TWI331878B - Digital video signal processing apparatus and method for adaptive y/c separation - Google Patents

Description

19148pif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種數位視訊訊號處理裝置，且更特定 而言，係關於一種用於二維Y/c分離之數位視訊訊號處理 裝置與方法。 【先前技術】 為電視（TV )廣播所預備之視訊訊號含有兩個主要現 合的部分：亮度Y (以完整細節產生黑白圖片）以及色度 c (具有不完全細節之顯色）。使用此方法替代紅色、綠色 以及藍色子訊號（sub-signal)，以獲取可在廣播通道之有 限頻寬中傳輸的最佳外觀之圖片。每一 丁¥接收器及VCR 必須含有一濾波器以再次分離亮度與色彩（γ與c)。不及 完善之y/c分離器損失解析度—水平的、垂直的或二者 皆有。亦存在諸如應存在細條紋處之彩虹炫光（rainb⑽ swirl)以及不同色彩之斑點匯合處之蠕動點（crawHng d〇t) 的假影。 因此，使用NTSC或PAL標準而傳輸的彩色τν訊號 之顯示器包括一用於處理一為γ(亮度）訊號與c(色度） 訊號之複合之 CVBS (Composite Video Blanking Sync)訊 號的設備。以一預定副載波（subcarrier)頻率對該C訊號 進行正交振幅調變（quadrature-amplitude_modulated)，且 因此5亥C訊號之特徵是藉由其頻率及相位特徵來判定。因 此，接收端處之數位視訊處理裝置參考C訊號之特徵來分 離Y與C訊號，並輸出經分離之γ與c訊號（例如，稱 19148pif.doc 為S視訊）。 圖1為一習知視訊訊號處理裝置100之方塊圖。參看 圖1 ’視訊δίΐ號處理裝置100包括一梳形濾波器（comb filter) 110、--維帶通濾波器（1D-BPF) 120、一權重判 定單元130、一組合器140以及一減法器15〇。梳形濾波器 對一輸入視訊訊號進行垂直帶通濾波，且1D—BPF 120 對该輸入視訊訊號進行水平帶通渡波。權重判定單元13〇 參考垂直/水平相關性及C訊號之相位來判定梳形濾波器 110之輸出與1D-BPF 120之輸出的權重。組合器14〇使用 該等權重將梳形濾波器110與1D_BPF 12〇之輸出訊號進 行組合以產生一 c汛號。減法器150自輸入CVBS訊號減 去該C訊號以產生一 Y訊號。

圖2為另一習知視訊訊號處理裝置之方塊圖。參 看圖2’視訊訊號處理裝置2⑻包括—二維帶通渡波器 2D BPF)210減法器220以及一後處理器23〇q2D BPF 執行-二維卷積叫取_ c訊號。藉 ^處理_取之C贼及由㈣㈣ ΐ 地進行γ/c分離時，後處理_補 4貝Υ/C訊唬以產生經補償之γ與匚訊號 垂直波=偵‘之邊緣具有高 測邊緣具有高水平相·^基來於執^二，，但當_ 分離。如以上所述，當獅根據絲進行μ 等遽波方法中之-者時，李 S知Y/c》離技術之此 糸、、先效能主要取決於一用於邊緣 19148pif.doc 值。因此’當歸因於不精確的邊緣偵測而錯誤 = 方法時，可錯誤地或不穩定地執行Y/C分離。 甘σ 波方法但組合濾波操作之結果的習知技術可在 程又上解決此問題。然而，此等技術是基於水平或垂 之維慮波，且因此，歸因於不定之邊緣方向而可能在 所產生之訊號中殘留假影。 +換。之在衫像之邊緣延伸之方向不均一之情況下， 當藉由間_擇之卿缝或1D帶通舰未適當地執行 Y/C刀離可在—顯示影像上出現交叉亮度（__邮) 以及串色U__e_) ’其中# c分量存在於經分離之γ 减中％出現交叉⑨度，從而導致點狀假影，且當γ分量 存在於經分離之C訊號中時出現串色，從而導致彩虹圖宰 假影。 一 【發明内容】 在NTSC與PAL系統中均使用根據本發明之實施例之 視訊訊號處理裝置以在梳形渡波、（垂直）帶通濾波以及 2D可通/慮波中回應於景>像之局部特徵而以一連續方式來 適應性地執行一選擇。此使能夠進行精確的邊緣偵測以及 穩定的Y/C分離。因此，當將本發明之視訊訊號處理裝置 應用於顯示糸統時，可移除顯示影像中諸如交叉亮度及串 色之假影以改良顯示品質。本發明提供一種數位視訊訊號 處理裝置，其根據CVBS訊號之局部特徵而以一連續方式 對NTSC系統以及PAL系統之CVBS訊妒且右不间的 副載波相位）適應性地進行梳形濾波、帶通滤波以及 19148pif.doc 沁帶通渡波，以藉此分離Y與C訊號。，· b t ^亦提供一種用於術父系統與PAL系統兩者的 法’該方法藉由根據-視訊訊號之局部特 徵之各種連巧波方絲㈣¥與。訊號。 視二細之描述’在根據本發明之各種實施例之 =處理裝請（圖3)、1000 (圖10)以及1200 方Ιφγϊι—之母—者中’當將影像之邊緣方向在垂直/水平 以:疋以用於//C分離時’適應性2DBPF 330、1030 、、户波彳日於影像之局部特徵而進行梳形濾、波/1D帶通 2連==況下執行2D帶通渡波。該等卿 以地執行各種缝操作之組合。 重判^ ^日月之1樣’提供—種包括-記憶體、-權 及—濾波器的視訊訊號處理裝置。該記憶體 料。該個水平掃描線的數位資 個權重係數存之數位資料來產生第-多 所組成夕L…慮波讀由將一由該等第-多個權重係數

