CN1819664A - 用于补偿色度信号的数字视频信号处理设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于补偿色度(C)信号的数字视频信号处理设备和方法，包括接收从输入视频信号中分离的C信号并且至少在其一个维度上补偿C信号从而产生补偿的C信号。比较器可确定输入视频信号的Y信号的一部分是否存在于C信号中。只有当比较器确定Y信号的一部分存在于C信号中时，补偿器可补偿C信号。比较器可计算输入视频信号的当前C数据和相邻C数据之间的偏差，并且比较该偏差和阈值。

Description

用于补偿色度信号的数字视频信号处理设备和方法

技术领域

本发明涉及一种数字视频信号处理设备。更特别地，本发明涉及一种用于补偿色度信号的数字视频信号处理设备和方法，该色度信号从NTSC/PAL(全国电视系统委员会制式/逐行倒相制式)系统中的3维(3D)的、Y/C分离中输出。

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，该信号是Y(亮度)信号和C(色度)信号的复合。该C信号使用副载波频率f_sc进行正交幅度调制。因而，C信号的特性由它的频率和相位确定。数字视频信号处理设备在接收阶段根据C信号的特征来分离Y和C信号并且基于所分离的信号来显示图像。

图1说明了传统视频信号处理设备100的框图。参考图1，视频信号处理设备100包括：梳状滤波器110、一维带通滤波器(1D-BPF)120、权重确定单元130、组合器140和减法器150。梳状滤波器110在垂直方向对输入视频信号进行一维带通滤波。1D-BPF 120在水平方向对输入视频信号进行一维带通滤波。权重确定单元130根据C信号的相位和垂直/水平相关性确定1D-BPF 120和梳状滤波器110的输出的权重。组合器140响应于该权重，将梳状滤波器110和1D-BPF120的输出信号进行组合来输出C信号。减法器150从输入CVBS信号中减去C信号来获得Y信号。

图2是另一个传统视频信号处理设备200的框图。参照图2，视频信号处理设备包括：2D-BPF 210、减法器220和后处理器230。2D-BPF 210执行二维卷积来提取调制后的C信号。所提取的C信号和从减法器220输出的Y信号由后处理器230处理。当2D-BPF 210执行错误的Y/C分离时，后处理器230对其进行补偿来输出补偿的Y/C信号。

在传统的Y/C分离技术中，当被检测图像的边缘具有高的垂直相关性时，Y/C分离基于梳状滤波来执行，但是当被检测的边缘具有高的水平相关性时，Y/C分离是基于1D带通滤波来执行的。如上所述，根据选择一种滤波方法的传统Y/C分离技术，系统性能很大程度取决于用于边缘检测的阈值。即，如果由于不精确的边缘检测选择了错误的滤波方法，则Y/C分离会是错误和不稳定的。传统技术通过不选择仅仅一种滤波方法，而是结合两种滤波操作的结果可在一定程度上解决该问题。但是，这些技术基于水平或垂直一维滤波，并且在边缘方向不固定时通常会产生伪像(artifact)。

换句话说，在通常图像的边缘方向不固定的情况下，当Y/C分离没有被适当执行时就会在显示的图像上出现交叉亮度(cross-luma)和交叉颜色(cross-color)。交叉亮度以当C分量存在于所分离的Y信号中时所产生的伪像点状出现，而交叉颜色作为当Y分量存在于所分离的C信号中时产生彩虹的图案(pattern)的伪像出现。

为了改善空间滤波，空时滤波可用于传统的视频信号处理设备。在这种情况下，当前的像素数据使用相对于当前像素的前一场的像素数据和下一场的像素数据、或相对于当前像素的前一帧的和下一帧的像素数据的相关性来处理。空时滤波方法要求用于存储以前和以后的场或帧的数据的存储器。尽管空时滤波器比空间滤波器要昂贵得多，但是当要求高质量的图像时，空时滤波技术经常被使用。

