CN1805553A - 自适应空间－时间y/c分离的数字视频信号处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于基于场的自适应地Y/C分离的数字视频信号处理装置和方法，包括：自适应三维带通滤波器(3D BPF)，用于当垂直/水平地固定边缘方向时，使用空间－时间滤波器、响应图像的空间－时间局部特性、根据局部梳状滤波/1D带通滤波来执行Y/C分离。当没有水平/垂直地固定边缘方向时，三维带通滤波器在所有方向上进行2D/3D带通滤波。三维带通滤波器响应图像的空间－时间局部特性而自适应地并且持续地执行梳状滤波、1D带通滤波和2D/3D带通滤波。

Description

自适应空间-时间Y/C分离的数字视频信号处理装置和方法

技术领域

本发明涉及一种数字视频信号处理装置。具体地，本发明涉及NTSC/PAL(全国电视系统委员会制式/逐行倒相制式)系统中基于场的自适应空间-时间(即，3维(3D))Y/C分离的数字视频信号处理装置和方法。

背景技术

NTSC/PAL广播系统的显示器包括用于处理CVBS(复合视频消隐同步)信号的装置，所述CVBS信号是Y(亮度)信号和C(色度)信号的复合信号。所述C信号用副载波频率f_SC正交幅度调制。因此，C信号的特性由其频率和相位来确定。在接收级数字视频信号处理装置参照C信号的特性来分离Y和C信号，并且根据所分离的信号显示图像。

图1图解说明了传统视频信号处理装置100的方框图。参见图1，视频信号处理装置100包括梳状滤波器110、一维带通滤波器(1D-BPF)120、加权确定单元130、组合器140和减法器150。梳状滤波器110在垂直方向上一维带通滤波输入视频信号。1D-BPF 120在水平方向上一维带通滤波输入视频信号。加权确定单元130参照C信号的相位和垂直/水平相关度(correlation)来确定梳状滤波器110的输出和1D-BPF 120的输出的加权。组合器140使用所述加权来组合梳状滤波器110和1D-BPF 120的输出信号以产生C信号。减法器150从输入CVBS信号中减去C信号以产生Y信号。

图2图解说明了另一传统视频信号处理装置200的方框图。参见图2，视频信号处理装置200包括2D-BPF 210、减法器220和后处理器230。2D-BPF210执行二维卷积以提取被调制的C信号。所提取的C信号和由减法器220产生的Y信号被后处理器230处理。当2D-BPF 210错误地执行Y/C分离时，后处理器230补偿Y/C信号以产生补偿的Y/C信号。

在传统的Y/C分离技术中，当所检测的图像的边缘具有高垂直相关度时，根据梳状滤波来进行Y/C分离，并且当所检测的图像的边缘具有高水平相关度时，根据1D带通滤波来进行Y/C分离。如上所述，当按照传统的Y/C分离技术来选择这些滤波方法之一时，系统性能主要依赖于用于边缘检测的门限值。即，当由于不准确的边缘检测而错误地选择滤波方法时，会错误或不稳定地进行Y/C分离。不选择滤波方法之一而组合滤波操作的结果的传统技术可以在一定程度上解决这个问题。但是，这些技术基于水平或垂直的一维滤波，因此，可能由于不定的边缘方向而导致在所产生的信号中保留图像污染。

换句话说，在其中图像的边缘延伸的方向不均匀的情况下，当通过离散地选择的梳状滤波或1D带通滤波而错误地执行了Y/C分离时，会在所显示的图像上显现交叉亮度和串色，所述交叉亮度发生在当所分离的Y/C信号中存在C分量时，导致点状图像污染，串色发生在所分离的C信号中存在Y分量时，导致彩虹样式图像污染。

为了改善空间滤波，传统的视频信号处理装置使用空间-时间滤波。在这种情况下，当处理当前像素时，考虑前一场的像素数据和下一场的像素数据与当前像素的相关度或前一帧的像素数据和下一帧的像素数据与当前像素的相关度。所述空间-时间滤波方法需要用于存储前一和下一场或帧的像素数据的存储器。虽然空间-时间滤波器比空间滤波器更昂贵，但是当需要具有高画面质量的图像时经常使用空间-时间滤波技术。

但是，响应于CVBS信号的帧间/帧内的相关度而离散地选择空间滤波器和空间-时间滤波器的传统Y/C分离技术当在相关度测量中有错误时产生诸如交叉亮度和串色之类的图像污染。另外，传统技术具有二维空间Y/C分离上的限制。而且，使用帧内相关度的传统Y/C分离技术具有使用来自相同空间位置的像素数据的优点。然而，这些技术使用时间上远于不止一场的一帧之前和之后的数据，这使得滤波器的频谱特性恶化。

发明内容

因此，本发明旨在一种数字视频信号处理装置和方法，其基本克服了由于相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本发明实施例的特征是提供一种用于NTSC和PAL系统两者的数字视频信号处理装置。

本发明实施例的特征是根据输入视频信号的时间和空间特性在多个方向上自适应并持续地执行基于场/帧的Y/C分离。

本发明实施例的又一特征是使用具有适于输入视频信号的Y/C分离的频谱特性的空间-时间滤波器。

本发明的至少一个上面和其他特征和优点可以通过提供一种视频信号处理方法来实现，所述方法包括：一种视频信号处理方法，包括：使用输入视频信号的多个场的数据来生成2D加权系数和3D加权系数；和通过对水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码以及多个场数据的对应数据窗口进行卷积而生成输入视频信号的C信号，所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码是基于加权系数而组成的，其中生成C信号根据输入视频信号的空间一时间局部特性而包括局部垂直梳状滤波、水平带通滤波和2D带通滤波。

当局部特性表示高垂直相关度时，执行局部垂直梳状滤波，当局部特性表示高水平相关度时，执行局部水平带通滤波，并且当局部特性在多个方向上表示高或低相关度时，使用具有一场间隔的至少三场数据执行2维或3维带通滤波。

2D加权系数包括与当前像素的垂直和向上相关度成比例的第一系数、与当前像素的垂直和向下相关度成比例的第二系数、与当前像素的水平和向左相关度成比例的第三系数、和与当前像素的水平和向右相关度成比例的第四系数。