Coefficient^) ^貝料之一相應資料窗(datawind〇w)進行卷積來二 號之二連該濾波11根據輸入視訊： -帶通濾=4:2==，、 示高垂直相_時，較料“部特徵指 w且當該視龍號之钟触指示水平與垂直方向^ 19148pif.doc 者中之高或低相關性時，該濾波器進行2D帶通濾波。 在NTSC模式中，係數罩碼對應於資料窗，該資料窗 包括：自一中心像素垂直地以及水平地安置之像素資料， 該等資料具有與該中心像素之相位相反的c分量相位；以 及自該中心像素對角地安置之像素資料，該等資料具有與 該中心像素之相位相同的c分量相位，該等像素安置於輸 入視訊訊號之連續（垂直相鄰）多個水平掃描線中。 在PAL模式中’係數罩碼對應於資料窗，該資料窗包 括：自一中心像素垂直地以及水平地安置之像素資料，該 等資料具有與該中心像素之相位相反的c分量相位；以^ 自該中心像素對角地安置之像素資料，該等資料具有與該 中心像素之相位相同的C分量相位，該等像素安置於輸入 視訊訊號之連續多個水平掃描線之每第二個中，包括含有 該中心像素之水平掃描線。 3 在NTSC模式中’權重判定單元使用所儲存之數位資 料來進步產生第二多個權重係數，且濾波器將第一 c訊 號與-由該㈣二多個權重係數所组成的對角係數罩碼進 行卷積，並輸出卷積結果作為輸入視訊訊號之c訊號。 、在PAL模式中，權重判定單疏用所儲存之數位資料 來進-步產生第二多個權重係數及第三多個權重係數且 遽波器將-由料第二多個健減顺成的水平/對角 與所儲存之數位資料之一相應資料窗進行卷積以 產生一第一 c訊號。 此處，該資料窗對應於該水平/對角係數罩碼，且包括 1331878 19148pif.doc 具有與中心像素之相位相同以及相反之相位的像素資料， 根據該中心像素之c分量相位是0。/180°還是9〇。/270。，該 等像素在水平/對角方向中與該中心像素分離且安置於輸 入視訊訊號之連續多個水平掃描線中。 根據本發明之另一態樣，提供一種視訊訊號處理方 法，其包括：儲存對應於一輸入視訊訊號之多個水平掃描 線的數位資料；使用對應於該等多個水平掃描線的資料來 產生第一多個權重係數；以及藉由將一由該等第一多個權 重係數所組成的水平/垂直係數罩碼與所儲存之數位資料 之一相應資料窗進行卷積來輸出該輸入視訊訊號之一c訊 號作為一第一 C訊號。藉由該卷積根據該輸入視訊訊號之 局部特徵而以一連續方式來適應性地進行梳形濾波、帶通 濾波以及2D帶通濾波。 【實施方式】 圖3為根據本發明之一實施例之視訊訊號處理裝置 300的方塊圖。參看圖3，視訊訊號處理裝置300包括一記 憶體310、一權重判定單元320、一 2D BPF (2維帶通渡 波器）330以及一減法器340。視訊訊號處理裝置300可用 於一 NTSC系統（在NTSC模式中）與一 PAL系統（在 PAL模式中）兩者。視訊訊號處理裝置300接收一數位 CVBS訊號作為一輸入視訊訊號並分離γ與c訊號。該輸 入視訊訊號可為藉由對一類比CVBS訊號之有效視訊區域 以一預定頻率4fsc進行取樣而獲得的數位訊號，其中‘為 副載波頻率。 11 1331878 19148pif.doc 該NTSC系統之輸入視訊訊號（CVBS(t))可如下等 式1中表示： [等式1] CVBS{t) = r +1/ * Sin + F * cos 2nfsct 其中U以及V為色度訊號（C)之分量，fsc表示該色 度訊號之副載波頻率，Y表示亮度訊號，且t表示（離散） 時間。因此，在該NTSC系統中，以4fsc取樣之像素訊號 具有如圖4中所示之色度訊號相位。因此，對於每一水平 線以Y+U、Y+V、Y-U、Y-V…之形式來重複該等像素訊號。 圖4僅展示色度訊號分量U以及V之相位。在該NTSC系 統中，該等色度訊號相位在鄰近（上方或下方垂直相鄰） 水平掃描線中移位了 180。，如圖4中所示。 該PAL系統之輸入視訊訊號（cVBS(t))可如下等式 2中表示： [等式2] CVBS(t) = Y + U * sin27fsct ：tV * cos2;fsct 其中u以及V為C分量’ fsc表示副載波頻率，γ表 示亮度，且t表示（離散）時間。在等式2中，V分量之 符號（相位）在正與負之間交替。因此，PAL系統中之像 素訊號具有如圖5中所示之色度訊號相位（符號）。因此， 在每一水平線中以Y+U、γ+ν、γ-υ、Y-V…或Υ+υ、γ_ν、 Y-U、Y+V...之形式來重複該等像素訊號，且該等色度訊 號相位在每隔一個水平掃描線中移位了 180。。 將藉由視訊訊號處理裝置300而分離並輸出之γ 以及C訊號（ϋ以及V訊號）轉換為-為-外部電路 12 19148pif.doc 5式^存或傳輪至一顯示設備。舉例而言，可以三個 .+ ^ 、，工色（R)、綠色（G)以及藍色（B) 色衫訊5虎）來内插γ up _。。、 棚Y以及C訊號，以經由一LCD (液晶 ,，，、頁不益）而得以顯示。 訊錢理裝置_回應於輸人視訊訊號CVBS之 ,適應性_擇並進行娜濾波以及帶通據 波I之一者。為此，記憶體31〇儲存對應於輸入視訊訊號 固水平？描線的數位資料。記憶體謂包括多個儲存 其、延遲）單疋311、312、313以及314，每-者儲存對 應於-水平掃描線之資料。多個儲存（延遲）單元3ιι、 3j2、313以及314基於一控制訊號NPC來儲存連續水平 掃描線之資料或每隔—個水平掃描線之資料。舉例而言， 田°玄控制訊號NPC具有—指示正使用NTSC標準（在 NTSC模式中）之邏輯高位準時，儲存單元3u、3i2、3i3 以及3U儲存用於四個連續（相鄰）水平掃描線之資料， 該等掃描線具有圖4中所示之色度訊號相位。當該控制訊 號WC具有-指*正錢PAL鮮（在PAL模式中 邏輯低位準時，儲存單元311、312、313以及314儲存 於四個每第二個（每隔—個）水平掃描線之資料，該等^ 描線具有圖5中所示之色度訊號相位。 ▼ 將儲存於記憶體310中之對應於多個水平掃描線的資 料以及當前輸入視訊資料輸出至權重判定單元32〇。權^ 判疋單元320使用儲存於記憶體31 〇中之資料來分別產生 將由2D BPF 330所使用的第一“上”、‘‘下，，、“左”以及“右” 19148pif.doc 權重係數Wu、Wd、W1以及Wr。 2D BPF 330使用第一多個權重係數Wu、Wd、wi以 及Wr來輸出該輸入視訊訊號之c訊號。減法器34()自當 前處理像素之視訊訊號CVBS減去由2D BPF 330所產生 之C訊號（u或V訊號）以輸出γ訊號。舉例而言，當 自當前像素Y+U減去作為C訊號而產生之X；訊號時，獲 得Y訊號。 & 對於NTSC系統與PAL系統（在NTSC模式中下與在 pal模式中）兩者，2D BPF 33〇回應於輸入視訊訊號^局 部特徵而以一連續方式來適應性地進行梳形濾波、lD帶通 遽、:皮=及2D帶通渡波。因此，當該輸入視訊訊號之局部 =徵指示高垂直相關性時，2D BPF 33〇進行梳形遽波，且 當該輸入視訊訊號之局部特徵指示高水平相關性時，2D =PF =30執仃1D帶通渡波。此外，當該輸入視訊訊號之局 4曰示垂直與水平方向兩者中之高或低相關性時，2d BPFMO執行犯帶通遽波。 2D BPF 330使用一由第一多個權重係數Wu、Wd、 、及Wr之組合所組成的渡波器罩竭（例如，水平/垂吉 碼）。當該水愧直係鮮碼為hhv(i，j)時，自 一 PF 33〇所輸出之c訊號（Chv(i，j))是如下等式3 所示： [等式3] C»Mj) = hhv(i,j)**CVBS(i,j) 盥一=於叻BPF 330將水平/垂直係數罩碼(‘(i，j)) /、 存於5己憶體310中的相應資料窗（（：νΒδ(υ))進行 1331878 19148pif.doc 卷積以輸出該輸入視訊訊號之C訊號（Chv(i; j))。自減法 器340所輸出之Y訊號（Y(i，j))是如下等式4中表示： [等式4] Y(i,j) = CVBS(iJ)-Chv{i,j) 對於NTSC系統（在NTSC模式中），水平/垂直係數 罩碼（hhv(i，j))是藉由如下等式5中之3x5矩陣來表示： [等式5]