但是，即使当使用了空时滤波时，在具有时间和/或空间上的高频分量的图像例如活动图像中，在时间和/或空间上的Y和C信号之间仍然具有一些重叠。当Y信号的成分(portion)存在于C信号中时，其会导致交叉颜色，这是一个突出的问题。人的眼睛对于这种交叉颜色的伪像的存在非常敏感。

发明内容

因此，本发明致力于一种数字视频信号处理设备和方法，其实际上克服了由于现有技术的限制和缺点所带来的一个或多个问题。

本发明的实施例的特征是在所分离的色度信号中减小交叉颜色。

本发明的实施例的另一个特征是在至少一个维度中减小交叉颜色。

本发明的实施例的再一个特征是在二空间维度中减小交叉颜色。

本发明的实施例的再一个特征是在时间维度上减小交叉颜色。

本发明的实施例的再一个特征是确定在所分离的色度信号中是否存在交叉颜色。

本发明的至少一个上述和其它的特征和优点可通过提供一种用于处理视频信号的方法来实现，该方法包括接收从输入视频信号分离的C信号并且至少在一个维度上补偿C信号。

该方法可包括确定输入视频信号的Y信号的一部分是否存在于C信号中并且只有当Y信号成分存在于C信号中时执行补偿。该确定可包括将输入视频信号或所分离的Y/C信号与阈值比较。该比较可以包括输入视频信号或所分离的Y/C信号和相邻数据之间的偏差并且将该偏差和阈值进行比较。相邻数据可以在时间和/或空间上与当前数据相邻。

补偿C信号可以包括产生空间补偿信号C_s。产生空间补偿信号C_s可以包括从空间权重系数计算滤波器的系数，该空间权重系数根据输入视频信号的格式在滤波器中建立，并且用滤波器卷积C信号。空间权重系数可以是2D权重系数。2D权重系数可以包括与当前像素的垂直和向上相关成比例的第一系数，与当前像素的垂直向下相关成比例的第二系数，与当前像素的水平向左相关成比例的第三系数，与当前像素的水平向右相关成比例的第四系数。

该卷积可以包括使用C信号中的和当前像素具有相同相位的数据。当输入视频信号被用于PAL制式时，构建2D权重系数可包括形成对称矩阵。

对C信号的补偿可以包括从空间补偿信号C_s中产生空间和时间补偿信号C₂。产生空间和时间补偿信号C₂可以包括用时间滤波器卷积空间补偿信号C_s。该时间滤波器可以通过分别计算来自输入视频信号、前面的视频信号和后面的视频信号的向后权重Wb和向前权重Wf形成。向后权重Wb与当前像素和在前一帧中的相应像素之间的相关成比例，以及向前权重Wf可与当前像素和在下一帧中的相应像素之间的相关成比例。

产生空间和时间补偿的信号C₂可以包括将当前像素的数据和当前权重Wc相乘，将前面像素的数据与向后权重Wb相乘，将后面像素的数据与向前权重Wf相乘，其中Wc+Wb+Wf＝1，并且将乘积的结果相加。

该方法可包括从输入视频信号中减去C₂信号。

本发明的至少一个上述和其它的特征和优点可通过提供一种包括机器可访问介质的制造品来实现，该介质包括数据s，当该介质被机器访问时，使得机器将输入视频信号分离成Y信号和C信号并且至少在一个维度上补偿C信号。也可使得该机器用于确定Y信号成分是否存在于C信号中并且只有当Y信号的一部分存在于C信号中时才补偿。

本发明的至少一个上述和其它的特征和优点可通过提供一种视频信号处理设备来实现，该设备包括：补偿器，用于接收从输入视频信号中分离的C信号并且至少在其一个维度上补偿C信号从而产生补偿的C信号。

