專利名稱：視頻處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻應(yīng)用中的數(shù)字信號(hào)處理(DSP)電路領(lǐng)域。
DSP技術(shù)越來越多地使用于視頻應(yīng)用，尤其是在電視(TV)系統(tǒng)中，因?yàn)檫@些技術(shù)允許提高視頻信號(hào)的質(zhì)量而不需要改變電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)。
在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上，如今已能買到許多允許為常規(guī)TV設(shè)備增加一些特性例如行頻或場頻加倍、噪聲降低、亮度提高等等的集成器件。配備這類器件的TV設(shè)備稱為“改善質(zhì)量的TV”(IQTV)。
如所周知，視頻信號(hào)具有三維結(jié)構(gòu)，具有兩個(gè)空間量綱(水平和垂直)和一個(gè)時(shí)間量綱傳送運(yùn)動(dòng)或場景變化信息。
工作于視頻信號(hào)的所有三個(gè)量綱的IQTV電路，例如說用于掃描速率變換(例如行頻或場頻加倍)的濾波器需要某種存儲(chǔ)器裝置。一般，這些存儲(chǔ)器裝置就叫做場存儲(chǔ)器，因?yàn)槭聦?shí)上它們能夠存儲(chǔ)一個(gè)視頻場的有關(guān)圖象數(shù)據(jù)(假定條用4∶2∶2取樣格式的話，一般對(duì)于亮度信號(hào)為702*288*8比特，對(duì)于彩色信號(hào)為360*288*2*8比特)。
如果，由于制造過程中的一些缺陷，場存儲(chǔ)器的某些存儲(chǔ)單元工作不正常，噪聲就會(huì)加到圖象上。事實(shí)上，一個(gè)或多個(gè)象素錯(cuò)了，就會(huì)在場存儲(chǔ)器的輸出端看到圖象中有一個(gè)局外的噪場信號(hào)，隨著有缺陷的存儲(chǔ)單元的位置的不同，得出類似脈沖噪聲或黑白點(diǎn)相間噪聲。這種現(xiàn)象很討厭，因?yàn)殄e(cuò)誤的象素總是在TV屏幕的同一位置，引起了一種臟窗效應(yīng)。結(jié)果，甚至只含一個(gè)有缺陷存儲(chǔ)單元的場存儲(chǔ)器也不能使用，必須報(bào)廢。
這個(gè)問題，將由于集成電路技術(shù)的進(jìn)行，未來的場存儲(chǔ)器只是更復(fù)雜的集成電路的一部分這個(gè)事實(shí)而變得更嚴(yán)重，以致場存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)在有缺陷存儲(chǔ)單元將造成報(bào)廢整個(gè)集成器件，大大沖擊制造過程的產(chǎn)量。
如所周知，已經(jīng)開發(fā)了特種糾錯(cuò)編碼策略，例如循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)，多項(xiàng)式碼等等，但是，所有這些技術(shù)都需要在除了存儲(chǔ)視頻信號(hào)信息所必須的數(shù)位之外增加額外的存儲(chǔ)數(shù)位。附加的存儲(chǔ)數(shù)位引起的開銷從負(fù)面影響總產(chǎn)量。
考慮到所述的技術(shù)狀況，本發(fā)明的目的就是提一種用于視頻信號(hào)的處理裝置，允許補(bǔ)救場存儲(chǔ)器錯(cuò)誤而不需要給場存儲(chǔ)器增加額外的存儲(chǔ)數(shù)位，從而使得能夠提高制造過程的產(chǎn)量。
根據(jù)本發(fā)明，這樣的目的可通過一種處理裝置達(dá)到，其特征在于包括一個(gè)適于存儲(chǔ)視頻場的離散圖象元素的存儲(chǔ)裝置；一個(gè)接受所述存儲(chǔ)器裝置的輸出并適合于補(bǔ)救由存儲(chǔ)器裝置引進(jìn)的錯(cuò)誤的濾波裝置，濾波裝置包括一個(gè)濾波器，具有一個(gè)輸入端接受表示多個(gè)離散圖象元素(包括一個(gè)要被考慮圖象元素及其鄰域的諸圖象元素)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，所述離散圖象元素都存放在存儲(chǔ)器裝置中，以及一個(gè)輸出端輸出表示被考查圖象元素的濾波數(shù)值；按模糊邏輯規(guī)則工作的噪聲檢測裝置，具有一個(gè)輸入端接受所述表示多個(gè)圖象元素的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)和一個(gè)輸出端輸出表示被考查離散圖象元素的錯(cuò)誤程度的權(quán)重信號(hào)，噪聲檢測裝置通過比較被考查圖象元素的數(shù)值與鄰域圖象元素的數(shù)值來決定所述錯(cuò)誤程度。
