CN1029186C - 活动信号检测电路 - Google Patents

Abstract

公开了活动信号检测电路，它适合于带有对包括在低频分量的亮度信号中的高频分量的亮度信号展开为原始频带的频率展开电路的视频记录/重放装置所使用，该电路包含：用于消去包括在由频率展开电路展开的视频信号中的折叠载波及其边带的前置滤波器(10)，用于对前置滤波器(10)的输出滤波以检出活动信号的梳状滤波器(60)，以及用于补偿包括在梳状滤波器(60)输出的活动信号中的误差的误差补偿电路。

Description

本发明涉及用于平滑或分散包括在待传送的电视信号中的图象区域之间跃迁的系统，所述图象区 域用静止图象信号处理方法和活动图象信号处理方法加以处理，更具体地说，本发明涉及用于精确检测表示活动图象的活动信号以控制频率展开图象信号的图象区域之间跃迁的一种电路。

再现图象的诸如NTSC或PAL系统的标准电视系统按照信号活动量自适应地对电视信号加以处理。这种对信号的自适应处理可产生位于以静止图象信号处理方法处理的图象区域与以活动图象信号处理方法处理的其它图象区域之间的准活动图象区域。如果观看者发觉处理方法的差异，并觉察到不同的区域和区域间跃迁，则图象质量降低。

例如，为了从合成视频信号分离色度和亮度分量的目的，可使用帧梳状滤波器或行梳状滤波器。只要在帧时间间隔内图象信号无变化，在用帧梳状滤波器从合成视频信号中分离色度和亮度分量时，可将亮度和色度分量完全分离。然而，如果在帧时间间隔内画幅变化，则在分离的亮度分量中会出现某些彩色信息而在色度分量中会出现某些亮度信息。

行梳状滤波器也可用于从合成视频信号中分离亮度和色度分量，在有图象活动时不会产生显著变差的分量信号。然而，和帧梳状滤波器相比，行梳状滤波器降低了重现图象的垂直分辨率。此外，在出现垂直跃迁的位置，由行梳状滤波器产生的图象可能变差，由于两种彩色信息引入亮度分量，而产生称为悬空点（hanging    dots）的图象后生现象，又由于亮度信息引入色度，则在跃迁的四周产生不正确的颜色。

因此，通过检测有无图象活动来自适应地对电视信号进行处理。在图象静止的区域内，使用帧梳状滤波器，而在图象活动的区域内使用行梳状滤波器。

这种自适应处理的另一实例是一种自适应双重扫描、非隔行扫描变换器。用这种变换器，在当前场的行之间显示隙间的行。然而，在存在产生诸如锯齿状轮廓的可见后生现象的图象变化时，该隙间的行可以是从前面的场传送而来的行。该隙间的行也可以是从当前场内的行插入的，但降低了垂直分辨率并会出现行闪烁。在检测出图象发生变化的区域内，显示场内的内插隙间行，另外显示场延迟的隙间的行。

另一实例是一种自适应峰值电路，该电路以较低的峰值因子处理具有较高噪声的区域而以较高峰值因子处理具有较低噪声的区域。

以上所有这些例子中，电视信号是响应图象评估参数的数值进行自适应处理的。这些参数在亮度/色度分离和双重扫描、非隔行变换中是活动，而在峰值时为噪声的相对电平。不同处理的区域、以及这些区域间可注意到的边界，所述区域中有的有参数、另一些无参数，都是由上述类型自适应处理电路引入的不希望有的后生现象。

由三星电子公司于1990年8月17日提交的发明题为“改进的视频信号记录系统”的美国专利申请07/569，029号中描述了一种用于在记录介质上记录和重放全带带视频信号的记录系统，所述记录介质通过将亮度信号的高频分量折叠到亮度信号的低频分量而具有有限带宽。

在美国专利申请07/569，029号中，将表示活动图象的活动信号与折叠的亮度信号和色度信号一起记录在记录介质上。活动信号用于控制在重放时没有折叠到原始频段的全带宽亮度信号的区域之间的跃迁。

