，檢測(cè)預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)與多個(gè)取樣信號(hào)之間的相關(guān)性，多個(gè)取樣信號(hào)與預(yù)定基準(zhǔn)取樣信號(hào)同相并分別位于基準(zhǔn)取樣信號(hào)的上/下/左/右，然后每次延遲全電視信號(hào)，確定分離和濾波亮度和色度信號(hào)的任何方向，在確定方向或多個(gè)預(yù)定方向從全電視信號(hào)分離和濾波亮度和色度信號(hào)，以及檢測(cè)取樣信號(hào)的垂直和水平相關(guān)性。
文檔編號(hào)H04N9/78GK1123991SQ9510724
公開日1996年6月5日 申請(qǐng)日期1995年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月18日
發(fā)明者金永鐸 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社