軟開關(guān)裝置，具有一個(gè)第一輸入端接受表示要被考查的圖象元素的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，一個(gè)第二輸入端接受濾波器的輸出，一個(gè)第三輸入端接受權(quán)重信號(hào)以及一個(gè)輸出端根據(jù)所述錯(cuò)誤程度決定的相應(yīng)權(quán)重輸出表示濾波器的輸出和表示被考查的圖象元素?cái)?shù)值的數(shù)字信號(hào)的加權(quán)平均值。
根據(jù)本發(fā)明的處理裝置包括一個(gè)正向判決濾波器，這是因?yàn)閷?duì)被考查圖象元素的濾波操作僅在認(rèn)為該圖象元象錯(cuò)誤時(shí)才執(zhí)行。由于預(yù)備了按照模糊邏輯規(guī)則工作的噪聲檢測裝置，通過內(nèi)插(濾波)數(shù)值糾正被考查圖象元素?cái)?shù)值的程度依賴于所述被考查圖象元素被判錯(cuò)誤的程度；因而獲得一個(gè)平滑濾波作用，保證被處理過的圖象高度忠實(shí)于原始圖象，亦即本發(fā)明的濾波裝置不損害所接收?qǐng)D象的質(zhì)量。
由于有了本發(fā)明的處理裝置，就可能補(bǔ)救被含有缺陷存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)器引進(jìn)的錯(cuò)誤。這使得能夠增加場存儲(chǔ)器制造過程的產(chǎn)量。
本發(fā)明的這些以及其他特性和優(yōu)點(diǎn)，通過下面詳細(xì)敘述一些特定的實(shí)施例(如在附圖中以非限制性例子所描述的)將變得更加明顯，在附圖中

圖1是一個(gè)原理方框圖，示出了場存儲(chǔ)器以及根據(jù)本發(fā)明用于補(bǔ)救場存儲(chǔ)器的錯(cuò)誤的濾波裝置；圖2示出被本發(fā)明的濾波裝置用來檢測和補(bǔ)救場存儲(chǔ)器中的錯(cuò)誤的一個(gè)窗口；圖3是圖1的濾波裝置的一個(gè)原理方框圖；圖4是圖3所示濾波裝置的噪聲檢測器電路的原理方框圖；圖5是一個(gè)方框圖，示出圖4所示噪聲檢測器電路的一個(gè)第一實(shí)用實(shí)施例；圖6是一個(gè)方框圖，示出圖4所示噪聲檢測器電路的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)用實(shí)施例。
參照附圖，圖1中示出一個(gè)通常附屬于IQTV。電路供視頻應(yīng)用的場存儲(chǔ)器1。
場存儲(chǔ)器1接收數(shù)據(jù)信號(hào)IN-一般為全面表示視頻場的離散圖象元素(象素)數(shù)值(例如灰度)的八位數(shù)碼的八個(gè)數(shù)字信號(hào)。應(yīng)當(dāng)明白，數(shù)字信號(hào)IN系通過一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)以一種本身已知的方式生成，模/數(shù)轉(zhuǎn)接器接收一種模擬TV信號(hào)例如亮度信號(hào)(在這一情形下，場存儲(chǔ)器1為720*288*8位存儲(chǔ)器)或色度信號(hào)(在這一情形下，場存儲(chǔ)器1為360*288*8位存儲(chǔ)器，假定采用4∶2∶2采樣格式)。對(duì)場存儲(chǔ)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)沒有作任何假定。
一個(gè)地址發(fā)生電路2生成用于訪問場存儲(chǔ)器1的地址信號(hào)ADD，以選擇要存儲(chǔ)輸入數(shù)字信號(hào)IN所載信息的存儲(chǔ)單元。
