CN100584038C - 一种基于3d自适应梳状滤波的视频信号解码器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,复合视频信号经过AFE处理的数字信号输入同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、SDRAM接口和控制模块中,在自适应Y/C亮度色度分离模块分离出亮度和色度信号;色度解调模块接收同步相关信息处理模块的数据和自适应Y/C亮度色度分离模块分离出的色度信号,完成色度解调并输出色差信号;亮度和色差信号经过YUV与RGB色度空间转换模块输出三基色信号,该信号与色差信号经MUX多路选择模块后最终得到24位输出信号;SDRAM接口和控制模块接收采样数据和同步相关信息处理模块的同步控制信号存储多帧数据,并对自适应Y/C亮度色度分离模块提供运算数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种视频解码装置,特别涉及一种完整的基于3D(三维)自适应梳状滤波的复合视频信号(composite video signal)解码器。
背景技术
复合视频解码是模拟电视信号数字化处理的核心技术,它将复合视频信号经过AD(模拟到数字)采样变为数字信号,完成同步信息的提取,亮度和色度的分离,经过色度解调后得到YUV 4:4:4(4:2:2)信号,用于之后的视频后处理。其解码质量直接影响到最终的观赏效果,对提高电视显示质量起着重要的作用。
目前大多数视频解码器芯片使用低成本的二维行间梳状滤波器进行亮度色度分离,该方法仅考虑视频信号空间内的相关性,所分离的只是亮度和色度的主谱线,亮色互串仍然存在。并且行间滤波的方式会降低图像的垂直分辨率,影响观赏效果。
发明内容
复合视频信号综合分析:
1、对于静止平滑区域其频谱特性具有很强的空间和时间相关性,此时采用3D梳状滤波器或者帧内行间梳状滤波器都能得到理想的亮色分离效果;
2、对于静止细节或者边缘区域其频谱特性的空间相关性减弱,而这些区域恰恰是判断图像显示质量的关键所在,此时应当采用3D梳状滤波器利用静止场景视频信号的时间相关性可以达到满意的亮色分离效果;
3、对于运动的场景其频谱特性的时间相关性减弱,此时应当利用其空间相关性进行亮色分离,但考虑到时间相关性随着运动速度的增加逐渐减弱,应当对运动速度做多级处理,将时间和空间分离结果以加权求和。考虑空间滤波时,应当特别注意边界和细节部分要与平滑部分区别对待,因为此时的空间相关性具有方向性,所以应当根据空间内相关性检测结果进而选择合适的亮色分离方法;
4、对于垂直方向分辨率要求非常高的场合,如多波群信号的垂直高频部分,其密度约为480~520线,此时行间相关性变得非常小,如果继续采用行间梳状滤波的亮度色度分离方式,会造成垂直高频分量的丢失,表现为垂直分解力不够。此时应该采用行内一维陷波器,利用行内像素水平相关性来分离亮度和色度信号,从而较好的保留视频信号的高频部分。
针对现有二维梳状滤波器所存在的问题以及上述对复合视频信号的综合分析,本发明提供了一种3D复合视频信号解码器。该解码器兼顾了视频信号空间相关性和时间相关性,并根据视频信号的运动信息在一维、二维和三维梳状滤波方法中自动选择最佳方案。由于数字电路易于大规模集成,可以由单芯片完成视频解码、视频后处理、图像信息输出、伴音等完整的功能,可显著降低系统成本,在电视机、机顶盒、电视视频卡、移动电视接收终端等电视视频产品中,具有相当广泛的应用前景。
为达到以上目的,本发明是采取如下技术方案予以实现的:
一种基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,包括下述模块:同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、色度解调模块、SDRAM接口和控制模块、YUV和RGB色度空间转换模块、MUX多路选择模块、IIC接口控制模块;模拟的输入复合视频信号经过视频信号模拟前端AFE处理,提取出行场信号和10位宽的采样数据,行场信号送入同步相关信息处理模块;10位宽的采样数据分别送入同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、SDRAM接口和控制模块;同步相关信息处理模块完成同步相关信息