该设备可包括：比较器，用于确定Y信号的一部分是否存在于C信号中，补偿器只有当比较器确定Y信号的一部分存在于C信号中时才补偿C信号。

附图说明

本发明的上述和其它的特点和优点将通过根据以下附图详细描述具体实施方式而对本领域普通技术人员变得更加清楚，在附图中：

图1说明了一个传统视频信号处理设备的框图；

图2说明了另一个传统视频信号处理设备的框图；

图3说明了根据本发明的实施例的视频信号处理设备的框图；

图4说明了NTSC制式的色度信号相位；

图5说明了PAL制式的色度信号相位；

图6说明了NTSC制式的空时色度信号相位；

图7说明了PAL制式的空时色度信号相位；

图8说明了3D Y/C分离器的实施例；

图9说明了用于解释与图8的3D Y/C分离器一起使用的3D滤波器的框图；

图10说明了用于解释2D颜色补偿的框图；

图11说明了像素的垂直偏差(variation)；

图12说明了像素的水平偏差；

图13说明了根据视频信号的水平和垂直频率表示Y和C分量的频谱特性；

图14说明了根据视频信号的时间和垂直频率表示Y和C分量的频谱特性。

具体实施方式

于2005年1月11日在韩国知识产权局申请的韩国专利申请号为10-2005-0002459的申请在此通过引入整体合并。

现在本发明将根据附图进行更加充分的描述，其中示出了本发明的示范性实施例。但是本发明可以以多种不同的形式实施并且不应被理解为局限于在此提出的实施例；而且，这些实施例被提供使得该公开是充分和完整的，并且对于本领域技术人员来说充分传达了本发明的概念。所有的附图中对相同的部件使用相同的附图标记。

图3说明了根据本发明的实施例的视频信号处理设备300的框图。关于图3，视频信号处理设备300包括：存储器310、3D Y/C分离器320、比较器330、2D颜色补偿器340、3D颜色补偿器350、复用器(MUX)360、2D权值确定器370以及3D权值确定器380。视频信号处理设备300可同时用于NTSC制式和PAL制式。

视频信号处理设备300接收数字CVBS信号作为输入信号并且将输入信号分离成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，采样模拟CVBS信号的有效(active)视频区域获得的数字信号，其中f_sc是副载波频率。副载波频率f_sc对于NTSC制式和PAL制式是不同的。网络参数控制(NPC)信号的值确定从存储器310提供的数据。存储器310存储来自当前正被处理的帧、当前帧之前的帧和当前帧的之后的帧的数据。

当NPC信号具有逻辑高电平时，存储器310可输出NTSC制式的数据。NTSC制式的输入视频信号CVBS(t)可被如下表示。

[等式1]

CVBS(t)＝Y+U*sin2πf_SCt+V*cos2πf_SCt  Y，U，V→Y(t)，U(t)，V(t)

其中U和V是C分量，f_sc是副载波频率，而t是时间。因而，在NTSC制式中，以4f_sc采样的像素信号具有如图4所示的色度信号相位。即，像素信号对每个水平行以Y+U，Y+V，Y-U，Y-V，…的形式重复。图4仅说明了色度信号分量的相位。在NTSC制式中，如图4所示，色度信号相位在相邻的水平扫描行被偏移180°。

NTSC制式的输入视频信号CVBS(t)被如图6所示的那样空时地表示。参照图6，在(i，j，t)的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。在从中心像素的第一对角线方向上，即在下一场的(i-1，j，t+1)的像素和前一场的(i，j，t-1)的像素，空时放置的像素信号与中心像素具有相同的相位。在从中心像素的第二对角线方向上，即在下一场的(i，j，t+1)的像素和前一场的(i-1，j，t-1)的像素，空时放置的像素信号，具有与(i，j，t)的中心像素的C分量的相位相反的相位，例如-U。在NTSC制式中，每一帧由两个场组成，即奇数场和偶数场。

当NPC信号具有逻辑高电平时，存储器310可输出PAL制式的数据。PAL制式的输入视频信号CVBS(t)可被如下表示。

[等式2]

CVBS(t)＝Y+U*sin2πf_SCt±V*cos2πf_SCt  Y，U，V→Y(t)，U(t)，V(t)