場存儲(chǔ)器1向?yàn)V波裝置3供應(yīng)X和P1，…，P8九組數(shù)字信號(hào)。在這一例子中，每組數(shù)字信號(hào)包括八個(gè)數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)線X和P1，…，P8構(gòu)成一個(gè)所謂處理窗詳細(xì)示于圖2，包括分別屬于三個(gè)相鄰的圖象行L1，L2和L3的三個(gè)象素組(P1，P2，P3)，(P4，X，P5)和(P6，P7，P8)。X表示為檢測是否存在被場存儲(chǔ)器1引進(jìn)的錯(cuò)誤的當(dāng)前被考查象素；P1，…P8則是被濾波裝置3用以確定是否已引進(jìn)了錯(cuò)誤并糾正所述錯(cuò)誤的鄰域象素。盡管在本例中示出一個(gè)3*3象素處理窗，但顯然能用更大的處理窗。處理每次沿著行方向移動(dòng)一個(gè)象素(在圖2中由左向右)，在L2行的所有象素都能受考查。當(dāng)已給行的所有象素均被考查過時(shí)，處理窗向下移一行以考查下一行的象素。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的濾波裝置3的一個(gè)原理方框圖。濾波裝置3包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濾波器4(比如線性濾波器或者最好是非線性濾波器例如所謂中值濾波器)和一個(gè)噪聲檢測電路5。正如下面所要非常詳細(xì)敘述的一樣，噪聲檢測電路5是一個(gè)按照模糊邏輯規(guī)則工作的模糊計(jì)算單元。標(biāo)準(zhǔn)濾波器4和噪聲檢測電路5均接受表示當(dāng)前處理窗中象素的數(shù)字信號(hào)組P1，…，P8和X。
根據(jù)象素P1，…，P8的數(shù)值，標(biāo)準(zhǔn)濾波器4按照已知算法算出一個(gè)用于象素X的內(nèi)插數(shù)值。標(biāo)準(zhǔn)濾波器4產(chǎn)生一個(gè)表示所述內(nèi)插數(shù)值的輸出數(shù)字碼CO供應(yīng)到軟開關(guān)電路7的第一輸入端。中值非線性濾波器較線性濾波器更可取，因?yàn)榍罢呔哂休^好的降低脈沖噪聲和邊緣保持能力；眾所周在，中值濾波器被最廣泛用于恢復(fù)圖象信息而不會(huì)進(jìn)一步減少帶寬。
噪聲檢測電路5產(chǎn)生一個(gè)數(shù)值在
范圍(以一種稍后將詳細(xì)說明的方式?jīng)Q定)的信號(hào)K，并且信號(hào)K被供應(yīng)到軟開關(guān)電路7的第二輸入端。
軟開關(guān)電路7的第三輸入端接受表示處理窗內(nèi)象素X(即當(dāng)前考查的象素)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)組X。軟開關(guān)電路7的輸出數(shù)碼0構(gòu)成濾波裝置3的輸出。
圖4是一個(gè)方框圖，用圖解法示出噪聲檢測電路5。
噪聲檢測電路5包括八個(gè)數(shù)字減法電路8，每一減法電路接受數(shù)字信號(hào)組X和相應(yīng)的一個(gè)數(shù)字信號(hào)組P1，…，P8。每一減法包括電路按照下表生成一個(gè)相應(yīng)的減法信號(hào)D1，…，D8D1＝X-P1D5＝X-P5D2＝X-P2D6＝X-P6
D3＝X-P3 D7＝X-P7D4＝X-P4 D8＝X-P8減法信號(hào)D2和D7(與垂直方向相聯(lián)系)供給第一模糊行處理電路F11，減法信號(hào)D4和D5(與水平方向相聯(lián)系)供給第二模糊行處理電路F12，減法信號(hào)D1和D8(與相對(duì)水平方向傾斜-45°的方向相聯(lián)系)供給第三模糊行處理電路F13，而減法信號(hào)D3和D6(與相對(duì)水平方向傾斜45°的方向相聯(lián)系)則供給第四模糊行處理電路F14。糊模行處理電路F11，F(xiàn)12，F(xiàn)13和F14組成一個(gè)第一級(jí)模糊處理。
模糊行處理電路F11和F12有其相應(yīng)的模糊數(shù)值輸出信號(hào)Kv和Ko供給第一個(gè)二級(jí)模糊處理電路F21；模糊行處理電路F13和F14有其相應(yīng)的模糊數(shù)值輸出信號(hào)Kd1和Kd2供給第二個(gè)二級(jí)模糊處理電路F22。模糊處理電路F21和F22組成二級(jí)模糊處理。
二級(jí)模糊處理電路F21和F22具有相應(yīng)的模糊數(shù)值輸出信號(hào)Kov和Kd12供給一個(gè)三級(jí)模糊處理電路F3，后者的輸出就是信號(hào)K。
現(xiàn)在將說明濾波裝置3的工作。
地址發(fā)生器2生成屬于圖象場的三個(gè)相鄰圖象行的三象素(P1，P2，P3)，(P4×P5)和(P6，P7，P8)的三組地址以組成圖2所示的處理窗。存儲(chǔ)在場存儲(chǔ)器1中的數(shù)據(jù)供應(yīng)到濾波裝置3。標(biāo)準(zhǔn)濾波器4根據(jù)象素P1，…，P8的數(shù)值，并按照已知的算法(隨所使用的濾波器具體型式而異)決下一個(gè)用于象素X的內(nèi)插數(shù)值；這個(gè)數(shù)值(在圖3中以數(shù)碼CO表示)供給軟開關(guān)電路7。同時(shí)，噪聲檢測電路5對(duì)象素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理以確定象素X是不是錯(cuò)和要不要糾正。