KMJ)

Wu -Wl 0 0.5 JVu 0 Wu- Wr 0.5-Wl 0N0 〇.5-fVr Wd-Wl 0 0.5-Wd 0 Wd-Wr

在等式5中，N可為確保N之絕對值與用於濾波之權 重係數之絕對值之和為1的正規化值。用於在2d Βρρ 330 中所執行之由等式3所表示之卷積的資料窗CVBS(i，』)為 對應於等式5之3x5矩陣之資料的資料。詳言之，在三個 連續水平掃描線之數位資料巾龍於科$巾非零元素的 =資料（例如，具有與中心像素之相位（圖钟的+u) 的垂直以及水平資料(圖4中的-u)與 位的:=巧4中的，是用於等=卷r(h“i j)) 由先如(在】^板式中），水平/垂直係數罩碼 Ur 中之5x5矩陣來表示：

Kv(hj) =

Wu'm 〇 0.5·^μ 〇 0 〇 O-S-Wl 〇 Ν 〇 Ο 〇 [Wd-Wl 〇 〇5.^ 0 Wu-Wr 〇 Ο 〇 0.5 fVr 〇 Ο 〇 Wd-Wr 1331878 19148pjf.doc W虹 』匈雊俅心祀對值興用於濾波之權 f係數找對值之和為1的正規化值。用於在2D BPF 33〇 岸：式3所表示之卷積的資料窗CVBS(i，j)對 =核6之5x5矩陣之資料。詳言之，在三個每 水饰描線之數位資料中對應於等式 ==如’具有與中心像素之相位（圖5中的= 目位的垂直以及水平資料項（圖5中的-U)與1 有^亥中心像素之相位（圖5中的+u)相同之c分量相ς 的對角資料（圖5中的+U))是用於等式3之卷積里相位 用相=;=:==_統，使 ίΓ 6中，權重(係數)Wu、Wd、wi以 具有與中心像素。，j)之相位相反之相位的： 二5::u)，且權重wu、Wd、W1以及餅 二n據影像之局部特徵而變化（動態地）的 w_ ww應用於對角像素的權重（係數）WuW1、 而變化具有根據影像之局部特徵 具體而言’係數Wu對於NTSC系 ^ 素上方之兩水平掃描線之點（i-2 π声的# 素。係數Wd對於NTSC系統（ 中^用 (i，j)處之中心像素下方之-水平婦描線之點=ί:: 16 1331878 19148pif.doc 素，且對於隱系統（在亂模式中）應用. 心像素下方之兩水平掃描線之點㈣』處的像素’。=中 係數W1對於NTSC與PAL系統兩者（在NTsc模式中卜盘 在胤模式中）均應用於(i，j)處之中心像素左邊兩個像Ϊ 處之點(1，j-2)處的像素，且係數Wr對於NTSC與pAL系 統兩者（在NTSC模式中與在PAL模式中）均應用於 處之中心像素右邊兩個像素處之點(丨，j+2)處的像素。

判疋用於專式5以及6中的第一多個權重係數wu、

Wd、W1以及Wr ’使得其滿足比例條件（pr〇p〇rti〇naHty Condition) 7。 [條件7] IHVARh) and \Wu\〇z—^—~(〇r VARd) 777^-(^ VARh) and \Wd\<^—^—{or VARu) VARv 1 1 VARd 777^7 (〇r VA^) |»7|〇c—!—(〇/- VARr) ^r\ 〇c (〇r VARv) and \Wr\ 〇c (or VARl)

其中VARv表示輸入視訊訊號中的垂直變化，VARh 表示輸入視訊訊號中的水平變化，VARu表示輸入視訊訊 號中的向上變化，VARd為向下變化’ VAR1為向左變化’ 且VARr表示向右變化。 在本發明之一實施例中，藉由以下等式8來實施比例 條件7 : [等式8] 17 19148pif.doc 奶/ =-n Difh : Difd