从输入视频信号中减去所生成的C信号，并且将其输出为Y信号。

生成C信号包括：对输入视频信号的第一场数据的相应数据窗口以及第一滤波器掩码进行卷积；对输入视频信号的第二场数据的相应数据窗口以及第二滤波器掩码进行卷积；对输入视频信号的第三场数据的相应数据窗口以及第三滤波器掩码进行卷积；和组合卷积结果，以便输出组合的结果作为C信号，其中所述第一、第二和第三滤波器掩码是根据水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码的3维卷积而生成的。。

所述方法可以应用于PAL系统或NTSC系统。

所述第一场数据、第二场数据和第三场数据可以具有一场的间隔。所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码中的每一个可以是一维的。所述3D加权系数可以包括与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间的相关度成比例的第一系数和与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度成比例的第二系数。

生成C信号还包括：对输入视频信号的第四场数据的相应数据窗口以及第四滤波器掩码进行卷积；对输入视频信号的第五场数据的相应数据窗口以及第五滤波器掩码进行卷积；组合五个卷积结果以输出组合的结果作为所生成的C信号，其中所述时间系数掩码包括第一和第二系数掩码，并且所述第一到第五滤波器掩码是根据水平系数掩码、垂直系数掩码、第一系数掩码和第二系数掩码的3D卷积而生成的。

用于第一系数掩码的3维加权系数包括：与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间在第一方向上的相关度成比例的第一系数，和与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度在第二方向上成比例的第二系数；和用于第二系数掩码的3D加权系数包括：与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间在第三方向上的相关度成比例的第三系数，和与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度在第四方向上成比例的第四系数。

本发明的至少一个上面和其他特征和优点可以通过提供一种视频信号处理装置来实现，所述视频信号处理装置包括：加权确定单元，用于使用输入视频信号的多个场的数据来生成2D加权系数和3D加权系数；和滤波器，用于对水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码以及多个场的数据的对应数据窗口进行卷积，以便生成输入视频信号的C信号，所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码分别由加权系数组成，其中所述滤波器响应输入视频信号的空间-时间局部特性而自适应地执行局部垂直梳状滤波、水平带通滤波和2D带通滤波。

附图说明

通过参考附图来详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上面和其它特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将变得更加明显，其中：

图1图解说明了传统的视频信号处理装置的方框图；

图2图解说明了另一传统的视频信号处理装置的方框图；

图3图解说明了根据本发明实施例的视频信号处理装置的方框图；

图4图解说明了NTSC系统的色度信号相位；

图5图解说明了PAL系统的色度信号相位；

图6图解说明了NTSC系统的空间-时间色度信号相位；

图7图解说明了PAL系统的空间-时间色度信号相位；

图8图解说明了用于解释NTSC系统的水平滤波器系数的图；

图9图解说明了用于解释NTSC系统的垂直滤波器系数的图；

图10是用于解释NTSC系统的第一时间滤波器系数的图；

图11图解说明了用于解释NTSC系统的第二时间滤波器系数的图；

图12是用于解释NTSC系统的垂直/水平滤波器系数的图；

图13图解说明了用于解释NTSC系统的垂直/时间滤波器系数的图；

图14图解说明了用于解释PAL系统的水平滤波器系数的图；

图15图解说明了用于解释PAL系统的垂直滤波器系数的图；

图16图解说明了用于解释PAL系统的时间滤波器系数的图；

图17图解说明了像素中的垂直变化；

图18图解说明了像素中的水平变化；

图19图解说明了图3的3D BPF的方框图；

图20图解说明了关于视频信号的水平和垂直频率的、表示Y和C分量的频谱特性；和

图21图解说明了关于视频信号的时间和垂直频率的、表示Y和C分量的频谱特性。

具体实施方式

此处整体引用于2005年1月13日向韩国知识产权局提交的、名称为“Digital Video Signal Processing Apparatus and Method for Adaptive andTemporal and Spatial Y/C Separation based on Field Period”的韩国专利申请第10-2005-0003178，作为参考。

现在将参考附图来更全面地描述本发明，其中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来体现，并且不应当被曲解为限于此处所阐述的实施例；相反，提供这些实施例，从而本公开将透彻和完整，并且将本发明的概念完全地传达给本领域的普通技术人员。这个附图中，相同的附图标记指向相同的元件。

图3图解说明了根据本发明实施例的视频信号处理装置300的方框图。参考图3，视频信号处理装置300可以包括存储器310、加权确定单元320、3D BPF 330、和减法器340。视频信号处理装置300可用于NTSC系统和PAL系统。视频信号处理装置300接收数字CVBS信号作为输入视频信号，并且将该输入视频信号分离为Y信号和C信号。输入视频信号可以是通过以预定频率(例如，4f_sc，其中f_SC是副载波频率)取样模拟CVBS信号的有效视频区域而获得的数字信号。

NTSC系统的输入视频信号CVBS(t)可以表示为如下。

[等式1]

CVBS(t)＝Y+U*sin2πf_SCt+V*cos2πf_SCt

其中U和V是C分量，f_SC是副载波频率，t是时间。因此，在NTSC系统中，在4f_SC取样的像素信号具有如图4中所示的色度信号相位。也就是，在每条水平线上以Y+U、Y+V、Y-U、Y-V的形式重复像素信号。图4仅示出了色度信号分量的相位。在NTSC系统中，如图4所示，色度信号相位在相邻水平扫描线中在垂直方向上移位180°。

可以如图6所示空间-时间地表示NTSC系统的输入视频信号CVBS(t)。参考图6，在(i，j，t)处当前处理的中心像素的C分量的相位具有特定的相位，例如，+U。来自中心像素的空间-时间地位于第一对角线方向的像素信号，即，下一场的(i-1，j，t+1)处的像素和前一场的(i，j，t-1)处的像素，具有与中心像素相同的相位。来自中心像素的空间-时间地位于第二对角线方向的像素信号，即，下一场的(i，j，t+1)处的像素和前一场的(i-1，j，t-1)处的像素，具有与在(i，j，t)处的中心像素的C分量的相位相反的相位，例如，-U。在NTSC/PAL系统中，一帧由两个场，即，奇数场和偶数场组成。