更具體地說，四個(gè)模糊行處理電路F11…，F(xiàn)14的每一電路都根據(jù)屬于所聯(lián)系的方向的象素?cái)?shù)值判斷象X的數(shù)值可能被認(rèn)為“錯(cuò)誤”的程度。這一點(diǎn)借助一個(gè)涉及核驗(yàn)下面的模糊規(guī)則的推理過程來完成若Di為高正并且Dn為高正則Km為高；若Di為高負(fù)并且Dn為負(fù)正則Km為高；否則Km為低。其中Di，Dn和Km分別為對(duì)于F11Di＝D1，Dn＝D7以及Km＝Kv；對(duì)于F12Di＝D4，Dn＝D5以及Km＝Ko；對(duì)于F13Di＝D1，Dn＝D8以及Km＝Kd1；以及對(duì)于F14Di＝D3，Dn＝D6以及Km＝Kd2。
正如任何一個(gè)熟悉模糊系統(tǒng)領(lǐng)域的人員所知道的，這涉及列定義模糊集合例如定義用于輸入變量(前因)Di，Dn的“高正”和“高負(fù)”以及對(duì)于輸出變量(后果)Km的“高”和“低”(模糊集合是輸入和輸出變量能取的數(shù)值范圍的子集)，定義每個(gè)模糊集合的隸屬度函數(shù)，以及確定具有哪種隸屬度的哪些模糊規(guī)則受到輸入變量的當(dāng)前數(shù)值核驗(yàn)。Km的數(shù)值表示句子“象素X的數(shù)值數(shù)據(jù)”的真值。
應(yīng)當(dāng)指出，在第一級(jí)處理時(shí)，即使在四個(gè)方向的一個(gè)或一個(gè)以上的方向依據(jù)該方向的象素?cái)?shù)值檢測出象素X的數(shù)值有錯(cuò)，這并不意味著象素X的數(shù)值真錯(cuò)例如，若在處理窗覆蓋的圖角區(qū)內(nèi)存在一條45°的對(duì)角線，則沿著垂直、水平和-45°方向會(huì)檢測出X有錯(cuò)(Kv，Ko和Kd1屬于模糊集合“高”)，但象素X實(shí)際上并不錯(cuò)(并且事實(shí)上Kd2屬于模糊集合“低”)。這就是為什么不在第一級(jí)模糊處理后立即決定象素X有錯(cuò)的原因。
第二級(jí)模糊處理電路F21，F(xiàn)22執(zhí)行下面的模糊規(guī)則若Ka為高并且Kb為高，則Kab為高；否則，Kab為低。其中對(duì)于F21，Ka＝Kv，Kb＝Ko以及Kab＝Kov，而對(duì)于F22，則Ka＝Kd1，Kb＝Kd2以及Kab＝Kd12。
第三級(jí)模糊處理電路F3執(zhí)行如下規(guī)則Kov和Kd12為高，則K為高；否則K為低。
應(yīng)當(dāng)指出，雖然第一模糊處理級(jí)(F11，…，F(xiàn)14)是在圖象域上完成的(這意味著輸入變量D1，…，D8必須預(yù)先模糊化)；但第二和第三級(jí)模糊處理層則是用模糊參數(shù)(Kv，Ko，Kd1，Kd2，Kov和Kd12)完成的。
還應(yīng)當(dāng)指出，由噪聲檢測電路5完成的噪聲檢測處理是全方向的，以致只要設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)間劃分結(jié)構(gòu)，第一和第二模糊處理就能每次僅使用一級(jí)模糊處理電路。
所算出的數(shù)值K在范圍
內(nèi)變化，它對(duì)應(yīng)于象素X的錯(cuò)誤程度。數(shù)值K供給軟開關(guān)電路7，后者對(duì)象素X的實(shí)際數(shù)值以及由標(biāo)準(zhǔn)濾波器4決定的象素X的內(nèi)插數(shù)值進(jìn)行加權(quán)平均，權(quán)重則由K的數(shù)值決定。軟開關(guān)電路7的輸出O由下式給出O＝K*CO+(1-K)*XO為表示TV屏幕上顯示或者是IQTV電路在進(jìn)一步處理視頻信號(hào)中使用的象素X的數(shù)值的數(shù)碼。
濾波裝置3為正向判決濾波器，因?yàn)閮H在檢測出錯(cuò)誤象素時(shí)才進(jìn)行濾波；這就確定了處理過的圖象高度忠實(shí)于原始圖象。
采取將模糊處理分成三級(jí)級(jí)聯(lián)使得可能每次僅需對(duì)前因使用模糊處理電路。這使得能夠限制存儲(chǔ)模糊計(jì)算的輸出所需要的存儲(chǔ)裝置的寬度(眾所周知，當(dāng)通過查找表執(zhí)行模糊處理時(shí)，前因的數(shù)目越大，存儲(chǔ)模糊計(jì)算的輸出所需的存儲(chǔ)器越寬)。