Difli + Dijv Difu + Difd Wd = ~(\ Dijh Difu

Difli + Dijv Difu -f Difd Wl = ~〇^ Di^ y Difr

Difli + Dijv Difr + Difl ^Γ = -ης^ Difv .. Difl

Difli + Dijv Difr + Difl 在等式8中，Difv表示垂直差之絕對值，Difh表示水 平差之絕對值，Difu為向上差之絕對值，Difd為向下差之 絕對值’ Difl表不向左差之絕對值，a Difr表示向右差之 絕對值。 圖6與7為分別用於解#NTSC模式中像素之垂直座 水平變化的圖。參看圖6，_而言，Difu=du且 且 DlfV=du+dd+dv。參看圖 7，Difh=dl+dr+dh，Difl=dl 且 =fr dr。在NTSC拉式與PAL模式兩者中，⑴為⑹)處 與(U-4)處像素資料之間的差之絕對值 =資=，=處像素資料之間的差之絕對值，且： 虛德去-wi々叫w 表(，J)處像素資料與(i·2, j) 與 =料綱，j)處像素資料之間的差之;二為。=: 之間的差之絕對值二=，)處像素㈣ j)處像素資料之間的差之絕對值。’j々像素貝料與⑽， 19148pif.doc 在等式8中’使用具有相同相位之像素·資料之間的慕 之絕對值。對於NTSC系統（在NTSC模式中），參考玉 個連續水平掃描線資料項來計算此等絕對值。對於pA L系 統（在PAL模式中）’參考五個每第二個水平掃描線之資 料來判定等式8之值。此外，具有相同相位之像素資料的 各種組合可用於表示水平/垂直/向左/向右之變化。'、 因此，判定權重係數Wu以使得其與中心像素之垂直 以及向上相關性成比例；判定Wd以使得其與中心像素之 垂直以及向下相關性成_ ;判定W1以使得其與中心像 ^之水平以及向左相關性成比例；且判定*以使得其與 中心像素之水平以及向右侧性成比例。 圖8A、8B以及8C為： 明 在垂直方向中對像素進行梳形攄波，如圖 8A中所說 說明 在水平方向中對像素執行1D帶通滤波，如圖8B中所 9 說明在所有方向中對像素執行20帶通濾、波，如圖 8C中所 由使用士 H換式與PAL模式兩者中’ 2D BPF 330均藉 田使用如以上所判定 以及Wr來執行等^第—多個權重係數Wu、Wd、W1 視訊訊號之局部特^3之卷積而進行濾波’以回應於輸入 濾波、UD帶通、而以一連續方式來適應性地執行梳形 影像中之邊緣。舉例而言’當判定 I伸時（例如，當輸入視訊訊號之局 19148pif.doc 在直及 8A中所說明。當判定該邊緣水平==波 變小且|Wi|以及|鄭諮相關性時），以及wd ID帶通_、货,又 使得在水平方向中對像素執行 之局 = 扑if中所說明。此外，當輸入視訊訊號 直與水平方向兩者巾^或低相_ 方向中對像素執杆奶/, 均畴，使得在所有 ▼通濾波，如圖8C中所說明。 兩^ ^ ^ # Y以及C訊號之相關性在水平與垂直方向 ^ t Ϊ時®卿咖之輪出頻譜特徵。參看圖9， ^ ίΗ)與垂直（V)頻率兩者，C分量可包含於經 =之Y訊號之高頻分量中，或γ分量可包含於經分離之 旦峨之高齡量中。包含於Υ職巾之c訊號之高頻分 夏可導致點狀假影出現於顯示器上。因此，提出在—對角 方向^對輸人視訊訊號進行舰以自C職移除¥訊號之 殘餘高頻分量的機制，以改良Y分量之分離並最小化C分 量之色彩假影。 圖10為根據本發明之另一實施例之視訊訊號處理裝 置1000的方塊圖。參看圖10，視訊訊號處理裝置1000包 括一記憶體（延遲單元或移位暫存器）310、一權重判定單 π 1020、一 2D BPF 1030以及一減法器34〇。視訊訊號處 理裝置1000之操作類似於圖3之視訊訊號處理裝置3〇〇 之操作’且因此以下僅描述視訊訊號處理裝置1000之有區 20 19148pif.doc 別之部分1020以及1030。 較佳地，視訊訊號處理裝置1000在NTSC系統中應 用於複合訊號。在此情況下，權重判定單元1020除了產生 第一多個權重係數Wu、Wd、W1以及Wr之外，亦使用自 記憶體310所輸入之多個水平掃描線資料項（例如，用於 五個水平線之資料）來產生第二多個權重係數WD1、 WD2、WD3 以及 WD4。 2D BPF 1030使用一由第二多個權重係數WDi、 WD2、WD3以及WD4之組合所組成的水平/對角2維繫數 罩碼連同由等式5所表示之由第一多個權重係數Wu、 Wd、W1以及Wr之組合所組成的水平/垂直2維繫數罩碼。 水平/對角係數罩碼（hhd(i，j))是如下等式9中表示： [等式9] 〇 ο N2 0 WD3> 0 〇 〇 0 〇 0 Nl 〇 〇 0 〇 〇 0 WD2 在等式9中，Nl可為確保^^之絕對值與WD1以及 WD2之、邑對值之和為j的正規化值。類似地，Μ〗可為確 ㈣值與WD3㈣WD4线縣之和為1的正 卢之德去/01與WD2分別為應用於點(i]，j-4)與(i+1，j+4) ^心像4之切的權重，該等像素具有與(i，j)處之 象素的相位相同之相位，且WD1盥WD2且 訊訊號之局频徵而變化（動_的值 見 =;分別為應用於點 之U)嶋哪料刪(U)叙巾心像素^ 1331878 19148pif.doc 位相同之相位，且WD3與WD4具有根據視訊訊號之局部 特徵而變化（動態地）的值0至0.5。 在本發明之一實施例中，藉由以下等式10給定第二多 個權重係數WD1、WD2、WD3以及WD4 : [等式10] FDl = 0.5x