的处理输出同步信号,并区分NTSC和PAL信号,根据设计需要产生同步控制信号分别输入自适应Y/C亮度色度分离模块、色度解调模块、SDRAM接口和控制模块;自适应Y/C亮度色度分离模块接收来自同步相关信息处理模块的当前帧数据Now_DATA、来自SDRAM接口和控制模块的亮度色度分离用运算数据YC_DATA和计算帧差用运算数据Motion_DATA,分离出亮度信号Y_DATA和色度信号C_DATA;色度解调模块接收来自同步相关信息处理模块的数据Burst_DATA和来自自适应Y/C亮度色度分离模块分离出的色度信号C_DATA,输出两种色差信号U_DATA、V_DATA,完成色度解调功能;亮度信号Y_DATA、色差信号U_DATA和V_DATA经过YUV与RGB色度空间转换模块转化为R_DATA、G_DATA、B_DATA输出信号,MUX多路选择模块接受来自YUV与RGB色度空间转换模块的R_DATA、G_DATA、B_DATA信号和色度解调模块的色差信号U_DATA、V_DATA,以及来自自适应Y/C亮度色度分离模块分离出的亮度信号Y_DATA,得到需要的最终24位输出信号的解码结果;所述SDRAM接口和控制模块接收10位宽的采样数据和来自同步相关信息处理模块的同步控制信号,用于存储多帧数据,并对自适应Y/C亮度色度分离模块提供所需要的亮度色度分离用运算数据YC_DATA和计算帧差用运算数据Motion_DATA;所述IIC接口控制模块用于在线修改各模块参数:以满足用户的个性需求。
上述方案中,所述的自适应Y/C亮度色度分离模块包括:帧内亮度色度分离模块、运动检测模块、3D帧间梳状滤波器、M系数选择模块、亮度加法器和色度加法器;其中帧内亮度色度分离模块包括空间相关度检测模块、行内一维陷波器、帧内自适应5行梳状滤波器;当前帧数据Now_DATA在帧内亮度色度分离模块中经过空间相关度检测模块选择使用行内一维陷波器或者帧内自适应5行梳状滤波器完成空间域的亮度色度分离,输出经过帧内亮色分离的预处理亮度信号Y1_DATA和预处理色度信号C1_DATA;同时当前帧数据Now_DATA和亮度色度分离用运算数据YC_DATA共同输入到3D帧间梳状滤波器中完成时间域的亮度色度分离,输出经过帧间亮色分离的预处理亮度信号Y2_DATA和预处理色度信号C2_DATA;当前帧数据Now_DATA和计算帧差用运算数据Motion_DATA在运动检测模块中完成多维的差值运算得到表征运动大小的运动量,输入到M系数选择模块进行多阈值判断确定加权系数M,分别输入到亮度加法器和色度加法器,在亮度加法器和色度加法器中分别完成如下运算:
Y_DATA=M*Y2_DATA+(1-M)Y1_DATA
C_DATA=M*C2_DATA+(1-M)C1_DATA
得到加权求和后的亮度信号Y_DATA和色度信号C_DATA。
本发明的特点是将复合视频信号解码器采用当前先进的集成电路设计方法实现,可以方便的与视频处理器芯片集成或者作为独立的前置芯片。
与已有技术相比,本发明的技术效果体现在:
1.本发明基于运动检测(时间相关性)和帧内的相关性(空间相关性),采用3D梳状滤波器或者帧内梳状滤波器,对快速运动图像、慢速运动图像、静止平滑区域、静止垂直细节丰富区域、静止水平细节丰富区域分别采用相应的滤波方式,最大程度的减少了亮度和色度之间的串扰,有效的保留了图像细节区域内容。清晰度高,色彩还原不失真;
2.本发明采用的全数字锁相环与普通锁相环电路相比,它不仅能适应复合视频信号中色同步信号每行出现一次(非连续性)和PAL制信号逐行倒相的特性,还能识别倒相开关信号,自动产生PAL制式下的NTSC行和PAL行标识信号,从而准确的产生本地色负载波。
3.本发明存储器资源的分配,使用SDRAM存储器作为多帧视频数据的显示存储,使用片内双端口RAM用于视频数据跨时钟域的控制存储,便于与视频处理系统集成实现资源共享;
4.本发明采用了高精度的有限长滤波器(FIR),满足系统幅频响应的同时保证了准确的相频响应特性。
附图说明
图1为本发明的复合视频解码器的系统结构功能框图。
图2为截取NTSC视频信号的100-0-75-0彩条信号的一行波形图。
图3为图1中自适应Y/C亮度色度分离模块的结构图。
图4为图1中SDRAM接口和控制模块的结构图。