圖5是一個(gè)方框圖，示出噪聲檢測電路5的實(shí)用實(shí)施例的第一實(shí)例。
電路包括一個(gè)數(shù)字減法器9，它在輸入端接收信號(hào)組P1，…，P8和X并根據(jù)上面給出的表生成八個(gè)減法信號(hào)D1，…，D8。
八個(gè)減法信號(hào)供給一個(gè)絕對(duì)值電路10，后者對(duì)每個(gè)減法信號(hào)計(jì)算出它的絕對(duì)值。
絕對(duì)值電路10供給一個(gè)適合于判決具有最小絕對(duì)值的減法信號(hào)的電路11，亦即進(jìn)行下面的運(yùn)算M＝min(|D1|，|D2|，+，|D8|)。
電路11的輸出M供給一個(gè)模糊處理電路12根據(jù)預(yù)定的模糊集合和相應(yīng)的隸屬函數(shù)將輸入變量M模糊化，決定一個(gè)在范圍
之內(nèi)的信號(hào)K’的數(shù)值。
信號(hào)K’供給符號(hào)校驗(yàn)電路13，電路13還接受一個(gè)符號(hào)檢驗(yàn)電路14的輸出信號(hào)S，電路14在輸入端接收減法信號(hào)D1，…，D8的符號(hào)位以核驗(yàn)是否所有的減法信號(hào)都具有同一樣的符號(hào)信號(hào)S是一個(gè)表示是否遇到這種情況的二電平邏輯信號(hào)。如果遇到這一情況，則符號(hào)檢驗(yàn)電路3輸出端的信號(hào)K等于K’，否則K被強(qiáng)制為零。
要理解為什么圖5的電路就是圖4的原理電路的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)注意到，在各級(jí)模糊處理中執(zhí)行的模糊規(guī)則有一個(gè)一般的形式若A1為高并且A2為高，則Ka為高；否則Ka為低其中A1，A2和Ka為分別表示規(guī)則的前因和后果的一般變量。用“min”(最小值)算子作為聚集算子*，并使用矩心法于解模糊化過程，則每次模糊處理的輸出以下面的方程表示Ka＝(α1*CH)/(α1+αELSE)其中α1＝min[f(A1)，f(A2)]，αELSE＝1-α1f(A1)，f(A2)為A1和A2對(duì)模糊集合“高”的隸屬函數(shù)，CH為后果部分的矩心。由于每個(gè)參數(shù)Ka都能在范圍
內(nèi)取值，CH＝1，因此Ka＝α1＝min[f(A1)，f(A2)]。
假定與模糊集合“高”相關(guān)聯(lián)的隸屬函數(shù)單調(diào)增加，則得出Ka＝f[min(A1，A2)|。
將這一考慮推廣到模糊處理的三級(jí)聯(lián)上，得到K’＝f[min(D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8)]。
第一級(jí)(F11，…，F(xiàn)14)模糊處理要求所有減法信號(hào)具有同一符號(hào)(這意味著為使象素X真是一錯(cuò)誤的象素，其數(shù)值在象素P1，…，P8中間必須最大或最小)；符號(hào)檢驗(yàn)電路14和符號(hào)校驗(yàn)電路13就允許考慮這一情形。
圖6是圖4的噪聲檢測電路5的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)用實(shí)施例的方框圖。
電路包括一個(gè)接受數(shù)字信號(hào)組P1，…，P8并判決八個(gè)象素的哪些分個(gè)別具有最大和最小值的第一電路塊15。
電路塊15有一個(gè)第一輸出信號(hào)MAX和一個(gè)第二輸出信號(hào)MIN，分別表示象值P1，…，P8的數(shù)值中的最大值和最小值。信號(hào)MAX供給第一數(shù)字比較器16(它還接受數(shù)字信號(hào)組X)；信號(hào)MIN供給第二數(shù)字比較器17(它還接受數(shù)字信號(hào)組X)；信號(hào)MAX和MIN還供給由兩個(gè)分別表示第一和第二比較器16和17的輸出的信號(hào)C1和C2控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)18。
轉(zhuǎn)換開關(guān)18的輸出供給數(shù)字減法器19(它還接受信號(hào)組X)。數(shù)字減法器19的輸出供給絕對(duì)值電路20，后者又供給模糊處理電路21。