其中U和V是C分量，f_sc是副载波频率，而t是时间。在等式2中，V分量的正负号在每一行以正负交替。因而PAL制式中的像素信号具有如图5所示的色度信号相位。即，像素信号在每个水平行以Y+U，Y+V，Y-U，Y-V，…或Y+U，Y-V，Y-U，Y+V，…的形式重复，并且色度信号相位每隔一水平扫描行被偏移约90°。

PAL制式的输入视频信号CVBS(t)如图7所示的那样空时地表示。参考图7，在(i，j，t)的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。在中心像素的对角线方向上，即在下一场的(i-1，j，t+1)的像素和前一场的(i，j，t-1)的像素，空时配置的像素信号具有与当前场的当前像素信号(i，j，t)的相位相反的相位。位于中心像素之后一帧(两场)的(i+1，j，t+2)处的像素和位于中心像素之前一帧(两场)的(i-1，j，t-2)处的像素也具有与当前场的在(i，j，t)处的当前像素的相位相反的相位。与中心像素垂直放置的像素，即在同一场的(i-2，j，t)和(i+2，j，t)处的像素也具有与当前场在(i，j，t)处的中心像素的相位相反的相位。

由视频信号处理设备320分离的Y和C信号(U和V信号)可被转换成外部电路所要求的格式，然后被存储或传输到显示装置。例如，Y和C信号可被例如红、绿和蓝色信号的三个颜色信号内插，以便在液晶显示器(LCD)上显示。

如图8和9所示，3D Y/C分离器320包括与三个滤波器卷积的三个数据窗口。第一窗口FD1包括当前场之前的场的场数据，第二窗口FD2包括当前场的场数据，而第三窗口FD3包括当前场之后的场的场数据。T1滤波器321在第一数据窗口FD1和第一系数掩码(卷积)之间执行卷积。T2滤波器322在第二数据窗口FD2和第二系数掩码之间执行卷积。T3滤波器323在第三数据窗口FD3和第三系数掩码之间执行卷积。第一到第三系数掩码可根据任意合适的算法来确定。组合器324根据合适的算法组合来自第一到第三滤波器的输出。3D Y/C分离器320输出第一色度信号C1和亮度信号Y。可根据本发明使用任何已知的3D Y/C分离技术。

比较器330可使用错误的颜色存在于空时变化区域中的事实，确定Y信号是否存在于由3D Y/C分离器320所输出的信号C₁中。比较器330可使用来自存储器310的数据，计算在当前场中正被处理的像素的数据与在时间和空间上与当前像素相邻的数据之间的相关。相关值可通过测量时间和空间的相似度(similarity)而获得。如果相关小于阈值，则信号C₁可被输出到2D颜色补偿器340。如果相关值大于阈值，那么信号C₁可被输出到MUX 360。阈值可根据系统的需求来确定，并且相关可以是所有相邻相关的平均或者加权。

2D颜色补偿器340可使用2D掩码h_s(i，j)确定2D补偿色度信号C_s(i，j)，并且被如下表示。

[等式3]

C_s(i，j)＝hs(i，j)^**C_l(i，j)

2D权值Wu、Wd、Wl和Wr被用来产生2D掩码h_s(i，j)，其可由2D权重确定器370根据从存储器310输出分别用于NTSC和PAL制式的不同的数据产生。

对于NTSC制式，2D掩码h_s(i，j)可被如下表示：

[等式4]

$\mathrm{hs}(i,j)=\left|\begin{array}{cccccccccc}\mathrm{Wu}\·\mathrm{Wl}& 0& 0& 0& 0.5\·\mathrm{Wu}& 0& 0& 0& \mathrm{Wu}\·\mathrm{Wr}& \\ 0& & & & 0& 0& 0& 0& 0& \\ 0.5\·\mathrm{Wl}& 0& 0& 0& N& 0& 0& 0& 0.5\·\mathrm{Wr}& \\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& \\ \mathrm{Wd}\·\mathrm{Wl}& 0& 0& 0& 0.5\·\mathrm{Wd}& 0& 0& 0& \mathrm{Wd}\·\mathrm{Wr}& \end{array}\right|$