图5为图1中色度解调模块的结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1,一种基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,包括同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、色度解调模块、SDRAM接口和控制模块、YUV和RGB色度空间转换模块、IIC接口控制模块、MUX多路选择模块。
模拟的输入复合视频信号经过视频信号模拟前端(AFE)处理,提取出行场信号和10位宽的采样数据,行场信号送入同步相关信息处理模块;10位宽的采样数据分别送入同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、SDRAM接口和控制模块。同步相关信息处理模块完成同步相关信息的处理,区分NTSC和PAL信号,并根据设计的需要产生同步控制信号分别输入自适应Y/C亮度色度分离模块、色度解调模块、SDRAM接口和控制模块。自适应Y/C亮度色度分离模块接收来自同步相关信息处理模块的当前帧数据Now_DATA、来自SDRAM接口和控制模块的运算数据YC_DATA和Motion_DATA,输出亮度信号Y_DATA和色度信号C_DATA。色度解调模块接收来自同步相关信息处理模块的数据Burst_DATA和来自自适应Y/C亮度色度分离模块的色度信号C_DATA,输出色差信号U_DATA、V_DATA,完成色度解调功能。亮度信号Y_DATA、色差信号U_DATA和V_DATA经过YUV与RGB色度空间转换模块转化为R_DATA、G_DATA、B_DATA输出信号。在MUX多路选择模块中得到需要的最终24位输出信号的解码结果。MUX多路选择模块,其YUV或者RGB输出格式切换由IIC接口控制器中对应的参数控制,并且满足快速切换要求。
其中复合视频信号经过AD采样后的数字信号速率为该行同步信号频率的整数倍,具体NTSC制式为行频的858倍,PAL制式为行频的864倍。同步控制信号包括:行同步信号、行有效信号、burst信号、场同步信号、场有效信号、奇偶场信号及用于其它模块的信号同步和状态控制。产生参考电平信号包括:消隐电平、黑电平等。在图2中标示了:行同步信号、行有效信号、burst信号、黑电平和消隐电平。同步相关信息处理模块区分NTSC和PAL制式的方法为:计数相邻场同步脉冲间的行同步脉冲数,NTSC为30个脉冲,PAL为25个脉冲。
参见图3,自适应Y/C亮度色度分离模块包括:帧内亮度色度分离模块,用于做空间内的亮色分离;运动检测模块,用于判断对应的计算像素为运动点还是静止点,以便产生对应的运动级别;3D帧间梳状滤波器,用于做时间域的亮色分离;M系数选择模块,根据运动检测模块输入的运动级别,选择合适的加权系数M,用于之后的加法器;亮度加法器,根据M系数选择模块产生的系数,将帧内亮色分离的亮度信号和帧间亮色分离的亮度信号做加权求和运算,得到最终的亮度数据;色度加法器,根据M系数选择模块产生的系数,将帧内亮色分离的色度信号和帧间亮色分离的色度信号做加权求和运算,得到最终的色度数据;
所述的帧内亮色分离模块还包括:空间相关度检测模块,用以判断像素点与周围像素点的相关度,进而选择所用的量的分离方法;高精度的31阶行内一维陷波器,用来完成行内的亮度滤波;帧内自适应5行梳状滤波器,可以通过空间相关检测的结果,进而根据图像的空域频谱结构来选择3行或者5行滤波方式,将图像高频信息完整的较保留。
自适应Y/C亮度色度分离模块接收Now_DATA、YC_DATA和Motion_DATA数据,Now_DATA为当前帧数据,在帧内亮色分离模块中经过空间相关度检测模块选择使用行内一维陷波器或者帧内自适应5行梳状滤波器完成空间域的亮度色度分离,输出预处理亮度信号Y1_DATA和预处理色度信号C1_DATA;同时Now_DATA和YC_DATA共同输入到3D帧间梳状滤波器(3D Comb Filter)中完成时间域的亮度色度分离,输出预处理亮度信号Y2_DATA和预处理色度信号C2_DATA;Now_DATA和Motion_DATA在运动检测模块中完成多维的差值运算得到表征运动大小的运动量,输入到M系数选择模块进行多阈值判断从而确定加权系数M,在加法器401、402中分别完成如下运算:
Y_DATA=MY2_DATA+(1-M)Y1_DATA
C_DATA=MC2_DATA+(1-M)C1_DATA