數(shù)字比較器16和17的輸出信號(hào)C1和C2供給一個(gè)EXOR邏輯電路22EXOR電路22的輸出端僅在信號(hào)C1，C2中的一個(gè)起作用時(shí)才獨(dú)發(fā)；這意味著EXOR 22的輸出端僅在象素X的數(shù)值高于象素P1，…P8的最大值或者在象素X的數(shù)值低于象素P1，…P8的最小值時(shí)能觸發(fā)。
EXOR 22的輸出供給一個(gè)符號(hào)校驗(yàn)電路23(它還接受模糊處理電路21的輸出)。符號(hào)校驗(yàn)電路23的輸出K僅在EXOR電路22的輸出端觸發(fā)時(shí)才等于模糊處理電路21的輸出，否則輸出信號(hào)被強(qiáng)制為零。
要理解為什么圖6的電路是圖4中用圖解法示出的電路的實(shí)際體現(xiàn)，結(jié)合圖5的電路所作的同樣考慮保持有效，但還應(yīng)注意到-所有的減法信號(hào)D1，…，D8僅在象素X在處理窗的諸象素中具有最大或最小值時(shí)才有相同的符號(hào)；-為檢測象素X是否具有最大數(shù)值，而檢測出象素P1，…P8中間的最大值如果X大于具有最大值的象素P1，…，P8，則X肯定將具有最大的數(shù)值，并且所有的減法信號(hào)將具有同一樣的符號(hào)；-如果X在處理窗的象素中間具有最大值，則具有最小值的減法信號(hào)為X-MAX；-為檢測象素X是否具有最小數(shù)值，而檢測出象素P1，…，P8中間的最小值，如果X小于具有最小值的象素P1?！琍8，則X將肯定具有最小的數(shù)值，并且所有的減法信號(hào)將有一樣的符號(hào)；-如果X在處理窗的象素中間具有最小值，則具有最小值的減法信號(hào)為X-MIX。
圖6所示的電路結(jié)構(gòu)比圖5所示的更可取，因?yàn)樗鼉H需計(jì)算一個(gè)絕對(duì)值而不是八個(gè)，并且符號(hào)檢驗(yàn)電路(用EXOR 22表示)僅有兩個(gè)輸入端，而不是八個(gè)輸入端。
應(yīng)當(dāng)注意到，根據(jù)本發(fā)明的濾波裝置僅能在九個(gè)象素(處理窗中的象素)中的一個(gè)象素(中心象素)出錯(cuò)時(shí)補(bǔ)救錯(cuò)誤的象素。這一點(diǎn)意味著如果我們認(rèn)為場存儲(chǔ)器的地址由兩部分構(gòu)成，即A＝[R，P]，其中R為涉及行的地址部份，而P為涉及行中象素位置的地址部分，則濾波器僅能在兩個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)之間的距離對(duì)于R和P均大于1時(shí)糾正錯(cuò)誤。安全區(qū)由R-j，P-j，給出，其中j＝0，1。
確保處理窗中存在不多于一個(gè)錯(cuò)誤象素的一種可能的方法是為存儲(chǔ)器裝置提供一個(gè)地址發(fā)生器電路，該電路考慮到存儲(chǔ)器裝置中缺陷的概率分布，允許將相鄰象素的數(shù)據(jù)存放到不相鄰的存儲(chǔ)位置。
前面敘述的濾波裝置并不局限于補(bǔ)救場存儲(chǔ)器的錯(cuò)誤，還更普遍地用于降低圖象噪聲。
權(quán)利要求
1.用于視頻信號(hào)的處理裝置，其特征在于包括一個(gè)存儲(chǔ)裝置(1)，適于存儲(chǔ)視頻場的離散圖象元素；一個(gè)濾波裝置(3)，接受所述存儲(chǔ)裝置的輸出并適于補(bǔ)救由存儲(chǔ)裝置引進(jìn)的錯(cuò)誤，濾波裝置包括一個(gè)濾波器(4)，具有一個(gè)輸入端接收表示多個(gè)離散圖象元素(P1，…，P8，X)，的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，多個(gè)離散圖象元素包括一個(gè)要被考查的圖象元素(X)及其鄰域的圖象元素(P1，…，P8)所述離散圖素元素均存放在存儲(chǔ)裝置(1)中；還具有一個(gè)輸入端供應(yīng)表示被考查圖象元素(X)的已濾波數(shù)值的數(shù)字信號(hào)(CO)按照模糊邏輯規(guī)則工作的噪聲檢測裝置(5)，具有一個(gè)輸入端接受所述表示多個(gè)圖象元素(P1，…P8，X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)以及一個(gè)輸出端供應(yīng)表示被考查離散圖象元素(X)的錯(cuò)誤程度的權(quán)重信號(hào)(K)；噪聲檢測裝置(5)通過比較被考查圖象元素(X)的數(shù)值與鄰域圖象(P1，…P8)的數(shù)值來判定所述錯(cuò)誤程度。