WuWl、WrWr、WdWl、WdWr→0.25WuWl、0.25WrWr、0.25WdWl、0.25WdWr

对于PAL制式，2D掩码h_s(i，j)可被如下表示：

[等式5]

$\mathrm{hs}(i,j)=\left|\begin{array}{ccccccccc}\mathrm{Wu}\·\mathrm{Wl}& 0& 0& 0& 0.5\·\mathrm{Wu}& 0& 0& 0& \mathrm{Wu}\·\mathrm{Wr}\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0.5\·\mathrm{Wl}& 0& 0& 0& 0& N& 0& 0& 0.5\·\mathrm{Wr}\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ \mathrm{Wd}\·\mathrm{Wl}& 0& 0& 0& 0& 0.5\·\mathrm{Wd}& 0& 0& \mathrm{Wd}\·W\end{array}\right|$

WuWl、WrWr、WdWl、WdWr→0.25WuWl、0.25WrWr、0.25WdWl、0.25WdWr

在等式4和5中，被应用到当前像素的N可以是保证系数的绝对值与N的和是1的标准化值。等式4和5中的权重Wu、Wd、Wl和Wr可根据图像的局部特性被应用到包括与中心像素具有相同相位并且具有在0和1之间并且包括0和1的值的像素上。权重WuWl、WdWl、WuWr和WdWr可被应用到和中心像素也具有相同相位的对角线像素上。

对于NTSC制式，如等式3所示，被2D颜色补偿器340用来卷积的数据窗口CVBS(i，j)，可以是对应于等式4的矩阵的数据。特别地，对应于等式4中的非零元素的像素数据可被用于等式3的卷积。更特别地，对于NTSC制式，N可被用于当前中心像素(i，j)，Wl可被用于位于当前中心像素左边四个像素的像素(i，j-4)，Wr可被用于位于当前中心像素右边四个像素的像素(i，j+4)，Wu可被用于位于当前中心像素以上两个水平扫描行的像素(i-2，j)以及Wd可被用于位于当前中心像素以下两个水平扫描行的像素(i+2，j)。此外，WuWl可被用于位于当前中心像素以上两个水平扫描行以及左边四个像素的像素(i-2，j-4)，WuWr可被用于位于当前中心像素以上两个水平扫描行以及右边四个像素的像素(i-2，j+4)，WdWl可被用于位于当前中心像素以下两个水平扫描行以及左边四个像素的像素(i+2，j-4)以及WdWr可被用于位于当前中心像素以下两个水平扫描行以及右边四个像素的像素(i+2，j+4)。

对于PAL制式，如等式3所示，被2D颜色补偿器340用来卷积的数据窗口CVBS(i，j)，可以是对应于等式5的矩阵的数据。特别地，对应于等式5中的非零元素的像素数据可被用于等式3的卷积。更特别地，对于PAL制式，N可被用于当前中心像素(i，j)，Wl可被用于位于当前中心像素左边四个像素的像素(i，j-4)，Wr可被用于位于当前中心像素右边四个像素的像素(i，j+4)，Wu可被用于位于当前中心像素以上四个水平扫描行的像素(i-4，j)以及Wd可被用于位于当前中心像素以下四个水平扫描行的像素(i+4，j)。此外，WuWl可被用于位于当前中心像素以上四个水平扫描行以及左边四个像素的像素(i-4，j-4)，WuWr可被用于位于当前中心像素以上四个水平扫描行以及右边四个像素的像素(i-4，j+4)，WdWl可被用于位于当前中心像素以下四个水平扫描行以及左边四个像素的像素(i+4，j-4)以及WdWr可被用于位于当前中心像素以下四个水平扫描行以及右边四个像素的像素(i+4，j+4)。

对应于2D系数掩码h_s(i，j)的像素数据项如图10所示。对应于构成等式3中2D系数掩码h_s(i，j)的非零系数的元素的数据项，即与中心像素(图10中的61)具有相同C分量相位的垂直和水平方向的数据项(图10中的62，63，64和65)，以及与中心像素也具有相同C分量相位的对角线方向的数据项(图10中的66，67，68和69)，可用于上述卷积。