PAL系统的输入视频信号CVBS(t)可以表示为如下。

[等式2]

CVBS(t)＝Y+U*sin2πf_SCt±V*cos2πf_SCt

其中U和V是C分量，f_SC是副载波频率，t是时间。在等式2中，V分量的符号在每一场的正和负之间交替。因此，PAL系统中的像素信号具有如图5中所示的色度信号相位。也就是，在每条水平线上以Y+U、Y+V、Y-U、Y-V、...、或Y+U、Y-V、Y-U、Y+V的形式重复像素信号，并且，色度信号相位在每另一条水平扫描线、在垂直方向上移位180°。

可以如图7所示空间-时间地表示PAL系统的输入视频信号CVBS(t)。参考图7，在(i，j，t)处当前处理的中心像素的C信号分量的相位具有特定的相位，例如，+U。来自当前像素的空间-时间地位于对角线方向的像素信号，即，下一场的(i-1，j，t+1)处的像素和前一场的(i，j，t-1)处的像素，具有与当前场的当前像素信号(i，j，t)的相位相反的相位。位于中心像素后一帧(两场)的(i+1，j，t+2)处的像素和位于中心像素前一帧(两场)的(i，j，t-2)处的像素具有与当前场的(i，j，t)处的当前像素的相位相反的相位。从中心像素垂直放置的像素，即，在相同场的(i-2，j，t)和(i+2，j，t)处的像素，也具有与当前场的(i，j，t)处的当前像素的相位相反的相位。

由视频信号处理装置300分离的Y和C信号(U和V信号)被转换为外部电路所需的格式，并且随后被存储或发送到显示设备。例如，Y和C信号可被内插有将被显示在液晶显示器(LCD)上的三个颜色信号，即、红色、绿色和绿色信号。

与离散地执行空间-时间梳状滤波或1D带通滤波不同，根据本发明实施例的视频信号处理装置300响应输入视频信号CVBS的空间-时间局部特性而自适应地操作。为此，存储器310存储与输入视频信号CVBS的多个场对应的数字信号。存储器310包括多个场存储器311、312、313和314，每个场存储器存储与一场对应的数据。尽管图3示出了四个场存储器311、312、313和314，但是如果滤波需要，则可以将更多的存储器附加到数字视频信号处理装置300。

存储在存储器310中的与多个场对应的数据以及当前输入的视频数据被输出到加权确定单元320。加权确定单元320使用多个场数据来生成2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr，所述2D加权系数将被用来在3D BPF 330中进行滤波。而且，加权确定单元320响应网络参数控制(NPC)信号而生成3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb和Wf。例如，当NPC信号具有逻辑高电平时，对于具有如图4所示的色度信号相位的NTSC系统可以生成3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2。当控制信号NPC具有逻辑低电平时，对于具有如图5所示的色度信号相位的PAL系统可以生成3D加权系数Wb和Wf。尽管对于NTSC和PAL系统都可以生成2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb和Wf，但是用于生成NTSC系统的系数的数据可以与用于生成PAL系统的系数的数据不同。

3D BPF 330使用2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb和Wf来生成输入视频信号的C信号。3D BPF 330使用三个场的相应数据窗口或五个场的相应数据窗口，其将响应控制信号NPC而与滤波器掩码进行卷积。例如，当控制信号NPC具有逻辑高电平时，3D BPF 330可操作于NTSC系统，并且使用五个数据窗口BBFID(前两场(before before field))、BEFID(前一场)、PRFID(目前场)、AFFID(后一场)和AAFID(后两场)。当控制信号NPC具有逻辑低电平时，3D BPF 330可操作于PAL系统，并且使用三个数据窗口BEFID、PRFID和AFFID。

减法器340从当前处理的像素的视频信号CVBS中减去从3D BPF 330输出的C信号(U或V信号)，以便获取Y信号。例如，当作为C信号输出的U信号从当前像素Y+U的视频信号减去时，得到Y信号。

在NTSC/PAL系统中，3D BPF 330响应输入视频信号的空间-时间局部特性而连续地并自适应地执行局部垂直梳状滤波、局部水平带通滤波和2D/3D带通滤波。也就是，3D BPF 330使用滤波器掩码来执行滤波，用以具有一场的间隔的场数据项的卷积。如果将被滤波的中心像素的局部特性示出高垂直相关度，则3D BPF 330执行局部垂直梳状滤波，并且如果局部特性示出高水平相关度，则3D BPF 330执行局部水平带通滤波。而且，如果局部特性在多方向上示出高或低相关度，则3D BPF 330执行2D/3D带通滤波。

3D BPF 330使用滤波器掩码，也就是，水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码，来执行滤波，这些是基于2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb和Wf而组成的。

在NTSC系统中，时间系数掩码由第一和第二时间系数掩码组成，2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2用于滤波。如果水平系数掩码是h_h(i，j，t)，垂直系数掩码是h_v(i，j，t)，第一时间系数掩码是h_t1(i，j，t)，并且第二时间系数掩码是h_t2(i，j，t)，则从3D BPF 330输出的C信号(i，j，t)表示如下。

[等式3]

C(i，j，t)＝h(i，j，t)***CVBS(i，j，t)

h(i，j，t)＝h_h(i，j，t)***h_v(i，j，t)***h_t1(i，j，t)***h_t2(i，j，t)***CVBS(i，j，t)

也就是，3D BPF 330输出存储在存储器310中的多场数据项的相应数据窗口CVBS(i，j，t)以及水平系数掩码h_h(i，j，t)、垂直系数掩码h_v(i，j，t)、第一时间系数掩码h_t1(i，j，t)、和第二时间系数掩码是h_t2(i，j，t)的3维卷积的结果作为输入视频信号的C信号(i，j，t)。从减法器340输出的Y信号(i，j，t)被表示为从当前处理的中心像素的CVBS数据CVBS(i，j，t)减去C信号C(i，j，t)的结果，其表示为如下。