軟開關(guān)裝置(7)，具有一個(gè)第一輸入端接受表示被考慮查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，一個(gè)第二輸入端接受濾波器(4)的輸出(CO)，一個(gè)第三輸入端接受權(quán)重信號(hào)(K)，以及一個(gè)輸出端根據(jù)所述錯(cuò)誤程度決定的相應(yīng)權(quán)重(K)供應(yīng)表示濾波器的輸出(CO)以及表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)的加權(quán)平均值的數(shù)字信號(hào)(O)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的處理裝置，其特征在于在所述加權(quán)平均值中，濾波器(4)輸出的權(quán)重用權(quán)重信號(hào)(K)表示，表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)的權(quán)重用1減去權(quán)重信號(hào)(K)表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的處理裝置，其特征在于所述濾波器(4)是一個(gè)非線性濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的處理裝置，其特征在于所述濾波器(4)是一個(gè)中值濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2，3或4的處理裝置，其特征在于所述噪聲檢測裝置(5)包括數(shù)字減法裝置(9)，接受所述表示多個(gè)圖象元素(P1，…P8，X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)輸出差值數(shù)碼(D1，…，D8)，每個(gè)差值數(shù)碼表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值與一個(gè)相應(yīng)的鄰域圖象元素(P1，…P8)的數(shù)值之差；第一裝置(10，11)，用于決定哪一個(gè)差值數(shù)碼(D1，…，D8)具有最小的絕對(duì)值，并生成一個(gè)表示具有最小絕對(duì)值的差值數(shù)碼的最小數(shù)字差值代碼(M)；模糊處理裝置(12)，接受所述最小數(shù)字差值代碼(M)并生成一個(gè)表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值偏離鄰域圖象元素(P1，…P8)數(shù)值的程度的模糊數(shù)值信號(hào)(K’)；符號(hào)檢驗(yàn)裝置(13，14)，用于檢驗(yàn)所述差值數(shù)碼(D1，…，D8)的符號(hào)并適于在全體所述差值數(shù)碼(D1，…，D8)具有同一符號(hào)或異號(hào)時(shí)有選擇地使所述權(quán)重信號(hào)(K)分別等于所述模糊數(shù)值信號(hào)(K’)，或者等于表示被考查圖象元素(X)無錯(cuò)的規(guī)定數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的處理裝置，其特征在于所述的規(guī)定數(shù)值為零。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的處理裝置，其特征在于所述第一裝置(10，11)包括一個(gè)用于計(jì)算所述差值數(shù)碼(D1，…，D8)的絕對(duì)值的絕對(duì)值裝置(10)和一個(gè)用于確定最小絕對(duì)值的第二裝置(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的處理裝置，其特征在于所述模糊處理裝置(12)包括用于計(jì)算所述最小絕對(duì)值對(duì)它所能取的數(shù)值的模糊集合的隸屬度的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2，3或4的處理裝置，其特征在于所述噪聲檢測裝置(5)包括第一裝置(15)，接受表示鄰域圖象元素(P1，…P8)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，并且有一個(gè)第一輸出(MAX)供給表示鄰域圖象元素的最大值的數(shù)字信號(hào)和一個(gè)第二輸出(MIN)供給表示鄰域圖象元