Di/Dl WD2 = 0.5x WD3 = 0.5x WDA = 0.5 χ Dijhv + DifD\2 <---- DifD\ +DifDl Difhv .Dim Difhv + Difl)\2 Difl}\ + Difl)2 Difhv ^ DijOl Difliv + Difl)34 DifD3 + DifD4 Difhv w DifDA ΰΐβν + Οΐβ)34Χ DifD3 + DifD4

在等式10中，Difhv為Difh與Difv之组合且可為Difh 與Difv之和；DifDl為第一對角方向中之像素資料（例如， (i，j)處像素資料以及(i-1，j-2)處像素資料）之間的差之絕對 值；DifD2為第二對角方向中之像素資料（例如，（i, j)處 像素資料以及(i+l,j+2)處像素資料）之間的差之絕對值； DifD3為第三對角方向中之像素資料（例如，（i, j)處像素 資料以及(i+1，j-2)處像素資料）之間的差之絕對值；DifD4 為第四對角方向中之像素資料（例如，（i，j)處像素資料以 及(i-1，j+2)處像素資料）之間的差之絕對值；DifD12為 DifDl與DifD2之組合；且DifD34為DifD3與DifD4之組 合0 此處，自2D BPF 1030所輸出之c訊號（c(i，j))是 如下等式11中表示： [等式11] 22 1331878 19148pif.doc ,,因此’ 2D BPF 103°將水平/垂直係數罩碼hhv(i，j)、水 平/對角係數罩碼hhd(i，j)以及儲存於記憶體中的相應 出（分離）輸入視訊訊號 之Y訊號（Y(i，j))是如 ， j) = CVBS (/, j) - C(i, j)

當在影像之局部區域中無水平/垂直變化時（在高相關 性之情，下藉由使用等式3來遽波而獲得一滿意結果， 且因此等式10中之值wm、WD2、WD3以及WD4變小 (或零）。然而，當在影像之局部區域中存在較大水平/垂 直變化時（在低相關性之情況下），甚至在使用等式3來濾 波之後，Y矾號之高頻分量可包含於C分量中，如圖9 中所不。在此情況下，wm、WD2、WD3以及WD4變得 ,，、'頁著因此藉由等式11所表示之銳截止遽波（sharp filtering)而增加Y分量之分離，其減小c分量之對角通 頻帶。

資料窗CVBS(i，j)進行卷積以輪 之C訊號。自減法器340所輪出 下專式12中表示： [等式12] PAL杈式中在對角方向中對輸入視訊訊號進行濾波以 增加Y分量之分離的機制不同於]^1^(：模式中所使用之機 制。 圖11A以及11B展示在PAL模式中如何量測色度訊 號相位之對角變化。參看圖11A以及11B ,對角方向中鄰 近像素之C分量具有相反相位。具體而言，當中心像素之 相位為〇或180。（圖11A中的+U或-U)時，具有相反相 位之鄰近像素位於如圖11A中所示之第一對角方向中。當 23 1331878 19148pif.doc 中心像素之相位為90。或270。（圖11B中的+v或_v)時， 具有相反相位之鄰近像素位於如圖11B中所示之第二斟 方向中。 〜于角 圖Π為根據本發明之另一實施例的為？八1模式操作 而最優化之視訊訊號處理裝置12〇〇的方塊圖。參看圖^， 視訊訊號處理裝置1200包括一記憶體31〇、一權重判定單 元1220、一濾波器1230、一組合器125〇以及—減法= 340。視汛訊號處理裝置12〇〇之操作類似於圖3中所說明 之視訊訊號處理裝置之操作，且因此以下僅描述視訊訊號 處理裝置1200之有區別的部分122〇、1230以及1250。 較佳地，視ifL sfl说處理衆置1200在PAL系統中（在 PAL模式中）應用於複合訊號。 濾波器1230包括一第一 2D BPF 1231以及一第二2D BPF 1232。第一 2D BPF 1231之操作相同於圖3中所說明 之2D BPF 330之操作。因此，第一 2D bpf 1231使用由第 一多個權重係數Wu、Wd、W1以及Wr之組合所組成的水 平/垂直係數罩碼（hhv(i，j))來進行等式3之卷積，以產生 第一 C訊號（Chv(i，j))。第二2DBPF 1232使用一由對應 於第三多個權重係數Wu、Wd、W1以及Wr之組合的水平 /對角權重係數所組成的水平/對角係數罩碼。 此處’權重判定單元1220除了產生由等式8所表示之 第一多個權重係數之外’亦使用自記憶體310所輸入之多 個水平掃福線資料項（例如，用於五個每第二個水平掃描 線之資料）來產生第三多個權重係數Wu、Wd、W1以及 24 19148pif.doc

Wr與第四多個權重係數W1以及。使用計算第一多個 權重係數Wu、Wd、W1以及Wr之方法來計算第三多個權 重係數WU、Wd、W1以及Wr。然而，使用與用於計算第 夕個權重係數Wu、Wd、W1以及Wr之資料不相同的像 素貝料來計算第三多個權重係數Wu、wd、W1以及Wr。 ^艮據中心像素之C分量相位是〇/18〇。還是90。/27〇。來 使用等式13或等式14之水平/對肖係數㈣。藉由等式 13或14來表示水平/對角係數罩碼（hhd(i，j))。 [等式13] KAiJ)[寺式14]