[等式4]

Y(i，j，t)＝CVBS(i，j，t)-C(i，j，t)

水平系数掩码h_h(i，j，t)、垂直系数掩码h_v(i，j，t)、第一时间系数掩码h_t1(i，j，t)和第二系数掩码h_t2(i，j，t)具有如由等式5表示的1维形式。

[等式5]

h_h＝[Wl Nh Wr]

h_t1＝[Wb1 Nt1 Wf1]

h_t2＝[Wb2 Nt2 Wf2]

$h_v=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Wu}\\ \mathrm{Nv}\\ \mathrm{Wd}\end{array}\right]$

在等式5中，系数Nh、Nv、Nt1和Nt2可被设定为当执行归一化(normalization)时的值，从而Nh、Nv、Nt1和Nt2的绝对值与2D加权系数和3D加权系数的绝对值之和等于1。

四个1D系数掩码h_h、h_v、h_t1和h_t2的3D卷积可以由等式6表示。

[等式6]

$h_{\mathrm{hv}}(i,j,t)=h_h(i,j,t)***h_v(i,j,t)=\left|\begin{array}{ccccc}\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Wr}\·\mathrm{Wu}\\ \mathrm{Wl}& 0& \mathrm{Ns}& 0& \mathrm{Wr}\\ \mathrm{Wl}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Wr}\·\mathrm{Wd}\end{array}\right|$

$h_{t1t2}(i,j,t)=h_{t1}(i,j,t)***h_{t2}(i,j,t)=\left|\begin{array}{ccccc}0& 0& \mathrm{Wb}1\·\mathrm{Wf}2& 0& 0\\ 0& \mathrm{Wb}1& 0& \mathrm{Wf}2& 0\\ \mathrm{Wb}1\·\mathrm{Wb}2& 0& \mathrm{Nt}& 0& \mathrm{Wf}1\·\mathrm{Wf}2\\ 0& \mathrm{Wb}2& 0& \mathrm{Wf}1& 0\\ 0& 0& \mathrm{Wb}2\·\mathrm{Wf}1& 0& 0\end{array}\right|$

即，等式3的C(i，j，t)被排列为C(i，j，t)＝h_hv(i，j，t)***h_t1t2(i，j，t)***CVBS(i，j，t)。

图12和13中示出了与NTSC系统的水平/垂直系数掩码h_hv(i，j，t)和垂直/时间系数掩码h_t1t2(i，j，t)对应的像素数据项。对于上述卷积，使用三个连续水平扫描线的数字数据项当中与由等式6中的垂直/水平系数掩码h_hv(i，j，t)中的非零系数组成的元素对应的数据项，即，垂直和水平方向上的数据项(图12的32、33、34和35))，其具有与中心像素(图12的31)相反的C分量相位，以及对角线方向上的数据项(图12的36、37、38和39)，其具有与中心像素相同的C分量相位。而且，对于上述卷积，使用在超过五场排列的三个连续水平扫描线的数字数据项当中与由等式6中的垂直/时间系数掩码h_t1t2(i，j，t)中的非零系数组成的元素对应的数据项，即，中心像素(图13的41)，具有与中心像素相反的C分量相位的数据项(图13的44、45、46、47、48和49))以及具有与中心像素相同的C分量相位的像素数据项(图13的42和43)。

在图13中，沿着时间轴T的垂直像素数据项表示不同场的数据项。例如，像素数据49属于第一场数据，43和48属于第二场数据，41、45和47属于第三场数据，42和45属于第四场数据，44属于第五场数据。这里，当前处理的中心像素41属于第三场数据。如上所述，根据等式6来确定用于卷积的系数掩码。

等式3的3D卷积的结果与等式6中的空间域系数掩码h_hv和时间域系数掩码h_t1t2的3D卷积的结果。由于h_t1t2沿时间轴延伸超过5个场，因此在五个场中定义等式3的相应场的系数掩码。当这些场中卷积的系数掩码分别表示为h₁(i，j，t)、h₂(i，j，t)、h₃(i，j，t)、h₄(i，j，t)和h₅(i，j，t)时，与第一到第五系数掩码h₁、h₂、h₃、h₄和h₅进行2D卷积的数据项是具有一场间隔的五个场的CVBS数据窗口BBFID、BEFID、PRFID、AFFID和AAFID。也就是，当前处理的场数据窗口PRFID和h₃(i，j，t)被卷积。另外，先前场数据窗口BBFID和BEFID以及下一场数据窗口AFFID和AAFID分别与滤波器掩码h₁(i，j，t)、h₂(i，j，t)、h₃(i，j，t)和h₅(i，j，t)卷积。在等式6中，Ns＝Nh*Nv。

在PAL系统中，存在单个时间系数掩码，并且使用2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb和Wf。如果水平系数掩码是h_h(i，j，t)，垂直系数掩码是h_v(i，j，t)，和时间系数掩码是h_t(i，j，t)，则从3D BPF 330输出的C信号C(i，j，t)表示如下。

[等式7]

C(i，j，t)＝h(i，j，t)***CVBS(i，j，t)

h(i，j，t)＝h_h(i，j，t)***h_v(i，j，t)***h_t(i，j，t)

也就是，3D BPF 330输出存储在存储器310中的多个场数据项的相应数据窗口CVBS(i，j，t)以及水平系数掩码h_h(i，j，t)、垂直系数掩码h_v(i，j，t)、和时间系数掩码h_t(i，j，t)的3维卷积的结果作为输入视频信号的C信号C(i，j，t)。从减法器340输出的Y信号Y(i，j，t)由等式4表示。

水平系数掩码h_h(i，j，t)、垂直系数掩码h_v(i，j，t)和时间系数掩码h_t(i，j，t)具有由等式8表示的1维形式。

[等式8]

h_h(i，j，t)＝[Wl Nh Wr]

h_t(i，j，t)＝[Wb Nt Wf]

$h_v(i,j,t)=\left[\begin{array}{c}\mathrm{Wu}\\ \mathrm{Nv}\\ \mathrm{Wd}\end{array}\right]$