等式5中使用的2D系数Wu、Wd、Wl和Wr可被确定使得它们满足等式6。

[等式6]

$\left|\mathrm{Wu}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VAR\υ}}\left(\mathrm{or\; VARh}\right)\mathrm{and}\left|\mathrm{Wu}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VARu}}\left(\mathrm{or\; VARd}\right)$

$\left|\mathrm{Wd}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VAR\υ}}\left(\mathrm{or\; VARh}\right)\mathrm{and}\left|\mathrm{Wd}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VARd}}\left(\mathrm{or\; VARu}\right)$

$\left|\mathrm{Wl}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VARh}}\left(\mathrm{or\; VAR\υ}\right)\mathrm{and}\left|\mathrm{Wl}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VARl}}\left(\mathrm{or\; VARr}\right)$

$\left|\mathrm{Wr}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VARh}}\left(\mathrm{or\; VAR\υ}\right)\mathrm{and}\left|\mathrm{Wr}\right|\∝\frac{1}{\mathrm{VARr}}\left(\mathrm{or\; VARl}\right)$

在等式6中，VARv是输入视频信号的垂直偏差，VARh是输入视频信号的水平偏差，VARu是输入视频信号的向上偏差，VARd是输入视频信号的向下偏差，VARl是输入视频信号的向左偏差而及VARr是输入视频信号的向右偏差。

在本发明的实施例中，等式6可如下给出。

【等式7】

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

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

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

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

在等式7中，Difv是垂直差异(difference)的绝对值，Difh是水平差的绝对值，Difu是向上差的绝对值，Difd是向下差的绝对值，Difl是向左差的绝对值以及Difr是向右差的绝对值。因而，2D权重相对彼此被标准化。例如，如果Difv大于Difh，则垂直权重Wu和Wd将小于水平权重Wl和Wr。类似地，如果Difu大于Difd，那么Wu将小于Wd。所有的权重都在-0.5和0.5之间。

图11和12是用于解释NTSC制式像素中的垂直和水平偏差的框图。参考图11，例如，Difv＝du+dd+dv，Difu＝du以及Difd＝dd。参考图12，Difh＝dl+dr+dh，Difl＝dl以及Difr＝dr。在此，du是在图11所示的公共平面上位于(i，j)的像素数据和位于(i-2，j)的像素数据之间的差的绝对值，dd是在图11所示的公共平面上位于(i，j)的像素数据和位于(i+2，j)的像素数据之间的差的绝对值，dv是在图11所示的公共平面上位于(i-1，j)的像素数据和位于(i+1，j)的像素数据之间的差的绝对值。此外，dl是在图12所示的公共平面上位于(i，j)的像素数据和位于(i，j-4)的像素数据之间的差的绝对值，dr是在图12所示的公共平面上位于(i，j)的像素数据和位于(i，j+4)的像素数据之间的差的绝对值，以及dh是在图12所示的公共平面上位于(i，j-2)的像素数据和位于(i，j+2)的像素数据之间的差的绝对值。

因此，在图13所示的根据水平和垂直频率H和V的频谱特性，2D颜色补偿器340在水平方向610和垂直方向620上补偿通过比较器330从Y/C分离器320输出的信号C₁。因而，C分量被清晰地提取，去除了在水平和垂直频率上的交叉颜色错误。

2D颜色补偿器340输出空间补偿信号C_s到3D颜色补偿器350。3D颜色补偿器350可按如下所示确定空间和时间补偿信号C₂。

[等式8]

Cs(i+-1，，j，t-1)→Cs(i+-1，j，t-2)  Cs(i-+1，，j，t+1)→Cs(i-+1，j，t+2)

[等式9]

PAL：C₂(i，j，t)＝Wc*C_s(i，j，t)+Wb*C_s(i+1，j，t-1)+Wf*C_s(i-1，j，t+1)

Cs(i+1，，j，t-1)→Cs(i+1，j，t-2)  Cs(i-1，，j，t+1)→Cs(i-1，j，t+2)