即，在上述先有技术中，亮度信号的高频分量在记录时折叠到亮度信号的低频分量。此时，由折叠载波调制亮度信号的高频分量，从而使折叠的亮度信号在帧间、扫描行间和象素间具有180度的相位差。

因此，在重放时，折叠到折叠亮度信号的低频分量的高频分量通过将具的和折叠载波相同相位和频率的未折叠载波来进行解调，从而使亮度信号的高频分量展开为原始频带。

然而，在未折叠亮度信号中会出现其折叠载波和边带。通过折叠其载波和边带而展开的所得亮度信号具有帧间的180度相位差。

结果，用于检测作为活动信号的帧间象素的电平差的常规活动信号检测电路难以精确地检测来自由于帧间相位偏移的展开的亮度信号的活动信号。

KO.等人于1990年11月19日提交的题为“活动信号检测电路”的90-18737号南朝鲜专利申请描述了用前置滤波器消除已展开亮度信号所含折叠载波及其边带以及用梳状滤波器通过滤除其中折叠载波和边带被消去的已展开亮度信号检出活动信号的技术。

然而，上述前置滤波器能够消去具有较大相关 性的垂直和水平方向已展开亮度信号中所含折叠载波及其边带，但难于完全消去对角线方向即时间方向具有小的相关性的已展开亮度信号所含折叠载波及其边带。

因此，由于从前置滤波器输出的已展开亮度信号与对角线信号分量中保留的折叠载波和边带具有180度相位差，因此很难导出对角线方向活动信号的精确数值，该活动信号是梳状滤波器检出的帧间差分量。

本发明的一个目的是提供一种用于从已展开的亮度信号中精确检测出表示画幅中活动图象的活动信号的电路。

本发明通过提供包含以下部件的活动信号检测电路来实现以上目的：

用于输入已展开的亮度信号的输入线;

用于消去包含在已展开亮度信号的折叠载波及其边带的装置，

用于通过对消去装置的输出进行滤波检出已展开亮度信号差分量的活动信号的第一梳状滤波装置，以及

用于对第一梳状滤波器检出的活动信号中所含误差进行补偿的装置。

结合附图，通过以下对最佳实施例的详细说明，本发明的目的和特征会很容易理解，附图中：

图1为本发明的活动信号检测电路最佳实施例的方框图。

图2是图1的活动信号检测电路中所用前置滤波器的详细电路图，以及

图3是图1的活动信号检测电路中所用信号扩展器的详细电路图。

图1中，输入线5连接到频率展开电路（未示出）的输出端，用以输入展开的亮度信号，并与前置滤波器10的输入端相连接。前置滤波器10的输出端连接到第一帧延迟装置20的输入端、第一减法器30的第一输入端和第二减法器31的第一输入端。第一帧延迟装置20的输出端连接到第二帧延迟装置21的输入端和第一减法器30的第二输入端。第二帧延迟装置21的输出端连接到第二减法器31的第二输入端。第一减法器30的输出端连接到控制开关50的输入端。第二减法器31的输出端连接到第一绝对值装置70的输入端。第一绝对值（或幅度）装置70的输出端连接到第一阀值检测器80的输入端。第一阈值检测器80的输出端耦合到第一信号扩展器40的输入端。第一信号扩展器40的输出端耦合到控制开关50的控制端。控制开关50的输出端连接到第二绝对值装置71的输入端。第二绝对值装置71的输出端耦合到第二阈值检测器81的输入端。第二阈值检测器81的输出端连接到第二信号扩展器41的输入端。第二信号扩展器41的输出端通过输出线15连接到软开关（未示出）的控制端，用于将空间处理的亮度信号与时域处理的亮度信号进行混合。

此外，包含第一减法器30、第一帧延迟装置20的部分60构成梳状滤波电路，而包括第二减法器31、第一和第二帧延迟装置20及21的部分61也构成另一梳状滤波电路。

馈给输入线5的展开的亮度信号包含折叠载波和边带。

在工作时，前置滤波器10通过对通过输入线5输入的展开的亮度信号进行滤波消去展开的亮度信号中所含折叠载波和边带。前置滤波器10的电路图描述于题为“用于对展开亮度信号消去折叠载波和边带的改进装置”的发明的第90-17610号南朝鲜专利申请中，该申请由KO.等人于1990年8月6日提交，它最好含图2所示电路。