Wu-Wl Ο 0 wu 0 Wu-Wr Ο Ο m 〇 Ν 〇 Wr Q 0 Wd-Wl Ο Wd Ο Wd-Wr Ο

Wd-Wl 〇 0 Wu-Wl 〇 m 〇 Ν

Wu Ο Ο Wu-Wr Wr Ο - Ο Wd-Wr Ο 〇 於等IS水平/對角像素資料項而使用等式8來獲得用 以及I以及14中之第三多個權重係數Wu、Wd、W1 幸的德換言之’可輯對應於等式13以及14中非零元 來判定第三多個權重係數wu、w、w⑽ 素來㈣定wi从^四轉素的五個像 14中非對應料式13以及 心像辛用円1 中心像素以及對角地位於該中因:素四個:相五個像素來判定Wu以及·。 U以使仔其與中心像素與位於該中心像素對 25 19148pif.doc 角方向且在該中心傻± μ .,,w , ,, 私不上方之像素之間的相關性成比例。 日φ 其與中心像素與位於該中心、像素對角方向 i二？，下方之像素之間的相關性成比例。判定 以*〜、中心像素與位於該中心像素水平方向且在 '、左L之像素之間的相關性成比例，且判定Wr以使得其 Μ中〜像素與位於針心像素水平方向且在其右邊之像素 之間的相關性成比例。 基於中心像素之C分量相位是0/180。還是90。/270。來 選擇且使料式η或料Μ之水平/對肖餘罩碼中之一 者。舉例而言’當中心像素之c分量相位如圖11Α中所示 為0或180。時，使用等式13之水平/對角係數罩碼；且當 中心像素之C分量相位如圖11Β中所示為9〇。或27〇。時， 使用等式14之水平/對角係數罩碼。對應於等式13或等式 Μ的資料窗包括來自輸入視訊訊號之三個鄰近水平掃描 線的具有與中心像素之相位相同以及相反之相位的水平/ 對角資料。 因此，第二2D BPF 1232對等式13或等式14之水平/ 對角係數罩碼（hhd(i，j))與儲存於記憶體31〇中之相應資 料窗（CVBS(i,j))進行等式15之卷積以產生一第二C訊 號（Chd(i，j))。 [等式15]

ChJ{i,j) = hM{i,j)**CVBS{i,j) 組合器1250將由第一 2D BPF 1231所產生之第一 C 訊號（Chv(i，j))與由第二2DBPF 1232所產生之第二C訊 號（Chd(i，j))進行組合以輸出該輸入視訊訊號之最終經分 26 1331878 19148pif.doc 離之C訊號。組合器1250使用第四多個權重係數W1以 及W2將第一以及第二C訊號（Chv(i，j)以及Chd(i，j))進 行組合，如下等式16所示： [等式16] C(iJ) = w\. Chv(i,j) + IV2 · C/)t/(/,；) 在等式16中，W1與中心像素之對角相關性成反比， 且W2與中心像素之垂直相關性成反比。wi以及W2可使 用等式8以及9中所使用之係數而具有形式W1=A/(A+B) 以及W2=B/(A+B)。此處，當在對角方向中獲得A時，其 表示對角變化且對應於等式8中所使用之Difv，且B表示 垂直變化且對應於一與等式8中之Difv成比例的值。 當該垂直變化小於該對角變化時，將一相對較大之權 重應用於第一 C訊號（Chv(i,j))’其是基於垂直/水平係數 罩石馬（hhv(i，j))。另一方面，當該對角變化小於該垂直變化 時，將一相對較大之權重應用於第二C訊號（chd(i，j))， 其是基於垂直/對角係數罩碼（hhd(i，j))。僅使用與當前處 理中心像素具有高相關性的像素來產生第一以及第二c訊 號（chv(i, j)以及chd(i，j))。因此，使產生於自組合器125〇 所輪出之最終齡狀（：喊巾的假f彡最小化。 会_，法益340自當前處理輸入訊號（CVBS(i，D)減去由 j合器1250所輸出之最終經分離之C訊號以獲得γ訊 唬，其是如下等式17中表示： [等式17] 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 27 19148pif.doc =χ Μ壬何熟習此技藝者’在不脫離本發明之精 ^圍内’當可作些許之更動與潤飾，因此本發明 範圍當視後附之巾請專利範騎界定者為準。 ’、5 【圖式簡單說明】 w本七月之以上及其它特徵是藉由參看隨附圖式來詳細 tij其例讀實施例而將變得更顯而易見’在該等隨附 ^展不本發明之例示性實施例。然ffii，本發明可以許 夕不同形絲體現且；!；應被轉為限於核所陳述之實施 例’相反’提供料實闕以使得此揭露將為徹底且完全 的，且將會將本發明之概念完全傳輕熟胃此項技術者。 有囷式中’類似的參考數字表示類似的元件，且： 圖1為一習知視訊訊號處理裝置之方塊圖。 圖2為另一習知視訊訊號處理裝置之方塊圖。 圖3為根據本發明之一實施例之視訊訊號處理裝置的 方塊圖。 圖4展示一 NTSC系統之色度訊號相位。 圖5展示一 PAL系統之色度訊號相位。 圖6為用於解釋像素之垂直變化的圖。 圖7為用於解釋像素之水平變化的圖。 圖8A為用於解釋當影像中之邊緣垂直地延伸時之濾 波的圖。 圖8B為用於解釋當影像中之邊緣水平地延伸時之濾 波的圖。 圖8C為用於解釋在一般（無邊緣）情況下之濾波的 1331878 19148pif.doc 圖。 圖9展示用於解釋視訊訊號之C以及Y分量的頻譜特 徵。 圖10為根據本發明之另一實施例之視訊訊號處理裝 置的方塊圖。 圖11Α以及11Β展示PAL系統之色彩（色度）訊號 相位之對角變化。 圖I2為根據本發明之另一實施例之視訊訊號處理裝 • 置的方塊圖。 【主要元件符號說明】 100、200、300、1000、1200視訊訊號處理裝置 110梳形濾波器 120 —維帶通濾波器（1D-BPF) 130、32〇、1〇2〇、1220權重判定單元 140、1250組合器 150、220、340 減法器 • 210、330、1030、1231、1232 二維帶通濾波器（2〇-丑卩。 230後處理器 ) 310記憶體 311、312、313、314 儲存單元 1230 ;慮波器/二維帶通遽波器（2D_gpF ) 29

Claims (1)

