CN101631254A - 复合式模拟电视信号中亮度及色度分离的方法 - Google Patents

复合式模拟电视信号中亮度及色度分离的方法 Download PDF

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Abstract

一种将复合式模拟电视信号中亮度及色度分离的方法，包含：量测编码于复合式模拟电视信号中水平相邻像素间的第一差值、垂直相邻像素间的第二差值以及时序相邻像素间的第三差值；相互比较第一差值、第二差值以及第三差值，以取得最小差值作为加权函数的因数；以及依照以最小差值为根据的加权函数，藉由二维梳型滤波器及三维梳型滤波器同时对复合式模拟电视信号进行滤波处理，以取得亮度信号及色度信号；其中，藉由二维及三维梳型滤波器滤波处理的复合式模拟电视信号部分的量值是由加权函数所决定。

Description

复合式模拟电视信号中亮度及色度分离的方法
技术领域
本发明涉及一种分离亮度及色度的方法，特别是涉及一种将复合式模拟电视信号中的亮度及色度分离的方法。
背景技术
在一般的彩色电视中，模拟电视信号通常是以包括亮度(luminance，Y)及色度(chrominance，C)的复合式信号形式进行传送。因此，将上述复合式信号分离为亮度信号及色度信号的过程相当重要，且此过程通常是由梳型滤波器(comb filter)来实现。
此外，一般在实现上述分离的步骤时，为了获得较佳的滤波效果，通常会藉由三维(3D)梳型滤波器对静止的影像信号进行滤波处理，而具有动态变化的影像信号则是由二维(2D)梳型滤波器来进行滤波处理。
然而，上述的复合式信号经常同时包含有静止的影像信号以及具有动态变化的影像信号。因此，若是仅藉由三维梳型滤波器或二维梳型滤波器来进行滤波处理的话，并无法有效地将复合式信号分离开来。
发明内容
本发明的目的是提供一种将复合式模拟电视信号中的亮度及色度分离的方法，藉以更有效地对复合式信号进行滤波分离。
依照本发明一实施例，提出一种将复合式模拟电视信号中的亮度及色度分离的方法。此方法包含：量测编码于复合式模拟电视信号中的水平相邻像素间的第一差值、垂直相邻像素间的第二差值以及时序相邻像素间的第三差值；相互比较上述的第一差值、第二差值以及第三差值，以取得一最小差值作为一加权函数的一因数；以及依照以最小差值为根据的加权函数，藉由一二维梳型滤波器以及一三维梳型滤波器同时对复合式模拟电视信号进行滤波处理，以取得一亮度信号以及一色度信号；其中，藉由二维梳型滤波器滤波处理的复合式模拟电视信号部分的量值以及藉由三维梳型滤波器滤波处理的复合式模拟电视信号部分的量值是由加权函数所决定。
根据本发明的技术内容，应用前述复合式模拟电视信号中亮度及色度的分离方法，可针对不同的信号类型作不同的滤波处理，使得包括静止影像及动态影像的影像信号可更有效地被分离开来，且对于不同信号所作的滤波处理方式亦更具有弹性。
附图说明
图1A是依照本发明的实施例绘示一当前影像中的处理像素及其相邻像素的示意图。
图1B是依照本发明的实施例绘示具有当前影像及其先前影像的连续影像的示意图。
图2是依照本发明的实施例绘示一种二维(2D)/三维(3D)加权梳型滤波器的方块示意图。
图3是依照本发明的实施例绘示一种当时序相邻像素间具有最小差值时所应用的加权函数的示意图。
图4是依照本发明的实施例绘示一种当水平或垂直相邻像素间具有最小差值时所应用的加权函数的示意图。
图5是依照本发明的实施例绘示一种相对应于相邻影像间差值的可适性阈值的示意图。
附图符号说明
200：二维/三维加权梳型滤波器
202：低通滤波器
204：比较单元
206：加权暨滤波单元
具体实施方式
对于复合式模拟电视信号而言，其包括亮度(luminance，Y)信号以及色度(chrominance，C)信号，并且具有数个连续影像编码于其中。图1A是依照本发明的实施例绘示一当前影像中的处理像素及其相邻像素的示意图。如图1A所示，当前影像包括一处理像素(如：YC)以及其水平相邻和垂直相邻的像素(如：YC1、YC2、YC3和YC4)，其中处理像素YC与其水平相邻的像素YC1和YC2之间分别具有差值(如：灰阶差)MT和DT，而处理像素YC与其垂直相邻的像素YC3和YC4之间则分别具有差值(如：灰阶差)UP和DN。
图1B是依照本发明的实施例绘示具有当前影像及其先前影像的连续影像的示意图。如图1B所示，当前影像包括一处理像素(如：YC5)，而其先前影像则是包括一时序相邻的像素(如：YC5’)。其中，当前影像中的处理像素YC5与先前影像中的时序相邻像素YC5’之间具有差值K3D。
图2是依照本发明的实施例绘示一种二维(2D)/三维(3D)加权梳型滤波器的方块示意图。二维/三维加权梳型滤波器200用以将复合式模拟电视信号分离为亮度(luminance，Y)信号及色度(chrominance，C)信号，且包括数个低通滤波器202、一比较单元204以及一加权暨滤波单元206。
首先，处理像素与其水平相邻像素间的差值MT和DT、处理像素与其垂直相邻像素间的差值UP和DN以及处理像素与其时序相邻像素间的差值K3D，分别经由量测而得。接着，低通滤波器202分别对处理像素与相邻像素间的差值MT、DT、UP、DN和K3D进行滤波处理，使得上述像素间的差值所具有的噪声，均可经由滤波处理而被消除。
然后，比较单元204对像素间的差值MT、DT、UP、DN和K3D进行相互比较，以取得一最小差值，其中此最小差值被使用而作为一加权函数中的一因数。之后，加权暨滤波单元206再利用上述依照以最小差值为根据的加权函数，来控制二维梳型滤波器和三维梳型滤波器，藉以同时对复合式模拟电视信号进行滤波处理。亦即，藉由二维梳型滤波器滤波处理的复合式模拟电视信号部分的量值，以及藉由三维梳型滤波器滤波处理的复合式模拟电视信号部分的量值，二者是由加权函数所决定，藉以使复合式模拟电视信号可适当地分离为亮度信号及色度信号。
以下将以实施例来说明根据加权函数对复合式模拟电视信号进行滤波处理的情形。在一实施例中，当时序相邻像素间具有最小差值时，复合式模拟电视信号主要藉由三维梳型滤波器来进行滤波处理。换言之，根据加权函数的应用，三维梳型滤波器会对至少一半的复合式模拟电视信号进行滤波处理，而二维梳型滤波器则是会对复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。此外，藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，以及藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，可设计成依照加权函数使彼此呈线性相关。