参考图2，输入线110上展开亮度信号的相等幅度通过水平梳状滤波器111和垂直梳状滤波器112，除非受剩法器114和119作用，在加法器116将这两个信号的相等幅度加以组合而在输出端117得到和信号。水平梳状滤波器111用于消去2.5MHz或2.5MHz以上折叠载波的边带，而垂直梳状滤波器112用于消去15，734Hz的行频率。然而，载波和边带的消去由于受扫描图象亮度变化的影响而不完全。

输出线117上水平和垂直载波的消去可通过垂直扫描边界检测器121和水平扫描边界检测器122的操作来实现。当在垂直扫描期间检出“垂直”边界或不连续性时，线123上的信号通过减法器124到达查找表127，使得来自查找表127的线128上其值为K的信号增加来自水平梳状滤波 器111的117线上输出的比例，该输出不受垂直边界影响，并减小来自垂直梳状滤波器112的比例。同样，在水平扫描期间检出“水平”边界时，线125上并通过减法器124的信号使线128上其值为K的信号既增加来自垂直梳状滤波器112的117处输出（该输出不受水平边界影响）的比例，又减小来自水平梳状滤波器111的比例。在任一种情形下，载波分量的消去是通过增加来自其输出不受所遇到亮度边界的影响的梳状滤波器的输出比例来加以改进的。

图1中，第一帧延迟装置20将已消去折叠载波和边带的展开的亮度信号延迟一个帧的周期，并将之供给第一减法器30和第二帧延迟装置21。

第二帧延迟装置21进一步将第一帧延迟装置20的输出延迟一个多帧的时间。

第一减法器30从前置滤波器10的输出减去第一帧延迟装置20的输出，并产生展开的亮度信号各帧间的差信号。

第二减法器31从前置滤波器10的输出减去第二帧延迟装置21的输出，并产生展开的亮度信号交替帧间的差信号。

由于从第一减法器30产生的差信号导出由于展开的亮度信号的对角线方向没有被前置滤波器10完全消去而残留的折叠载波造成的帧间和信号，即使实际未活动，该图象仍好象在活动。同时，即使由于未被前置滤波器10完全消去而在展开的亮度信号的对角方向残留折叠载波，则由第二减法器31产生的交替帧之间的差信号具有帧间分量的精确的差值。

第一绝对值装置70装置70接收第二减法器31输出的展开的亮度信号的交替帧间的差信号，该信号根据视频信号的活动方向和亮度而具有正或负的数值，所述绝对值装置70将该数值变为正值。

第一阈值检测器80将第一绝对值装置70的输出与预定阈值相比较，并对大于预定阈值的信号产生“1”的数值而对小于预定阈值的信号产生“0”的数值，或者相反。

第一信号扩展器40根据第一阈值检测器80产生的展开的亮度信号交替帧间的差信号处理将在垂直和水平方向扩展的活动信号，根据该扩展的展开的亮度信号的交替帧之间的差信号产生活动信号。可以用和美国专利申请07/531，057号中所述信号扩展器相同方式来构造第一信号扩展器40，该美国专利申请是KO.等人于1990年5月31日提交的题为“控制信号扩展器”的发明，如图3所示。

现参考图3说明一信号扩展器41。

水平加宽器302的一输入端314与一串6时钟延迟316至326连接。“或”门328的输出连接到输出端330，“或”门328的7个输入分别连接到输入端314和远离输入端314的时钟延迟316-326各端。任何具有1的相似性、指出存在诸如活动的现象的活动信号可在输出端330重复6次。

垂直加宽器304包含四个1H延迟332、334、336和338，它们串联连接到输入端331和其输出与输出端442相连的“或”门340，该“或”门的5个输入分别连接到输入端331和远离输入端331的1-H延迟332-338的各端。加到输入端331的任何行的活动信号在输出端342重复4次。