得到加权求和后的亮度信号Y_DATA和色度信号C_DATA。M系数选择模块为多阈值判断方式,产生的结果作为亮度加法器和色度加法器的加权系数。亮度加法器401中对于帧内亮色分离的亮度信号权值为M,对于帧间梳状滤波器分离的亮度信号权值为1-M,并完成加权后的求和运算。色度加法器402对于帧内亮色分离的色度信号权值为M,对于帧间梳状滤波器分离的色度信号权值为1-M,并完成加权后的求和运算。
参见图4,SDRAM接口和控制模块包括:
一个输入数据双端口RAM,为了充分利用SDRAM的带宽,解决写入SDRAM数据速率和SDRAM工作速率匹配问题;
一个亮色分离数据双端口RAM,为了充分利用SDRAM的带宽,解决SDRAM中用于3D梳状滤波器亮度色度分离运算数据的读取速率和SDRAM工作速率匹配问题;
一个SDRAM接口控制器,用于分别产生输入数据双端口RAM、亮色分离数据双端口RAM、运动检测数据双端口RAM的使能、读、写、地址等控制信号;SDRAM接口控制器还产生输入数据双端口RAM、亮色分离数据双端口RAM和运动检测数据双端口RAM的数据深度标志,连接到SDRAM控制器,用于切换SDRAM的写入和读出工作状态。
一个SDRAM控制器,用于产生外围SDRAM芯片需要的使能信号、行地址有效、列地址有效、数据有效、片选信号和地址等控制信号。
SDRAM接口控制器和SDRAM控制器为32位宽,具体实施方法为将模数转换后的10位宽数据,每三个相邻像素首尾相连构成30位宽的数据,然后将最低两位补0,来充分利用SDRAM的带宽。输入数据双端口RAM、亮色分离数据双端口RAM、运动检测数据双端口RAM位宽均为32位,深度为32。
经过模数转换后的复合视频信号当前帧数据Now_DATA写入输入数据双端口RAM301,3D帧间梳状滤波器亮度色度分离需要用到的运算数据YC_DATA从亮色分离数据双端口RAM302中读出;自适应Y/C亮度色度分离模块中的运动检测模块用到的计算帧差需要的运算数据Motion_DATA从运动检测数据双端口RAM303中读出。SDRAM接口控制器304判断301、302、303的数据深度产生标志信号送入SDRAM控制器305,根据内部状态机控制SDRAM工作流程和读写优先级别,输出SDRAM控制信号完成SDRAM数据的写入和读取操作,从而完成多帧数据的存储功能。
参见图5,色度解调模块包括:
三个乘法器,用于完成色差信号U_DATA和V_DATA的解调、色度信号与对应三角函数相乘的运算;
一个累加器,用于将本地色副载波与输入色度副载波比较结果做累计处理;
一个环路滤波器,利用环路滤波器的系统响应,保证本地色副载波和输入复合视频信号色副载波错误收敛,最终达到相位一致;
一个DTO数字锁相环,用于产生本地色副载波,并且根据环路滤波器的输出结果调整本地色副载波的相位;
一个相位调整器,用于调整解调相位与色度副载波相位之间的固定相位关系;
一个三角函数查找表,用于产生对应的cos和sin三角函数;三角函数查找表地址为512位,三角函数为9位,满足三角函数的精度的同时,节省了存储空间;
色度信号C_DATA进入色度解调模块,考虑到色负载波只出现在复合视频信号的特定位置,具有时间不连续性,故而需要同步相关信息处理模块产生的Burst_DATA信号作为数字锁相环相位校准数据。将输入的Burst_DATA与本地负载波对应的cos_data相乘后的数据送入累加器,通过环路滤波器来调整本地负载波与输入负载波的相位关系,在NTSC/PAL自动识别模块中:
情况一:如果此时为NTSC制式,则直接送入到数字锁相环(DTO);
情况二:如果此时为PAL制式,我们需要判断输入的数据为NTSC行还是PAL行数据,将环路滤波器(Loopfilter)的输出结果送入错误计数器,如果错误次数累计超过设定值时,我们认为当前对NTSC行和PAL行的判断是错误的,则需要通过反向器将其翻转,来产生正确的PAL制式下的NTSC行和PAL行标识信号。
根据复合视频信号的调制原理,色负载波相位与色度信号的调制相位有一相差:
NTSC制为180°
PAL制式下:NTSC行为225°;PAL行为135°。
所以数字锁相环产生的本地负载波还需要通过相位调整器然后才能解调色度信号。将C_DATA与2cos_data和2sin_data的乘积结果通过低通滤波器(LPF)滤除高频分量后可以很容易的得到U_DATA、V_DATA色差信号,完成色度解调功能。