图3是依照本发明的实施例绘示一种当时序相邻像素间具有最小差值时所应用的加权函数的示意图。如图3所示，藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，是根据加权函数而与藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值呈线性相关(如：3D_weight＝16-2D_weight)。当时序相邻像素间具有最小差值(即3D_min_diff)时，三维梳型滤波器用以对至少一半的复合式模拟电视信号进行滤波处理，而二维梳型滤波器则是用以对复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。
具体地来说，根据加权函数3D_weight＝16-2D_weight的应用，藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值(即3D_weight)会在数值8和16之间变动，而藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值(即2D_weight)则会在数值8和0之间变动。在此值得注意的是，上述的数值(即0、8和16)例示性地代表使用二维和三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的相对程度，并不构成任何限制。
此外，还可设定依据影像间差值而进行调整的一阈值(TH)，以供用于上述的加权函数，进而决定二维梳型滤波器使用的范围。换言之，当时序相邻像素间具有最小差值(即3D_min_diff)，且复合式模拟电视信号主要藉由三维梳型滤波器进行滤波处理时，最小差值与最小差值外加阈值之间的范围(即由3D_min_diff至3D_min_diff+TH)即被决定成二维梳型滤波器可使用的范围。亦即，当水平相邻像素间的差值或垂直相邻像素间的差值(即2D_min_diff)超过阈值(或超过3D_min_diff与3D_min_diff+TH之间的范围)时，此时便完全藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理。
在另一实施例中，当水平或垂直相邻像素间具有最小差值时，复合式模拟电视信号主要藉由二维梳型滤波器来进行滤波处理。换言之，根据加权函数的应用，二维梳型滤波器会对至少一半的复合式模拟电视信号进行滤波处理，而三维梳型滤波器则是会对复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。此外，藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，以及藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，可设计成依照加权函数使彼此呈线性相关。
图4是依照本发明的实施例绘示一种当水平或垂直相邻像素间具有最小差值时所应用的加权函数的示意图。如图4所示，藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，是根据加权函数而与藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值呈线性相关(如：2D_weight＝16-3D_weight)。当水平或垂直相邻像素间具有最小差值(即2D_min_diff)时，二维梳型滤波器用以对至少一半的复合式模拟电视信号进行滤波处理，而三维梳型滤波器则是用以对复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。
具体地来说，根据加权函数2D_weight＝16-3D_weight的应用，藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值(即2D_weight)会在数值8和16之间变动，而藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值(即3D_weight)则会在数值8和0之间变动。
此外，还可设定依据影像间差值而进行调整的一阈值(TH)，以供用于上述的加权函数，进而决定三维梳型滤波器使用的范围。换言之，当水平或垂直相邻像素间具有最小差值(即2D_min_diff)，且复合式模拟电视信号主要藉由二维梳型滤波器进行滤波处理时，最小差值与最小差值外加阈值之间的范围(即由2D_min_diff至2D_min_diff+TH)即被决定成三维梳型滤波器可使用的范围。亦即，当时序相邻像素间的差值(即3D_min_diff)超过阈值(或超过2D_min_diff与2D_min_diff+TH之间的范围)时，此时便完全藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理。
在又一实施例中，当时序相邻像素间与水平或垂直相邻像素间同时具有最小差值时，复合式模拟电视信号此时亦主要藉由二维梳型滤波器来进行滤波处理。同样地，二维梳型滤波器会对至少一半的复合式模拟电视信号进行滤波处理，而三维梳型滤波器则是会对复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。此外，藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，以及藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，同样可设计成依照如图4所示的加权函数(如：2D_weight＝16-3D_weight)使彼此呈线性相关。亦即，藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值(即2D_weight)会在数值8和16之间变动，而藉由三维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值(即3D_weight)则会在数值8和0之间变动。相同地，介于2D_min_diff与2D_min_diff+TH之间的范围，即被决定成三维梳型滤波器可使用的范围。此外，当时序相邻像素间的差值(即3D_min_diff)超过阈值(或超过2D_min_diff与2D_min_diff+TH之间的范围)时，此时便完全藉由二维梳型滤波器对复合式模拟电视信号进行滤波处理。
图5是依照本发明的实施例绘示一种相对应于相邻影像间差值的可适性阈值(adaptive threshold)的示意图。如图5所示，当相邻影像间的差值(即diffadjacent)增加时，阈值(TH)亦会相对应地增加。换言之，若相邻的影像信号变动得非常剧烈的话，则相对应的阈值亦必须随的增加，并配合影像信号的变动作调整。如此，即可更有弹性地对复合式模拟电视信号进行滤波处理。
由上述本发明的实施例可知，应用本发明将复合式模拟电视信号中的亮度及色度分离的方法，可藉由根据加权函数选择性地控制二维及三维梳型滤波器，更有效地对复合式模拟电视信号进行滤波处理。如此一来，复合式模拟电视信号便可更有效地被分离成亮度信号以及色度信号，藉以获得较佳品质的影像。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (14)