在等式8中，系数Nh、Nv和Nt可以被设定为当执行归一化时的值，从而Nh、Nv和Nt的绝对值与2D加权系数和3D加权系数的绝对值之和等于1。

从等式7的三个1D系数掩码h_h、h_v和h_t获得的3D空间掩码分别由等式9表示的h₁(i，j，t)、h₂(i，j，t)和h₃(i，j，t)组成。

[等式9]

$h_1(i,j,t)=\left[\begin{array}{ccccc}\mathrm{Wb}\·\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wr}\·\mathrm{Wu}\\ \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wl}& 0& \mathrm{Ns}\·\mathrm{Wb}& 0& \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wr}\\ \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Wb}\·\mathrm{Wr}\·\mathrm{Wd}\end{array}\right]$

$h_2(i,j,t)=\left[\begin{array}{ccccc}\mathrm{Nt}\·\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wr}\·\mathrm{Wu}\\ \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wl}& 0& \mathrm{Ns}\·\mathrm{Nt}& 0& \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wr}\\ \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Nt}\·\mathrm{Wr}\·\mathrm{Wd}\end{array}\right]$

$h_3(i,j,t)=\left[\begin{array}{ccccc}\mathrm{Wf}\·\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wu}& 0& \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wr}\·\mathrm{Wu}\\ \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wl}& 0& \mathrm{Ns}\·\mathrm{Wf}& 0& \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wr}\\ \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wl}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wd}& 0& \mathrm{Wf}\·\mathrm{Wr}\·\mathrm{Wd}\end{array}\right]$

因此，由等式7表示的、用于3D BPF 330的卷积的数据CVBS(i，j，t)包括与滤波器掩码h₁、h₂和h₃对应的三个数据窗口。也就是，与等式9的每个滤波器掩码对应的3×5矩阵的CVBS数据用于等式3的卷积。在等式9中，h₂(i，j，t)是用于当前处理的场的系数掩码，h₁(i，j，t)是用于前一场的系数掩码，和h₃(i，j，t)是用于下一场的系数掩码。也就是，对于等式3的3D卷积使用具有一场间隔的三个场的数据项BEFID、PRFID和AFFID。

在等式5和8中，将Wu、Wd、WI和Wr加权应用于具有与当前处理的场中的中心像素(i，j，t)相反相位的像素(图4的-U)，并且它们具有与每个方向上图像的空间局部特性对应的值-0.5到0。因此，对角线加权WuWI、WdWI、WuWr和WdWr分别具有与图像的局部特性对应的值0到0.25。另外，使用3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb以及Wf以便在时间轴上反映运动变化。3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb和Wf对于具有与中心像素(i，j)相反的相位的像素具有值-0.5到0，而对于具有与中心像素(i，j)相同的相位的像素具有值0到0.5。3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb以及Wf可以使用表示时间轴上相关度的任何值。

具体地，参考图8(NTSC系统)和图14(PAL系统)，将Nh应用于当前处理的中心像素(i，j，t)，将WI应用于位于中心像素(i，j，t)左边两个像素的像素(i，j-2，t)，并且将Wr应用于位于中心像素(i，j，t)右边两个像素的像素(i，j+2，t)。参考图9(NTSC系统)和图15(PAL系统)，在NTSC系统中，将Nv应用于当前处理的中心像素(i，j，t)，并且将Wu应用于中心像素(i，j，t)上一条水平扫描线的像素(i-1，j，t)，以及在PAL系统中，将Wu应用于中心像素(i，j，t)上两条水平扫描线的像素(i-2，j，t)。在NTSC系统中，将Wd应用于中心像素(i，j，t)下一条水平扫描线的像素(i+1，j，t)，在PAL系统中，将Wd应用于中心像素(i，j，t)下两条水平扫描线的像素(i+2，j，t)。参考图10和11，在NTSC系统中，将Nt1和Nt2应用于当前处理的场的中心像素(i，j，t)。将Wb1和Wb2分别应用于当前场之前场的数据中的像素(i，j，t-1)和像素(i-1，j，t-1)。像素(i，j，t-1)和像素(i-1，j，t-1)位于与当前场的中心像素(i，j，t)位置对应的位置处并且分别具有与当前处理的中心像素(i，j，t)相同和相反的相位。另外，将Wf1和Wf2分别应用于当前场之后场的数据中的像素(i-1，j，t+1)和像素(i，j，t+1)。这里，像素(i-1，j，t+1)和像素(i，j，t+1)位于与当前场的中心像素(i，j，t)位置对应的位置处并且分别具有与当前处理的中心像素(i，j，t)相同和相反的相位。参考图16，在PAL系统中，将Nt应用于当前处理的场的中心像素(i，j，t)，并且将Wb应用于当前场之前场的数据中的像素(i，j，t-1)，其位于与当前场的中心像素(i，j，t)位置对应的位置处。另外，将Wf应用于当前场之后场的数据中的像素(i-1，j，t+1)，其位于与当前场的中心像素(i，j，t)位置对应的位置处。

确定等式5中使用的2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2，使得它们满足等式10。确定等式8中使用的2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb和Wf，使得它们满足等式11。

[等式10]

[等式11]

在等式10和11中，VARv表示空间域中的垂直变化，VARh表示空间域中的水平变化，VARt、VARt1和VARt2表示时域中的时间变化。VARu表示空间域中的向上变化，VARd是空间域中的向下变化；VAR1表示空间域中的向左变化，和VARr是空间域中的向右变化；VARb、VARb1和VARb2表示时域中的先前变化，以及VARf、VARf1、VARf2是时域中的随后变化。

为了更详细地表示等式10和11，建议等式12的值。

[等式12]

$\mathrm{Wu}=-0.5\×\frac{\mathrm{Difh}+\mathrm{Dift}}{\mathrm{Difh}+\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}\×\frac{\mathrm{Difd}}{\mathrm{Difu}+\mathrm{Difd}}$

$\mathrm{Wd}=-0.5\×\frac{\mathrm{Difh}+\mathrm{Dift}}{\mathrm{Difh}+\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}\×\frac{\mathrm{Difu}}{\mathrm{Difu}+\mathrm{Difd}}$