其逻辑值为0的活动信号毫无延迟地通过水平加宽器，而逻辑值为1指出存在诸如活动的现象时，该信号被重复以形成7个时钟周期宽和5行高的逻辑1的矩形。

行信号扩展器306耦合到垂直加宽器304的输出端344，其作用是在所述最先6个运动信号周期内沿从0值递增到最大值例如7的方向产生递增信号值的斜坡。只要端344处出现1则保持该最大值，而当停止时，产生6个时钟周期的递减信号值的斜坡。只要活动信号逻辑值为1，这可用相同方式沿该行作处理并沿4个后续行进行处理，以便有5条相同的行。

为执行如恰才说明的行信号扩展功能，MUX346有一输出348，标号0的输入，标号1的输入，以及可加逻辑值0或1的开关控制输入350。当逻辑0加到该控制输入350，输出348连接到标号0的输入，当逻辑1加到输入350，则输出348连接到标号1的输入。一时钟延迟单元352和执行函数f（x）＝X-1的发生器354串联连接在输出348和标号0的输入之间。发生器354不能低于值0。这样，当未检出活动及输入端300为逻辑0时，逻辑0通过加宽度器电路302和304到达端344，而MUX346的输出348为0。如果MUX346的输出348的信号偶尔不为0，则可通 过发生器354的操作在至多4个时钟周期内减小为0。从而可见，MUX346可产生如前所述递减值的斜坡。

前面提到的递增值的斜坡由MUX356形成。它具有连接到MUX346的标以1的输入端的输出358、一个标号0的输入，一个标号1的输入和可加逻辑值0或1的开关控制输入360。如同在MUX346中，控制输入360的逻辑1使输出358连接到标号1输入，控制360上逻辑0使输出458j连接到标号0输入。一时钟延迟362和执行函数f（x）＝X+1的发生器364串联连接在输出358和标号1输入之间。发生器364不能产生高于某选择的最大值例如7的信号值。标号0的MUX356的输入耦合到MUX346的输出348。

为使对应于沿扫描行的象素的信号值是可利用的，垂直信号扩展器308包含4个1-H延迟366、368、370和372以及用于将输出448及四个1-H延迟366-372的输出相加的加法器374。

此处，输出348和远离输出348的4个1H延迟366-372的各端上的活动信号数值在由合成装置即加法器374加以合成之前可分别加权。另外，时域扩展器310适合于由低通滤波器构成它提供在时域内静止和活动图象部分之前的逐渐跃迁。时域扩展器310的输出通过输出线312提供给图1的控制开关50。

图1中，控制开关50允许第一减法器30的输出传送到第二绝对值装置71的输入端，或者按照第一信号扩展器40的输出从中划出。更具体地说，控制开关50可用于逻辑地对第一减法器30的输出和第一信号扩展器40的输出进行操作以消去第一减法器30的输出中所含误差，由于控制开关50允许将第一减法器30的输出在信号扩展顺40的输出信号为逻辑高（或低）即图象在活动（或未活动）时作为活动信号传送到第二绝对值装置71。

第二绝对值装置71将具正负值的展开的亮度信号的帧间差信号通过控制开关50变换为只有正的信号。

为了消去展开的亮度信号各帧间差信号所含微小的噪声分量，第二阈值检测器81在第二绝对值装置71的输出信号中检出其值大于预定阈值的亮度信号的帧间差信号，并将结果的差信号供给第二信号扩展器41。

第二信号扩展器41将从第二阈值检测器81输入的正的展开的亮度信号和各帧间的差信号在时间上、垂直和水平方向上扩展，并将得到的已扩展差信号通过输出线路15作为活动信号送到软开关（未示出）的控制端。

此时，展开的亮度信号由于折叠载波而具有帧间190度相位差，故帧间的差信号比交替帧间的差信号有更大噪声分量。因此，第一阈值检测器80的预定阈值设置为大于第二阈值检测器81的预定阈值。

同时，第一信号扩展器40的扩展量设置为足够高于和二信号扩展器41的扩展量。即，由于交替帧间的差信号的检测迟于帧间差信号检测，与帧间实际的活动不相符。因此，要补偿上述延迟的检测，将交替帧间的差信号的扩展量设置为大于帧间值的数值。