权值Wb与当前场的中心像素和在当前场之前一帧中具有相同相位的像素之间的相关成比例。权值Wf与当前场的中心像素和在当前场之后一帧中具有相同相位的像素之间的相关成比例。权值Wc是用于保证所有的系数Wf，Wb和Wc的总和为1的标准化值。例如，Wc可被设置为0.5。时间权重可由3D权值确定器380根据从存储器310输出的分别用于NTSC和PAL制式的不同数据来确定。

因而，对于NTSC制式，如图6所示，权值Wc可被用于当前像素，权值Wb可被用于位于以前帧的当前像素以上或以下一个水平扫描行的像素，以及权值Wf可被用于位于后续的帧的当前像素以下或以上一个水平行的像素。

因此，图14所示，在根据水平和垂直频率V和T的频谱特性中，3D颜色补偿器350在时间方向810上补偿从2D颜色补偿器340输出的信号Cs。因而，C分量被清晰地提取，去除了在时间频率上的交叉颜色错误，因而已经在所有三个方向上解决了上述问题。

尽管在以上描述中使用了比较器，但是它在系统中并不是必需的，并且从Y/C分离器输出的所有C信号都可被补偿，尽管这不会产生最有效的资源利用。此外，补偿可仅在两个空间方向中的一个上发生，即将等式4和5的矩阵在任一情况下衰退(collapse)为一维阵列，和/或可不包括3D补偿器350的时间补偿。最后如果需要，空间和/或时间补偿色度信号C_s或C₂可从输入视频信号中减去，以便输出补偿的亮度信号。

根据本发明，即使Y/C分离器320没有充分去除存在于色度信号中的亮度分量，本发明的2D和/或3D颜色补偿器可进一步减去或去除任何剩余的亮度分量。因此，当本发明的视频信号处理设备应用于显示系统时，伪像比如交叉颜色可被减小或去除，从而导致改善的图像质量。

在此公开了本发明的具体实施方式，并且虽然使用了特定的术语，但是应当仅以通常和描述的含义而不是出于限制的目的使用和解释它们。例如，尽管相对于硬件实施描述了本发明的实施例，但其处理也可通过软件来实施，例如，通过具有包括数据的机器可访问介质的制造品，当其被机器访问时，使得机器补偿C分量。因此，对于本领域技术人员应当理解的是在不脱离权利要求提出的本发明的精神和范围的情况下，可进行不同的形式和细节的变化。

Claims (37)

1.一种用于处理视频信号的方法，包括：

接收从输入视频信号中分离的C信号；以及

至少在一个维度上补偿C信号。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

确定输入视频信号的Y信号的一部分是否存在于C信号中；并且

仅当Y信号成分存在于C信号中时执行补偿。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定包括比较C信号和阈值。