$\mathrm{Wl}=-0.5\×\frac{\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}{\mathrm{Difh}+\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}\×\frac{\mathrm{Difr}}{\mathrm{Difr}+\mathrm{Difl}}$

$\mathrm{Wr}=-0.5\×\frac{\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}{\mathrm{Difh}+\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}\×\frac{\mathrm{Difl}}{\mathrm{Difr}+\mathrm{Difl}}$

$\mathrm{Wf}=-0.5\×\frac{\mathrm{Difv}+\mathrm{Difh}}{\mathrm{Difh}+\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}\×\frac{\mathrm{Difb}}{\mathrm{Diff}+\mathrm{Difb}}$

$\mathrm{Wb}=-0.5\×\frac{\mathrm{Difv}+\mathrm{Difh}}{\mathrm{Difh}+\mathrm{Difv}+\mathrm{Dift}}\×\frac{\mathrm{Diff}}{\mathrm{Diff}+\mathrm{Difb}}$

在等式12中，Difv是输入视频信号的垂直差的绝对值，Difh是水平差的绝对值，Difu是向上差的绝对值，以及Difd是向下差的绝对值。另外，Difl是向左差的绝对值，以及Difr是向右差的绝对值。图17和18是用于解释NTSC系统的像素中的垂直和水平变化的图。参考图17，对于当前处理的中心像素(i，j)，Difv＝du+dd+dv，Difu＝Du，Difd＝dd。参考图18，Difh＝dl+dr+dh，Difl＝dl，Difr＝dr。这里，dl是像素数据(i，j)与像素数据(i，j-4)之间的差的绝对值，dr是像素数据(i，j)与像素数据(i，j+4)之间的差的绝对值，和dh是像素数据(i，j-2)与像素数据(i，j+2)之间的差的绝对值。而且，在NTSC系统中，du是像素数据(i，j)与像素数据(i-2，j)之间的差的绝对值，dd是像素数据(i，j)与像素数据(i+2，j)之间的差的绝对值，并且dv是像素数据(i-1，j)与像素数据(i+1，j)之间的差的绝对值。

在PAL系统中，du是像素数据(i，j)与像素数据(i-4，j)之间的差的绝对值，dd是像素数据(i，j)与像素数据(i+4，j)之间的差的绝对值，并且dv是像素数据(i-2，j)与像素数据(i+2，j)之间的差的绝对值。而且，Dift表示时间轴上的变化，并且Diff和Difb表示后一场和前一场方向的变化。这里，Dift、Diff和Difb是通过组合具有与时间轴上的当前像素相同的相位的像素来计算的。另外，可以确定加权Wu、Wd、WI、Wr、Wf和Wb，从而它们使用具有相同相位的像素数据项的各种组合来表示水平/垂直/时间/向左/向右/向上/向下变化。

结果，Wu可以与中心像素(i，j)的垂直和向上相关度成比例。Wd可以与中心像素(i，j)的垂直和向下相关度成比例。WI可以与中心像素(i，j)的水平和向左相关度成比例。Wr可以与中心像素(i，j)的水平和向右相关度成比例。Wb可以与当前处理的中心像素和当前像素之前场的数据的相关度成比例，或者可以与当前场之前场/帧的数据中的像素之间的差成比例，其具有与当前处理的中心像素的相位相同的相位，如图16所示。而且，Wf可以与当前处理的中心像素和当前像素之后场的数据的相关度成比例，或者可以与当前场之后场/帧的数据中的像素之间的差成比例，其具有与当前处理的中心像素的相位相同的相位。

在NTSC系统中，Wb1可以与当前处理的中心像素和当前像素之前场的数据的相关度成比例，或者可以与中心像素和当前场之前场/帧的数据中的像素之间的差成比例，其具有与第一方向上当前处理的中心像素(i，j，t)相同的相位，如图10所示。Wf1可以与当前处理的中心像素和当前像素之后场的数据的相关度成比例，或者可以与中心像素和当前场之后场/帧的数据中的像素之间的差成比例，其具有与第二方向上当前处理的中心像素(i，j，t)相同的相位。而且，Wb2可以与当前处理的中心像素和当前像素之前场的数据的相关度成比例，或者可以与中心像素和当前场之前场/帧的数据中的像素之间的差成比例，其具有与第三方向上当前处理的中心像素(i，j，t)相反的相位，如图11所示。Wf2可以与当前处理的中心像素和当前像素之后场的数据的相关度成比例，或者可以与中心像素和当前场之后场/帧的数据中的像素之间的差成比例，其具有与第四方向上当前处理的中心像素(i，j，t)相反的相位，如图11所示。

3D BPF 330使用如上确定的2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及第三加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb以及Wf通过等式3的卷积来执行滤波。

图19是图3的3D BPF 330的方框图。参考图19，3D BPF 330包括第一滤波器331、第二滤波器332、第三滤波器333、第四滤波器334、第五滤波器335和组合器336。3D BPF 330可以响应控制信号NPC来执行NTSC或PAL系统操作。

当控制信号NPC具有逻辑高电平时，例如，3D BPF 330可以使用五场的相应的数据窗口BBFID、BEFID、PRFID、AFFID和AAFID来执行NTSC系统操作。当控制信号NPC具有逻辑低电平时，3D BPF 330可以使用三场的相应的数据窗口BEFID、PRFID和AAFID来执行PAL系统操作。

在NTSC系统中，第一滤波器331、第二滤波器332、第三滤波器333、第四滤波器334、第五滤波器335和组合器336可以全部工作。第一滤波器331执行等式6确定的第一滤波器掩码h₁(i，j，t)与输入视频信号的第一场数据BBFID的相应数据窗口与的卷积。如参考图13所述，第一场数据BBFID的数据窗口存在于当前处理的第三场数据PRFID之前两场的场数据当中。

第二滤波器332执行等式6确定的第二滤波器掩码h₂(i，j，t)与输入视频信号的第二场数据BEFID的相应数据窗口的卷积。第二场数据BEFID的数据窗口存在于当前处理的第三场数据PRFID之前一场的场数据当中。