第二信号扩展器41的结构和操作非常类似于以上所描述第一信号扩展器40。因此略去细节说明。

如上所述，按照本发明，通过利用展开的亮度信号隔帧具有相同的相同关系的性质，用交替帧间的差信号消以帧间差信号中所含误差，从而精确检出精确的活动信号，即展开的亮度信号各帧间的差分量。

Claims (12)

1、一种活动信号检测电路，其特征在于包含：

用于导入展开的亮度信号的输入线(5)，

用于消去展开的亮度信号所含折叠载波及其边带的装置(10)，

用于通过对所述消去装置的输出进行滤波而检测出展开的亮度信号差分量的活动的第一梳状滤波装置(60)，以及

用于对由所述第一梳状滤波装置(60)检出的活动信号所含误差进行补偿的装置。

2、如权利要求1所述的活动信号检测电路，其特征在于所述误差补偿装置包含：用于通过滤波所述消去装置（10）的输出而检出第二活动信号的第二梳状滤波装置（61），通过逻辑地将所述第一梳状滤波装置（60）的输出与所述第二梳状滤波装置（61）的输出进行运算而消去第一活动信号中所含误差的逻辑运算装置。

3、如权利要求2所述的活动信号检测电路，其特征在于所述第二活动信号在展开的亮度信号的交替帧之间具有差分量。

4、如权利要求2所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述逻辑运算装置包含：用于将所述第二梳状滤波装置（61）的输出转换为绝对值的第一绝对值装置（70），

用于将所述第一绝对值装置（70）的输出和预定阈值相比较并根据比较结果产生逻辑信号形式的活动信号的第一阈值检测装置（80），以及

用于根据所述第一阈值检测器（80）的输出发送或划出所述第一梳状滤波器（60）的输出的控制开关（50）。

5、如权利要求4所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述逻辑运算装置还包含耦合在所述第一阈值检测器（80）和控制开关（50）之间的第一信号扩展器（40），用于在时间上、垂直和水平方向上扩展所述第一阈值检测器（80）的输出。

6、如权利要求1所述的活动信号检测电路，其特征在于还包含用于将所述误差补偿装置的输出值转换为一绝对值的第二绝对值装置，和用于在时间上、垂直和水平方向上扩展所述第二绝对值装置（71）的输出以产生扩展的活动信号的第二信号扩展器（41）。

7、如权利要求6所述的活动信号检测电路，其特征在于，还包含耦合在所述第二绝对值装置（71）和所述第二信号扩展器（41）之间并用于将大于预定阈值的所述第二绝对值装置（71）的输出发送到所述第二信号扩展器（41）的第二阈值检测器（81），以消去包含在所述第二绝对值装置（71）的输出中的噪声分量。

8、如权利要求7所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述误差补偿装置包含对所述消去装置（10）的输出滤波以检出第二活动信号的第二梳状滤波装置（61），以及

用于逻辑地将所述第一梳状滤波装置（60）的输出和所述第二梳状滤波装置（61）的输出进行运算而消去第一活动信号中所含误差的逻辑运算装置。

9、如权利要求8所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述逻辑运算装置包含用于将第二梳状滤波装置（61）的输出变换为-正值的第一绝对值装置（70），

用于通过比较所述第一绝对值装置（70）的输出与预定阈值来以逻辑信号形式产生活动信号的第一阈值检测器（80），以及

用于按照所述第一阈值检测器（80）的输出发送或划出第一梳状滤波装置（60）的输出的控制开关（50）。

10、如权利要求9所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述第二阈值检测器（81）的预定阈值设置为大于所述第一阈值检测器（80）的预定阈值。

11、如权利要求9所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述逻辑运算装置包括耦合在所述第一阈值检测器（80）和所述控制开关（50）之间用于在时间上、垂直和水平方向上扩展第一阈值检测器（80）的输出的第一信号扩展器（40）。

12、如权利要求10所述的活动信号检测电路，其特征在于，所述第一信号扩展器（40）的扩展量设置为大于所述第二信号扩展器（41）的扩展量。

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