4.如权利要求3所述的方法，其中比较包括：

计算输入视频信号的当前C数据和相邻C数据之间的偏差；并且

比较该偏差和阈值。

5.如权利要求4所述的方法，其中相邻C数据与当前C数据在时间上相邻。

6.如权利要求4所述的方法，其中相邻C数据与当前C数据在空间上相邻。

7.如权利要求4所述的方法，其中相邻C数据与当前C数据在时间和空间上都相邻。

8.如权利要求1所述的方法，其中补偿C信号进一步包括产生空间补偿信号C_s。

9.如权利要求8所述的方法，其中产生空间补偿信号C_s包括：

从空间权重系数为滤波器计算系数；

根据输入视频信号的格式在滤波器中建立空间权重系数；以及

用滤波器卷积C信号。

10.如权利要求9所述的方法，其中空间权重系数是2D权重系数。

11.如权利要求10所述的方法，其中2D权重系数包括：

与当前像素的垂直和向上相关成比例的第一系数；

与当前像素的垂直和向下相关成比例的第二系数；

与当前像素的水平和向左相关成比例的第三系数；

与当前像素的水平和向右相关成比例的第四系数。

12.如权利要求10所述的方法，其中卷积包括使用C信号中与当前像素具有相同相位的数据。

13.如权利要求10所述的方法，其中当输入视频信号是用于PAL制式时，构建2D权重系数包括形成对称矩阵。

14.如权利要求8所述的方法，其中补偿C信号进一步包括从空间补偿信号C_s产生空间和时间补偿的信号C₂。

15.如权利要求14所述的方法，其中产生空间和时间补偿的信号C₂包括用时间滤波器卷积空间补偿的信号C_s。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括通过分别根据输入视频信号、前面的视频信号以及后面的视频信号计算向后权重Wb和向前权重Wf来形成时间滤波器。

17.如权利要求16所述的方法，其中向后权重Wb与当前像素和在前面的场中的相应像素之间的相关成比例，并且向前权重Wf与当前像素和在后面的场中的相应像素之间的相关成比例。

18.如权利要求16所述的方法，其中产生空间和时间补偿的信号C₂进一步包括：

将当前像素的数据与当前权重Wc相乘；

将前面像素的数据与向后权重Wb相乘；

将后面像素的数据与向前权重Wf相乘，其中Wc+Wb+Wf＝1；以及

将乘得的结果相加。

19.如权利要求15所述的方法，进一步包括从输入视频信号中减去C₂信号。

20.一种包括机器可访问的介质的制造品，该介质包括数据s，当该介质被机器访问时，使得机器：

将输入视频信号分离成Y信号和C信号；以及

至少在一个维度上补偿C信号。

21.一种视频信号处理设备，包括：补偿器，其用于接收从输入视频信号中分离的C信号并且至少在其一个维度上补偿C信号以便产生补偿的C信号。

22.如权利要求21所述的设备，进一步包括：比较器，其用于确定输入视频信号的Y信号的一部分是否存在于C信号中，并且只有当比较器确定Y信号的一部分存在于C信号中时补偿器补偿C信号。

23.如权利要求22所述的设备，其中比较器包括：

计算输入视频信号的当前C数据和相邻C数据之间的偏差；以及

比较该偏差和阈值。

24.如权利要求23所述的设备，其中相邻C数据是与当前C数据在时间上相邻。

25.如权利要求23所述的设备，其中相邻C数据与当前C数据在空间上相邻。

26.如权利要求23所述的设备，其中相邻C数据与当前C数据在时间和空间上都相邻。

27.如权利要求21所述的设备，其中补偿器包括空间补偿器以产生空间补偿信号Cs。

28.如权利要求27所述的设备，其中空间补偿器包括2D滤波器以便将空间权重系数和C信号卷积。

29.如权利要求28所述的设备，其中空间权重系数是2D权重系数。

30.如权利要求29所述的设备，其中2D权重系数包括：

与当前像素的垂直和向上相关成比例的第一系数；

与当前像素垂直和向下相关成比例的第二系数；

与当前像素的水平和向左相关成比例的第三系数；

与当前像素的水平和向右相关成比例的第四系数。

31.如权利要求29所述的设备，其中卷积包括使用C信号中与当前像素具有相同相位的数据。

32.如权利要求29所述的设备，其中当输入视频信号用于PAL制式时，2D滤波器包括对称矩阵中的2D权重系数。

33.如权利要求28所述的设备，其中补偿器进一步包括时间补偿器。

34.如权利要求33所述的设备，其中时间补偿器包括时间滤波器以便卷积空间补偿的信号Cs。

35.如权利要求34所述的设备，其中时间滤波器包括分别来自输入视频信号、前面的视频信号以及后面的视频信号中的向后权重Wb和向前权重Wf。

36.如权利要求35所述的设备，其中向后权重Wb与当前像素和在前面的场中的相应像素之间的相关成比例，并且向前权重Wf与当前像素和在后面的场中的相应像素之间的相关成比例。

37.如权利要求35所述的设备，其中时间滤波器组合当前值与当前权重Wc的乘积、前面值与Wb的乘积以及将来的值与Wf的乘积，其中Wc+Wb+Wf＝1。

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