第三滤波器333执行等式6确定的第三滤波器掩码h₃(i，j，t)与输入视频信号的第三场数据PRFID的相应数据窗口的卷积。第三场数据PRFID的数据窗口存在于当前处理的场数据当中。

第四滤波器334执行等式6确定的第四滤波器掩码h₄(i，j，t)与输入视频信号的第四场数据AFFID的相应数据窗口的卷积。如参考图13上述，第四场数据AFFID的数据窗口存在于当前处理的第三场数据PRFID之后一场的场数据当中。

第五滤波器335执行等式6确定的第五滤波器掩码h₁(i，j，t)与输入视频信号的第五场数据AAFID的相应数据窗口的卷积。第五场数据AAFID的数据窗口存在于当前处理的第三场数据PRFID之后两场的场数据当中。

在PAL系统中，第二滤波器332、第三滤波器333、第四滤波器334和组合器336可以工作。这里，第二滤波器332执行等式9确定的滤波器掩码h₁(i，j，t)与输入视频信号的场数据BEFID的相应数据窗口的卷积。也就是，第二滤波器332在当前场之前一场的场数据BEFID的三条连续水平扫描线的数字数据当中，使用垂直和水平方向上的数据项，其具有与中心像素相反的C分量相位，以及使用和对角线方向上的数据项，其具有与中心像素相同的C分量相位，如由等式9表示。

第三滤波器333执行等式9确定的滤波器掩码h₂(i，j，t)与输入视频信号的场数据PRFID的相应数据窗口的卷积。此处，第三滤波器333在当前场数据PRFID的三条连续水平扫描线的数字数据当中，使用垂直和水平方向上的数据项，其具有与中心像素相反的C分量相位，以及使用对角线方向上的数据项，其具有与中心像素相同的C分量相位，如由等式9表示。

第四滤波器334执行等式9确定的滤波器掩码h₃(i，j，t)与输入视频信号的场数据AFFID的相应数据窗口的卷积。此处，第四滤波器334在当前场之后一场的场数据AFFID的三条连续水平扫描线的数字数据当中，使用垂直和水平方向上的数据项，其具有与中心像素相反的C分量相位，以及使用对角线方向上的数据项，其具有与中心像素相同的C分量相位，如由等式9表示。

在NTSC系统中，组合器336适当地组合第一到第五滤波器331到335的卷积结果，也就是，对卷积结果执行相加或相减，以便输出结果作为C信号。在PAL系统中，组合器336适当地组合第二、第三和第四滤波器332、333和334的卷积结果，也就是，对卷积结果执行相加或相减，以便输出结果作为C信号。

通过上述操作，3D BPF 330响应输入视频信号的空间-时间局部特性而连续地并自适应地执行梳状滤波、1D带通滤波和2D/3D带通滤波。

例如，当在空间-时间域中的所有方向上相关度为高或为低时，等式5和8的2D加权系数Wu、Wd、WI和Wr以及3D加权系数Wb1、Wb2、Wf1和Wf2/Wb以及Wf全部都影响3D BPF 330的滤波操作。因此，如图20所示，在关于水平和垂直频率H和V的频谱特性中，Y分量11中包含的C信号的高频分量12被清楚地提取为象期望的清晰(sharp)形式13，从而消除了图像污染。具体地，当所有方向上的相关度较高时，周围像素当中的平均影响响应等式5和8的加权系数而稳定信号。当所有方向上的相关度较低时，以最清晰的形式分离C分量，从而最小化串色图像污染，并且以清楚的方式提取Y信号的高频分量。类似地，如图21所示，在关于时间以及垂直频率T和V的频谱特性中，Y分量15中包含的C信号的高频分量16被清楚地提取为象期望的清晰形式17，从而消除了图像污染。

另一方面，如果特定方向上的相关度是时间-空间高时，相应方向上的平面系数变大，但是其他方向上的平面系数变小。因此，对当前像素周围的像素执行梳状滤波或1D带通滤波以分离Y和C信号，从而最小化图像污染。

如上所述，在根据本发明的视频信号处理装置300中，当边缘方向被垂直/水平地固定时，自适应3D BPF 330响应图像的空间-时间局部特性、基于场、使用空间-时间滤波器并根据局部梳状滤波/1D带通滤波来执行Y/C分离。当边缘方向未被垂直/水平地固定时，3D BPF 330在所有方向上执行2D/3D带通滤波。3D BPF响应图像的空间-时间局部特性而执行梳状滤波、1D带通滤波和2D带通滤波。

在NTSC/PAL系统中，根据本发明的视频信号处理装置响应图像的空间-时间局部特性而连续地并自适应地在所有方向上执行局部梳状滤波/1D带通滤波或2D带通滤波。因此，本发明的视频信号处理装置能够比离散地选择滤波方法的传统装置更精确地检测图像的边缘，并且比基于帧的Y/C分离滤波器产生更好和更稳定的频谱特性。因此，当本发明的视频信号处理装置应用于显示系统时，能够减少和消除诸如交叉亮度和串色的图像污染，从而提高图像质量。

这里已经公开了本发明的示例性实施例，并且尽管采用了特定术语，但是使用它们只是一般解释并且仅仅是描述性的，不用以限制。例如，尽管相对于硬件实施已经描述了本发明的实施例，但是本发明的处理可以例如，通过具有包含当被机器访问时使得机器分离Y和C分量的数据的机器可读介质的产品以软件来实现。因此，应当理解，在不背离由所附权利要求阐述的本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (24)

1.一种视频信号处理方法，包括：

使用输入视频信号的多个场的数据来生成2D加权系数和3D加权系数；和

通过对水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码以及多个场数据的对应数据窗口进行卷积而生成输入视频信号的C信号，所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码是基于加权系数而组成的，

其中生成C信号根据输入视频信号的空间-时间局部特性而包括局部垂直梳状滤波、水平带通滤波和2D带通滤波。

2.如权利要求1所述的方法，其中当局部特性表示高垂直相关度时，执行局部垂直梳状滤波，当局部特性表示高水平相关度时，执行局部水平带通滤波，并且当局部特性在多个方向上表示高或低相关度时，使用具有一场间隔的至少三场数据执行2维或3维带通滤波。