1.一种将复合式模拟电视信号中的亮度及色度分离的方法，该方法包含：
量测编码于该复合式模拟电视信号中的水平相邻像素间的第一差值、垂直相邻像素间的第二差值以及时序相邻像素间的第三差值；
相互比较所述第一差值、所述第二差值以及所述第三差值，以取得一最小差值作为一加权函数的一因数；以及
依照以该最小差值为根据的该加权函数，藉由一二维梳型滤波器以及一三维梳型滤波器同时对该复合式模拟电视信号进行滤波处理，以取得一亮度信号以及一色度信号；
其中，藉由该二维梳型滤波器滤波处理的该复合式模拟电视信号部分的量值以及藉由该三维梳型滤波器滤波处理的该复合式模拟电视信号部分的量值是由该加权函数所决定。
2.如权利要求1所述的方法，其中藉由该二维梳型滤波器以及该三维梳型滤波器同时对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
当所述时序相邻像素间具有该最小差值时，主要藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理。
3.如权利要求2所述的方法，其中主要藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
藉由该三维梳型滤波器对至少一半的该复合式模拟电视信号进行滤波处理；以及
藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。
4.如权利要求3所述的方法，其中藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值以及藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，是依照该加权函数彼此呈线性相关。
5.如权利要求2所述的方法，其中主要藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
设定一阈值，以供用于该加权函数；以及
当所述第一差值或所述第二差值超过该阈值时，完全藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理。
6.如权利要求1所述的方法，其中藉由该二维梳型滤波器以及该三维梳型滤波器同时对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
当所述水平相邻像素或所述垂直相邻像素间具有该最小差值时，主要藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理。
7.如权利要求6所述的方法，其中主要藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
藉由该二维梳型滤波器对至少一半的该复合式模拟电视信号进行滤波处理；以及
藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。
8.如权利要求7所述的方法，其中藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值以及藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，是依照该加权函数彼此呈线性相关。
9.如权利要求6所述的方法，其中主要藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
设定一阈值，以供用于该加权函数；以及
当所述第三差值超过该阈值时，完全藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理。
10.如权利要求1所述的方法，其中藉由该二维梳型滤波器以及该三维梳型滤波器同时对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
当所述时序相邻像素间与所述水平相邻像素或所述垂直相邻像素间同时具有该最小差值时，主要藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理。
11.如权利要求10所述的方法，其中主要藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
藉由该二维梳型滤波器对至少一半的该复合式模拟电视信号进行滤波处理；以及
藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号的其余部分进行滤波处理。
12.如权利要求11所述的方法，其中藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值以及藉由该三维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的部分的量值，是依照该加权函数彼此呈线性相关。
13.如权利要求10所述的方法，其中主要藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理的步骤还包含：
设定一阈值，以供用于该加权函数；以及
当所述第三差值超过该阈值时，完全藉由该二维梳型滤波器对该复合式模拟电视信号进行滤波处理。
14.如权利要求1所述的方法，还包含：
在进行比较步骤之前，对所述第一差值、所述第二差值以及所述第三差值进行低通滤波处理。
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