1331878 爲第叼10B95號中文專利範圍無劃線修正本 十、申請專利範圍： 1. 一種視訊訊號處理裝置，包含： 一圮憶體，其經組態以儲存對應於—複合輸入視訊訊 號之多個水平掃描線的數位資料； 一權重判定單元，其經組態以使用前述數位資料來產 生第一多個權重係數；以及 慮波益’其經組態以藉由將前述第一多個權重係數 所組成的-水平/垂直係數罩碼舆前述:位m 育料窗進行卷積來產生前述輸入視訊訊號之一 C訊號， 其中，所述之第一多個權重係數包括Wu、wd、W1 與Wr， 其中，當輸入視訊訊號之局部特徵指示高垂直相 ^形^與™與W大，使得域波器進 w· 中’當輸入視訊訊號之局部特徵指示高水平相關 彳#wu與心，使麵波器執 其中，當輸入視訊訊號之局部特徵指示垂直盥水平 i向兩者中之高或低相關性時，所有係數Wu/Wd、 W1以及Wr均顯著，使得該濾波器執行2D帶通濾波。 2. 如申請專職圍第1項所述之視訊喊處理裝置， 其中當前述輸人視訊訊號之局部特徵指示高垂直相關性 時’前述濾波器進行梳形濾波。 3·如申請專利顧第2項所述之視觀號處理裝置， 其中當前述輸人視龍狀前述局部特徵指示高水平 性時’前述滤波器進行帶通渡波。 1331878 屯如申请專利範圍第1項所述之視訊訊號處理裝置， 其中當則述輪入視訊訊號之前述局部特徵指示水平與垂直 方向兩者中之高或低相關性時，前述濾波器進行2D帶通 滤波。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之視訊訊號處理裝置， 其中前述係數罩碼對應於前述資料窗，前述資料窗包括： 自中心像素垂直地以及水平地安置之像素資料，其具有 與則述中心像素之相位相反的c分量相位；以及自前述中 心像素對角地安置之像素資料，其具有與前述中心像素之 前述相位相同的C分量相位。 6. 如申請專利範圍第5項所述之視訊訊號處理裝置， 其中前述複合輸入視訊訊號為一 NTSC複合訊號。 7·如申請專利範圍第5項所述之視訊訊號處理襄置， 其中前述第一多個權重係數包括一與前述中心像素之垂直 以及向上相關性成比例的第一係數、一與前述中心像素之 垂直以及向下相關性成比例的第二係數、一與前述中心像 素之水平以及向左相關性成比例的第三係數、以及一與前 述中心像素之水平以及向右相關性成比例的第四係數。 8.如申請專利範圍第1項所述之視訊訊號處理裝置， 其中前述係數罩碼對應於前述資料窗，前述資料窗包括： 自一中心像素垂直地以及水平地安置之像素資料，其具有 與前述中心像素之相位相反的C分量相位；以及自前述中 心像素對角地安置之像素資料，其具有與前述中心像素之 前述相位相同的C分量相位；且其中前述像素安置於前述 31 1331878 輸入視訊訊號之連續多個水平掃描線中之每第二個線中， 包括含有前述中心像素之前述水平掃描線。 9. 如申請專利範圍第8項所述之視訊訊號處理裝置， 其中前述複合輸入視訊訊號為一 PAL複合訊號。 10. 如申請專利範圍第8項所述之視訊訊號處理襞 置，其中前述第一多個權重係數包括一與前述中心像素之 垂直以及向上相關性成比例的第一係數、一與前述中心像

素之垂直以及向下相關性成比例的第二係數、一與前述中 心像素之水平以及向左相關性成比例的第三係數、以及一 與前述中心像素之水平以及向右相關性成比例的第四係 數0 11.如申請專利範圍第丨項所述之視訊訊號處理裝置， 其中前述權重判定單元使用前述數位資料來進一步產生第 、夕個權重係數，且鈿述滤波器將前述第一 c訊號盘一由 前述第二多個權重係數所組成之對角係數罩碼進行i積並 輸出卷積結果作為前述輸入視訊訊號之經分離之c訊號。 署，請專利範㈣11項所述之視訊訊號處理震 置其中則述複合輸入視訊訊號為一 NTSC複合訊號。 詈專利範圍第11項所述之視訊“裂 ΐ於二：：述第二多個權重係數包括—與自-中心像辛安 、第一對角方向中之至少一像素與前述中心像素之 之-相關性成比例的第一係數、一與自前述 :-第二對角方向中之至少一像素與前述中心像素 一相關性成比例的第二係數、—與自前述中心像辛^ 32 1331878 一第三對角方向中之至少一像素與前述中心像素之間之一 相關性成比例的第三係數、以及一與自前述中心像素安置 於一第四對角方向中之至少一像素與前述中心像素之間之 一相關性成比例的第四係數。 14. 如申請專利範圍第1項所述之視訊訊號處理裝 置，其中前述權重判定單元使用前述數位資料來進一步產 生第二多個權重係數以及第三多個權重係數，且前述濾波 器將由如述第一多個權重係數所組成之水平/對角係數 罩碼與前述數位資料之一相應資料窗進行卷積以產生一第 一 C訊號。 15. 如申請專利範圍第14項所述之視訊訊號處理裝 置，其中前述複合輸入視訊訊號為一 pAL複合訊號。 16. 如申請專利範圍第14項所述之視訊訊號處理裝 其中前述資料窗包括安置於前述輸入視訊訊號之連續 多個前述水平掃描線中且具有與前述中心像素之前述相位 4目同以及相反之相位的像素資料，根據前述中心像素之前 逑c分量相位是0。/180。還是9〇。/27〇。，前述像素與前述中 心像素分離。 17. 如申請專利範圍第14項所述之視訊訊號處理裝 置，其中刖述第二多個權重係數包括一與前述中心像素之 =角以及對角向上相關性成比例的第一係數、一與前述中 素之對角以及對角向下相關性成比例的第二係數、-凄、剐述中心像素之水平以及向左相關性成比例的第三係 數、以及一與前述中心像素之水平以及向右相關性成比例 33 明 1878 的第四係數；且前述第三多個權重係數包括一與前述中心 像素之一垂直相關性成反比的第一係數、以及一與前述中 心像素之一對角相關性成反比的第二係數。 18.如申請專利範圍第14項所述之視訊訊號處理裝 置’更包含一組合器，前述組合器經組態以將由前述第三 多個權重係數所加權的前述第一與第二C訊號進行組合並 輪出組合結果作為前述輸入視訊訊號之前述經分離之C訊

破。 19.一種視訊訊號處理方法，包括·· 儲存對應於一輸入視訊訊號之多個水平掃描線的數位 資料； 產生得自前述數位資料的第一多個權重係數；以及 藉由將由前述第一多個權重係數所組成的一水平/垂 直係數罩碼與前述數位資料之一相應資料窗進行卷積而產 生前述輸入視訊訊號之一 c訊號，