本发明中用到的滤波器为31阶高精度FIR滤波器,其滤波器系数列于表1、表2、表3,实验获得的滤波器系数为浮点数,但考虑到集成电路运算的特点,我们将滤波器系数放大512倍后取整数,即保证了滤波器的最小精度为1/512,又充分利用了位运算的特点保证运算准确性的同时简化了运算,滤波器输出结果将直流增量去除就得到最终输出结果。
表1图5中LPF低通滤波器的滤波器系数为:
K<sub>x</sub> | 实验值 | 实验值*512 |
K<sub>1</sub>=K<sub>31</sub> | -0.00067009 | 0 |
K<sub>2</sub>=K<sub>30</sub> | -0.001995 | -1 |
K<sub>3</sub>=K<sub>29</sub> | 0.0042233 | 2 |
K<sub>4</sub>=K<sub>28</sub> | -0.0058862 | -3 |
K<sub>5</sub>=K<sub>27</sub> | 0.0051248 | 3 |
K<sub>6</sub>=K<sub>26</sub> | 0.00026487 | 0 |
K<sub>7</sub>=K<sub>25</sub> | -0.009926 | -5 |
K<sub>8</sub>=K<sub>24</sub> | 0.021165 | 11 |
K<sub>9</sub>=K<sub>23</sub> | -0.027639 | -14 |
K<sub>10</sub>=K<sub>22</sub> | 0.022931 | 12 |
K<sub>11</sub>=K<sub>21</sub> | 0.00056495 | 0 |
K<sub>12</sub>=K<sub>20</sub> | -0.04119 | -21 |
K<sub>13</sub>=K<sub>19</sub> | 0.093147 | 48 |
K<sub>14</sub>=K<sub>18</sub> | -0.1462 | -75 |
K<sub>15</sub>=K<sub>17</sub> | 0.18518 | 95 |
K<sub>16</sub> | 0.80021 | 410 |
直流增益 | 0.9984 | 514/512 |
表2图3中行内一维陷波器在NTSC制式下的滤波器系数为:
K<sub>x</sub> | 实验值 | 实验值*512 |
K<sub>1</sub>=K<sub>31</sub> | -0.00509821 | -3 |
K<sub>2</sub>=K<sub>30</sub> | 0.00186163 | 1 |
K<sub>3</sub>=K<sub>29</sub> | 0.0093974 | 5 |
K<sub>4</sub>=K<sub>28</sub> | -0.0038919 | -2 |
K<sub>5</sub>=K<sub>27</sub> | 0.0022625 | 1 |
K<sub>6</sub>=K<sub>26</sub> | -0.010088 | -5 |
K<sub>7</sub>=K<sub>25</sub> | -0.02623 | -13 |
K<sub>8</sub>=K<sub>24</sub> | -0.035703 | 18 |
K<sub>9</sub>=K<sub>23</sub> | 0.026938 | 14 |
K<sub>10</sub>=K<sub>22</sub> | -0.017403 | -9 |
K<sub>11</sub>=K<sub>21</sub> | 0.01521 | 8 |
K<sub>12</sub>=K<sub>20</sub> | -0.102 | -52 |
K<sub>13</sub>=K<sub>19</sub> | -0.053438 | -27 |
K<sub>14</sub>=K<sub>18</sub> | 0.27502 | 141 |
K<sub>15</sub>=K<sub>17</sub> | 0.030843 | 16 |
K<sub>16</sub> | 0.64014 | 328 |
直流增益 | 0.9983 | 514/512 |