素的最小值的數(shù)字信號(hào)；第二裝置(16，17，18)，接受第一裝置(15)的所述第一和第二輸出(MAX，MIN)以及表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，以檢測被考查圖象元素(X)是否具有高于所述最大值或低于所述最小值的數(shù)值，裝置具有一個(gè)相應(yīng)表示所述最大值或所述最小值的輸出；數(shù)字減法裝置(19，20)，接受所述第二裝置的輸出和所述表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)，并且有一個(gè)表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)和所述第二裝置(16，17，18)的輸出間的絕對(duì)差值的輸出；模糊處理裝置(21)，接受所述數(shù)字減法裝置(19，20)的輸出并生成一個(gè)表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值偏離所述最大值或最小值的程度的模糊數(shù)值信號(hào)；第三裝置(22，23)，用于使所述權(quán)重信號(hào)(K)在被考查圖象元素(X)的數(shù)值高于所述最大數(shù)值或低于所述最小數(shù)值時(shí)等于所述模糊數(shù)值信號(hào)，或者使所述權(quán)重信號(hào)(K)在被考查圖象元素(X)的數(shù)值排在所述最大值和最小值之間時(shí)等于規(guī)定數(shù)值，所述規(guī)定數(shù)值表示被考查圖象元素(X)無錯(cuò)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的處理裝置，其特征在于所述第二裝置(16，17，18)包括第一數(shù)字比較裝置(16)，用于將表示被考查圖象素元(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)與所述第一裝置(15)的第一輸出(MAX)相比較；第二數(shù)字比較裝置(17)，用于將表示被考查圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)與所述第一裝置(15)的第二輸出(MIN)相比較；轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置(18)，接受所述第一裝置(15)的第一和第二輸出并受所述第一和第二數(shù)字比較裝置(16，17)控制，用于有選擇地在被考查圖象元素(X)具有高于所述最大值時(shí)以所述最大值(MAX)供給所述數(shù)字減法裝置(19，20)，或者在被考查圖象元素(X)具有低于所述最小值時(shí)以所述最小值(MIN)供給所述數(shù)字減法裝置(19，20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的處理裝置，其特征在于所述數(shù)字減法裝置(19，20)包括一個(gè)數(shù)字減法器(19)和一個(gè)用于計(jì)算由所述數(shù)字減法器輸出的差值數(shù)碼的絕對(duì)值的絕對(duì)值裝置(20)。
12.根據(jù)權(quán)利要求12的處理裝置，其特征在于所述模糊處理裝置(21)包括用于計(jì)算所述絕緣對(duì)值對(duì)它所能取的數(shù)值的模糊集合的隸屬度的裝置。
全文摘要
一種用于視頻信號(hào)處理裝置,包括:一個(gè)適于存儲(chǔ)視頻場的離散圖象元素的存儲(chǔ)裝置(1);一個(gè)接受存儲(chǔ)裝置的輸出并適于補(bǔ)救由存儲(chǔ)器裝置引進(jìn)的錯(cuò)誤的濾波裝置(3)。濾波裝置(3)包括:一個(gè)濾波器(4),按模糊邏輯原則工作的噪聲檢測裝置(5),軟開關(guān)裝置(7),根據(jù)由錯(cuò)誤程度所決定的相應(yīng)權(quán)重輸出表示濾波器的輸出(CO)以及表示被考查的圖象元素(X)的數(shù)值的數(shù)字信號(hào)的加權(quán)平均值的數(shù)字信號(hào)(10)。
文檔編號(hào)H04N5/14GK1180275SQ9710292
公開日1998年4月29日 申請(qǐng)日期1997年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月7日
發(fā)明者馬辛莫·曼庫索, 里納多·波倫茨 申請(qǐng)人:Sgs-湯姆斯微電子有限公司