其中，所述之第一多個權重係數包括Wu、、W1 與Wr， 其中，當輸入視訊訊號之局部特徵指示高垂直相 性時，與wd變得比Wr與W1大得^ 行梳形濾波， 此伃X虑戍时運 ，中，當輸入視訊訊號之局部特徵 大’使得該遽波器執 其中，當輸入視訊訊號之局部特徵指示垂直與水平方 向兩者中之高或低相關性時，所有係數Wu、wd、wu 及斯均顯著，使得該遽波器執行2D帶通遽波。 34 1331878 20. 如申請專利範圍第19項所述之視訊訊號處理方 法’其中當前述輸入視訊訊號之局部特徵指示高垂直相關 性時進行梳形濾波。 21. 如申請專利範圍第20項所述之視訊訊號處理方 法’其中當前述輸入視訊訊號之前述局部特徵指示高水平 相關性時進行帶通濾波。 22. 如申請專利範圍第19項所述之視訊訊號處理方 法’其中當前述輪入視訊訊號之前述局部特徵指示水平與 垂直方向兩者中之高或低相關性時執行2D帶通濾波。 23. 如申請專利範圍第19項所述之視訊訊號處理方 法，其中前述係數罩碼對應於前述資料窗，前述資料窗包 括： 自一中心像素垂直地以及水平地安置之像素資料，其 具有與前述中心像素之相位相反的C分量相位；以及 自前述中心像素對角地安置之像素資料，其具有與前 述中心像素之前述相位相同的C分量相位； 其中前述像素安置於前述輸入視訊訊號之連續多個前 述水平掃描線中。 24. 如申請專利範圍第23項所述之視訊訊號處理方 法，其中前述輸入視訊訊號為一 NTSC訊號。 25. 如申請專利範圍第23項所述之視訊訊號處理方 法，其中前述第一多個權重係數包括： 一與前述中心像素之垂直以及向上相關性成比例的第 一係數； 35 1331878 一與前述中心像素之垂直以及向下相關性成比例的第 二係數； 一與前述中心像素之水平以及向左相關性成比例的第 三係數；以及 一與前述中心像素之水平以及向右相關性成比例的第 四係數。 26.如申請專利範圍第19項所述之視訊訊號處理方 法’其中前述係數罩碼對應於前述資料窗，前述資料窗包 括自一中心像素垂直地以及水平地安置之像素資料，前述 貧料具有與前述中心像素之相位相反的C分量相位，且前 述資料窗更包括自前述中心像素對角地安置之像素資料， 前述資料具有與前述中心像素之前述相位相同的C分量相 位；且 其中前述像素安置於前述輸入視訊訊號之連續多個水 平知描線中之母第二個線中，包括含有前述中心像素之前 述水平掃描線。 、27.如申請專利範圍第26項所述之視訊訊號處理方 去，其中則述輸入視訊訊號為一 pAL訊號。 、28.如申請專利範圍第26項所述之視訊訊號處理方 番其中則述第一多個權重係數包括一與前述中心像素之 直以及向上相關性成比例的第一係數、一與前述中心像 二之垂直以及向下相關性成比例的第二係數、一與前述中 ^ ^素之水平以及向左相關性成比例的第三係數、以及一 ~月述中心像素之水平以及向右相關性成比例的第四係 36 1331878 數0 29. 如申請專利範圍第19項所述之視訊訊號處理方 法，更包括： 使用前述數位資料來產生第二多個權重係數；以及 將前述第一 C訊號與一由前述第二多個權重係數所組 成的對角係數罩碼進行卷積並輸出卷積結果作為前述輸入 視訊訊號之經分離之c訊號。 30. 如申請專利範圍第29項所述之視訊訊號處理方 法，其中前述輸入視訊訊號為一 NTS(：訊號。 31_如申請專利範圍第29項所述之視訊訊號處理方 法，其中前述第二多個權重係數包括：一與前述中心像素 與自前述中心像素安置於一第一對角方向中之至少一像素 之間之一相關性成比例的第一係數；一與前述中心像素與 自前述中讀素安置於—第二對角方向中之至少一像素^ 間之-相雜成比例的第二係數；—與前述巾心像素與自 前述中心像素安置於—第三對角方向中之至少—像素之間 之-相關性成比例的第三係數；以及一與前述中心像素與 自前述中，素安置於—第四對角方向中之至少一像素之 間之一相關性成比例的第四係數。 巾'^專彳】範圍第19項所述之視訊訊號處理方 法，更包括： 使用前述數位資料來產生 權重係數；以及 第二多個權重係數以及第三 將―由前述重係數所組成之水平/對角係 37 1331878 數罩碼與前述數位資料之一相應資料窗進行卷積以產生一 苐二C訊號。 33. 如申請專利範圍第32項所述之視訊訊號處理方 法，其中將前述視訊訊號處理方法應用於一 PAL訊號。 34. 如申請專利範圍第32項所述之視訊訊號處理方 法’其中前述資料窗對應於前述水平/對角係數罩碼且包括 具有與前述中心像素之前述相位相同以及相反之相位的像 φ 素資料’根據前述中心像素之前述C分量相位是0。八80。 還是90°/270°，前述像素在前述水平/對角方向中與前述中 心像素分離。 35. 如申凊專利範圍第32項所述之視訊訊號處理方 法，其中： 前述第二多個權重係數包括：一與前述中心像素之對 角以及對角向上相關性成比例的第一係數；一與前述中心 像素之對角以及對角向下相關性成比例的第二係數；一與 前述中心像素之水平以及向左相關性成比例的第三係數； 參卩及-與前述中心像素之水平以及向右相關性成比例的第 四係數；且其中 前述第三多個權重係數包括：一與前述中心像素之一 垂直相關性成反比的第一係數、以及一與前述中心像素之 一對角相關性成反比的第二係數。 36. 如申响專利範圍第32項所述之視訊訊號處理方 法，更包括：根據前述第三多個權重係數而將前述第一以 及第二C訊號進行組合並輸出組合結果作為前述輸入視訊 38 1331878 訊號之前述經分離之c訊號。 39