表3图3中行内一维陷波器在PAL制式下的滤波器系数为:
K<sub>x</sub> | 实验值 | 实验值*512 |
K<sub>1</sub>=K<sub>31</sub> | 0.005129121 | 3 |
K<sub>2</sub>=K<sub>30</sub> | 0.0044752 | 2 |
K<sub>3</sub>=K<sub>29</sub> | -0.0069904 | -4 |
K<sub>4</sub>=K<sub>28</sub> | 0.00017593 | 0 |
K<sub>5</sub>=K<sub>27</sub> | -0.010108 | -5 |
K<sub>6</sub>=K<sub>26</sub> | 0.023441 | 12 |
K<sub>7</sub>=K<sub>25</sub> | 0.0083353 | 4 |
K<sub>8</sub>=K<sub>24</sub> | -0.044727 | -23 |
K<sub>9</sub>=K<sub>23</sub> | 0.016847 | 9 |
K<sub>10</sub>=K<sub>22</sub> | 0.00041806 | 0 |
K<sub>11</sub>=K<sub>21</sub> | 0.051739 | 26 |
K<sub>12</sub>=K<sub>20</sub> | -0.010221 | -5 |
K<sub>13</sub>=K<sub>19</sub> | -0.18007 | -92 |
K<sub>14</sub>=K<sub>18</sub> | 0.19756 | 101 |
K<sub>15</sub>=K<sub>17</sub> | 0.11512 | 59 |
K<sub>16</sub> | 0.66668 | 341 |
直流增益 | 1.0089 | 515/512 |
Claims (7)
1、一种基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,包括下述模块:同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、色度解调模块、SDRAM接口和控制模块、YUV和RGB色度空间转换模块、MUX多路选择模块、IIC接口控制模块;模拟的输入复合视频信号经过视频信号模拟前端AFE处理,提取出行场信号和10位宽的采样数据,行场信号送入同步相关信息处理模块;10位宽的采样数据分别送入同步相关信息处理模块、自适应Y/C亮度色度分离模块、SDRAM接口和控制模块;同步相关信息处理模块完成同步相关信息的处理输出同步信号,并区分NTSC和PAL信号,根据设计需要产生同步控制信号分别输入自适应Y/C亮度色度分离模块、色度解调模块、SDRAM接口和控制模块;自适应Y/C亮度色度分离模块接收来自同步相关信息处理模块的当前帧数据Now_DATA、来自SDRAM接口和控制模块亮色分离数据双端口RAM的亮度色度分离用运算数据YC_DATA和来自SDRAM接口和控制模块运动检测数据双端口RAM的计算帧差用运算数据Motion_DATA,分离出亮度信号Y_DATA和色度信号C_DATA;色度解调模块接收来自同步相关信息处理模块的数据Burst_DATA和来自自适应Y/C亮度色度分离模块分离出的色度信号C_DATA,输出两种色差信号U_DATA、V_DATA,完成色度解调功能;亮度信号Y_DATA、色差信号U_DATA和V_DATA经过YUV与RGB色度空间转换模块转化为R_DATA、G_DATA、B_DATA输出信号,MUX多路选择模块接受来自YUV与RGB色度空间转换模块的R_DATA、G_DATA、B_DATA信号和色度解调模块的色差信号U_DATA、V_DATA,以及来自自适应Y/C亮度色度分离模块分离出的亮度信号Y_DATA,得到需要的最终24位输出信号的解码结果;所述SDRAM接口和控制模块接收10位宽的采样数据和来自同步相关信息处理模块的同步控制信号,用于存储多帧数据,并对自适应Y/C亮度色度分离模块提供亮度色度分离用运算数据YC_DATA和计算帧差用运算数据Motion_DATA;所述IIC接口控制模块用于在线修改各模块参数:以满足用户的个性需求。