3.如权利要求1所述的方法，其中2D加权系数包括与当前像素的垂直和向上相关度成比例的第一系数、与当前像素的垂直和向下相关度成比例的第二系数、与当前像素的水平和向左相关度成比例的第三系数、和与当前像素的水平和向右相关度成比例的第四系数。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

从输入视频信号中减去所生成的C信号；和

输出相减结果作为Y信号。

5.如权利要求1所述的方法，其中生成C信号包括：

对输入视频信号的第一场数据的相应数据窗口以及第一滤波器掩码进行卷积；

对输入视频信号的第二场数据的相应数据窗口以及第二滤波器掩码进行卷积；

对输入视频信号的第三场数据的相应数据窗口以及第三滤波器掩码进行卷积；和

组合卷积结果，以便输出组合的结果作为C信号，

其中所述第一、第二和第三滤波器掩码是根据水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码的3维卷积而生成的。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述视频信号处理方法应用于PAI系统。

7.如权利要求5所述的方法，其中所述第一场数据、第二场数据和第三场数据具有一场的间隔。

8.如权利要求5所述的方法，其中所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码中的每一个都是一维的。

9.如权利要求5所述的方法，其中所述3D加权系数包括与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间的相关度成比例的第一系数和与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度成比例的第二系数。

10.如权利要求5所述的方法，其中生成C信号还包括：

对输入视频信号的第四场数据的相应数据窗口以及第四滤波器掩码进行卷积；

对输入视频信号的第五场数据的相应数据窗口以及第五滤波器掩码进行卷积；

组合五个卷积结果以输出组合的结果作为所生成的C信号，

其中所述时间系数掩码包括第一和第二系数掩码，并且所述第一到第五滤波器掩码是根据水平系数掩码、垂直系数掩码、第一系数掩码和第二系数掩码的3D卷积而生成的。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述视频信号处理方法应用于NTSC系统。

12.如权利要求10所述的方法，其中：

用于第一系数掩码的3D加权系数包括：

与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间在第一方向上的相关度成比例的第一系数，和

与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度在第二方向上成比例的第二系数；和

用于第二系数掩码的3D加权系数包括：

与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间在第三方向上的相关度成比例的第三系数，和

与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度在第四方向上成比例的第四系数。

13.一种视频信号处理装置，包括：

加权确定单元，用于使用输入视频信号的多个场的数据来生成2D加权系数和3D加权系数；和

滤波器，用于对水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码以及多个场的数据的对应数据窗口进行卷积，以便生成输入视频信号的C信号，所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码分别由加权系数组成，

其中所述滤波器响应输入视频信号的空间-时间局部特性而自适应地执行局部垂直梳状滤波、水平带通滤波和2D带通滤波。

14.如权利要求13所述的装置，其中：

当输入视频信号的局部特性表示高垂直相关度时，所述滤波器执行局部垂直梳状滤波；

当输入视频信号的局部特性表示高水平相关度时，所述滤波器执行局部水平带通滤波；和

当输入视频信号的局部特性在多个方向上表示高或低相关度时，所述滤波器使用具有一场间隔的至少三场数据项来执行2D或3D带通滤波。

15.如权利要求13所述的装置，其中2D加权系数包括：

与当前像素的垂直和向上相关度成比例的第一系数；

与当前像素的垂直和向下相关度成比例的第二系数；

与当前像素的水平和向左相关度成比例的第三系数；和

与当前像素的水平和向右相关度成比例的第四系数。

16.如权利要求13所述的装置，还包括减法器，用于从输入视频信号中减去从滤波器输出的C信号，以便获得相减减法结果作为Y信号。

17.如权利要求13所述的装置，其中所述滤波器包括：

第一滤波器，用于对输入视频信号的第一场数据的第一数据窗口以及第一滤波器掩码进行卷积；

第二滤波器，用于对输入视频信号的第二场数据的第二数据窗口以及第二滤波器掩码进行卷积；

第三滤波器，用于对输入视频信号的第三场数据的第三数据窗口以及第三滤波器掩码进行卷积；和

组合器，用于组合第一、第二和第三滤波器的卷积结果，以便生成C信号，

其中所述第一、第二和第三滤波器掩码是根据3D卷积水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码而生成的。

18.如权利要求17所述的装置，其中所述视频信号装置应用于PAL系统。

19.如权利要求17所述的装置，其中所述第一场数据、第二场数据和第三场数据具有一场的间隔。

20.如权利要求17所述的装置，其中所述水平系数掩码、垂直系数掩码和时间系数掩码中的每一个都是一维的。

21.如权利要求17所述的装置，其中所述3D加权系数包括：

与当前像素数据和当前场之前场的数据之间的相关度成比例的第一系数；和

与当前像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度成比例的第二系数。

22.如权利要求17所述的装置，其中所述滤波器还包括：

第四滤波器，用于对输入视频信号的第四场数据的第四数据窗口以及第四滤波器掩码进行卷积；和

第五滤波器，用于对输入视频信号的第五场数据的第五数据窗口以及第五滤波器掩码进行卷积；

其中所述组合器组合第一到第五滤波器的卷积结果，以便产生C信号，所述时间系数掩码包括第一和第二系数掩码，并且所述第一到第五滤波器掩码是根据水平系数掩码、垂直系数掩码、第一系数掩码和第二系数掩码的3D卷积而生成的。

23.如权利要求22所述的装置，其中所述视频信号处理装置应用于NTSC系统。

24.如权利要求22所述的装置，其中：

用于第一系数掩码的3D加权系数包括：

与当前像素数据和当前场之前场的数据之间在第一方向上的相关度成比例的第一系数，和

与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度在第二方向上成比例的第二系数；和

用于第二系数掩码的3D加权系数包括：

与当前处理的像素数据和当前场之前场的数据之间在第三方向上的相关度成比例的第三系数，和

与当前处理的像素数据和当前场之后场的数据之间的相关度在第四方向上成比例的第四系数。

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