2、如权利要求1所述的基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,所述的自适应Y/C亮度色度分离模块包括:帧内亮度色度分离模块、运动检测模块、3D帧间梳状滤波器、M系数选择模块、亮度加法器和色度加法器;当前帧数据Now_DATA在帧内亮度色度分离模块中完成空间域的亮度色度分离,输出经过帧内亮色分离的预处理亮度信号Y1_DATA和预处理色度信号C1_DATA;同时当前帧数据Now_DATA和亮度色度分离用运算数据YC_DATA共同输入到3D帧间梳状滤波器中完成时间域的亮度色度分离,输出经过帧间亮色分离的预处理亮度信号Y2_DATA和预处理色度信号C2_DATA;当前帧数据Now_DATA和计算帧差用运算数据Motion_DATA在运动检测模块中完成多维的差值运算得到表征运动大小的运动量,输入到M系数选择模块进行多阈值判断确定加权系数M,分别输入到亮度加法器和色度加法器,在亮度加法器和色度加法器中分别完成如下运算:
Y_DATA=M*Y2_DATA+(1-M)Y1_DATA
C_DATA=M*C2_DATA+(1-M)C1_DATA
得到加权求和后的亮度信号Y_DATA和色度信号C_DATA。
3.如权利要求2所述的基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,所述的帧内亮度色度分离模块包括空间相关度检测模块、行内一维陷波器、帧内自适应5行梳状滤波器;当前帧数据Now_DATA通过空间相关度检测模块选择使用行内一维陷波器或者帧内自适应5行梳状滤波器完成空间域的亮度色度分离。
4、如权利要求2所述的基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,所述的SDRAM接口和控制模块包括:输入数据双端口RAM、亮色分离数据双端口RAM、运动检测数据双端口RAM、SDRAM接口控制器和SDRAM控制器;当前帧数据Now_DATA写入输入数据双端口RAM(301),3D帧间梳状滤波器亮度色度分离需要用到的运算数据YC_DATA从亮色分离数据双端口RAM(302)中读出;自适应Y/C亮度色度分离模块中的运动检测模块用到的计算帧差需要的运算数据Motion_DATA从运动检测数据双端口RAM(303)中读出;SDRAM接口控制器判断输入数据双端口RAM、亮色分离数据双端口RAM、运动检测数据双端口的数据深度产生标志信号送入SDRAM控制器,根据内部状态机控制SDRAM工作流程和读写优先级别,输出SDRAM控制信号完成SDRAM数据的写入和读取操作,从而完成多帧数据的存储功能。
5、如权利要求1所述的基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,所述的色度解调模块包括三个乘法器,其中一个乘法器用于将输入的Burst_DATA信号与本地负载波对应的三角函数2cos_data相乘后的数据送入一个累加器,该累加器将本地色副载波与输入色度副载波比较结果做累计处理后通过一个环路滤波器来调整本地负载波与输入负载波的相位关系,然后输出到一个NTSC/PAL自动识别模块中:完成色差信号U_DATA和V_DATA的解调;另外两个乘法器用于将输入的色度信号C_DATA与对应三角函数2cos_data和2sin_data相乘运算,乘积结果通过两个低通滤波器滤除高频分量后得到U_DATA、V_DATA色差信号输出;该色度解调模块还包括一个数字锁相环、一个相位调整器和一个三角函数查找表;所述数字锁相环用于产生本地色副载波,并且根据环路滤波器的输出结果调整本地色副载波的相位;所述相位调整器用于调整数字锁相环产生的本地色负载波解调相位与色度副载波相位之间的固定相位关系;所述三角函数查找表用于产生对应的cos和sin三角函数。
6、如权利要求5所述的基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,所述的三角函数查找表的地址为512位,三角函数为9位。
7、如权利要求3或5所述的基于3D自适应梳状滤波的视频信号解码器,其特征在于,所述的行内一维陷波器或低通滤波器为31阶高精度滤波器,其实验获得的滤波器系数放大512倍后取整数。
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