TWI445404B - 適應性濾波之設備及方法 - Google Patents

Description

適應性濾波之設備及方法

本文之具體實例一般係關於適應性濾波，且更特定而言係關於視訊信號資料之適應性濾波。

可推行在此章節中描述之做法，但該等做法未必為已在之前設想或推行之方法。因此，除非在本文中另有指示，否則在此章節中描述之方法不為本申請案之申請專利範圍之先前技術，且並不由於其包括於此章節中而承認其為先前技術。

在傳統視訊廣播系統中，靜止接收機(例如，電視接收機)包括一調諧裝置，該調諧裝置接收選自複數個廣播台(頻道)之廣播台傳輸的視訊信號(例如，電視信號)。然而，使用傳統視訊廣播系統，真行動性(例如，視訊信號之行動接收)引入在傳統視訊廣播系統之設計框架(或相關廣播標準)內未預見或解決之複雜化，因為此等系統在設計時係針對一傳統固定接收裝置(例如，靜止電視機)而設計。

傳統視訊廣播系統之實施例包括國家電視系統委員會(NTSC)標準、相替用線(PAL)及帶記憶之順序彩色(SECAM)標準。NTSC/PAL/SECAM系統在當前廣泛擴展以用於在全世界廣播之類比電視信號。儘管此類比電視信號最初意欲用於靜止接收，但包括調諧裝置之新行動裝置正變得可用，此情形允許接收此等類比電視信號。

然而，類比電視信號之行動接收顯著比類比電視信號之傳統接收複雜。舉例而言，在傳統固定電視機之情況下，使用者可改變接收天線之方向直至接收到一令人滿意的信號品質為止。行動接收不提供此靈活度。在行動接收之情況下，類比電視信號經歷時變頻道品質(例如，行動接收機之移動)，其引起衰落及在包括嚴重衰減之時間區之不同位準下接收信號(例如，強衰落或死區)。另外，歸因於遮蔽及距傳統視訊廣播系統傳輸機之較大距離，可遭遇到不良視訊接收品質。因而，在行動接收之情況下，所接收之視訊信號並不是簡單地經歷一靜態信雜比(如在傳統視訊廣播系統中所發現的)，而是遭受影響視訊品質之可變信雜比。

鑒於前述，本文之一具體實例提供一種用於適應性地濾除來自一類比視訊廣播信號之雜訊之系統，該系統包含：一天線，其接收類比視訊廣播信號資料；一類比至數位轉換器，其耦接至該天線且將該接收之類比視訊廣播信號資料轉換成數位視訊信號資料；一圖框緩衝器記憶體，其將該數位視訊信號資料作為複數個水平線來儲存，其中該複數個水平線包含複數個像素值；一指令記憶體，其儲存適應性濾波指令；及一適應性濾波器，其耦接至該記憶體及該類比至數位轉換器，其中該適應性濾波器：自該記憶體讀取該等適應性濾波器指令；執行該等適應性濾波器指令；平均一輸入像素與一儲存於該圖框緩衝器記憶體之對應像素；計算一用於儲存於該圖框緩衝器記憶體之該複數個像素值之每一像素的遺忘因子；且基於該遺忘因子濾除來自儲存於該圖框緩衝器記憶體之該複數個像素值之每一像素的雜訊。

此系統可進一步包含一耦接至該類比至數位轉換器之類比信號等化系統，其中該類比信號等化系統等化該接收之類比視訊廣播信號資料。另外，該類比等化系統可包含一自動增益控制器及一等化器之至少一者。此外，該類比等化系統包含一自動增益控制器，且該適應性濾波器因一藉由該等化器量測之雜訊補償該遺忘因子。此外，該類比等化系統可包含一等化器，且該適應性濾波器因一藉由該等化器量測之頻道功率補償該遺忘因子。

另外，在此系統中，該類比視訊廣播信號資料可包含一奇數類比視訊信號資料及一偶數類比視訊信號資料之至少一者。此外，該類比至數位轉換器可將該奇數類比視訊信號轉換成奇數數位視訊信號資料，且該類比至數位轉換器可將該偶數類比視訊信號資料轉換成數位視訊信號資料。此外，該圖框緩衝器記憶體可包含一顯示圖框。

另外，此系統可進一步包含一顯示裝置，其中該適應性濾波器平均該輸入像素與該圖框緩衝器之一對應像素，且將該平均值發送至該顯示裝置且至該圖框緩衝器記憶體之對應像素位置。另外，一水平輸入線可在該水平輸入線對應於一奇數圖框時重新定位，其中該重新定位使用一儲存於該圖框緩衝器記憶體之對應水平線平均一上部輸入線及一下部輸入線。此外，該適應性濾波器可使用頻道功率之一估計及雜訊功率之一估計調整該遺忘因子。

本文之另一具體實例提供一種適應性地濾除類比視訊廣播信號資料之雜訊之方法，該方法包含：接收該類比信號資料；將該類比視訊廣播信號資料轉換成包含複數個第一像素值之第一數位信號資料；提供儲存於一圖框緩衝器記憶體之第二數位信號資料，其中該第二數位信號資料包含複數個第二像素值；計算一用於該第一數位信號資料之每一像素之遺忘因子；及使用該遺忘因子確定一用以調整該第一數位信號資料之第一權重及一用以調整該第二數位信號資料之第二權重來平均該第一數位信號資料及該第二數位信號資料。

在此方法中，該第一權重可按照α來計算，且該第二權重可按照1-α來計算，其中α包含該遺忘因子。另外，該類比視訊廣播信號資料可包含一奇數類比視訊信號資料及一偶數類比視訊信號資料之至少一者。

此方法可進一步包含將該奇數類比視訊信號轉換成該第一數位信號資料，其中該第二數位信號資料包含該偶數類比視訊信號資料之一經數位化複本。另外，該第一數位信號資料可包含複數個水平線；且該複數個水平線之每一者可包含複數個像素值，且該方法可進一步包含平均該複數個水平線之一第一水平線及該等水平線之一第二水平線以獲得一中間行。

另外，此方法可進一步包含偵測該第一數位信號資料與該第二數位信號資料之間的運動且在偵測到運動時自動地調整該遺忘因子。此方法亦可進一步包含偵測該第一數位信號資料與該第二數位信號資料之間的一場景改變且在偵測到該場景改變時將該遺忘因子自動地設定為一。此外，此方法可進一步包含使用頻道功率之一估計及雜訊功率之一估計調整該遺忘因子。此外，此方法可進一步包含等化該接收之類比視訊廣播信號。

當結合以下描述及附圖考慮時將更好地瞭解並理解本文之具體實例的此等及其他態樣。然而，應理解，以下描述係以說明而非限制之方式給出，儘管其指示了較佳具體實例及其眾多具體細節。在不脫離本文之具體實例的精神的情況下可在本文之具體實例的範疇內作出許多改變及修改，且本文之具體實例包括所有此等修改。

將參看圖式自下文詳細描述更好地理解本文之具體實例。

參考非限制性具體實例來更充分地解釋本文之具體實例及其各種特徵及有利細節，該等非限制性具體實例說明於附圖中且詳述於以下描述中。省略對熟知組件及處理技術之描述以免不必要地混淆本文之具體實例。本文中所使用之實施例僅意欲促進理解可實踐本文之具體實例的方式且進一步使熟習此項技術者能夠實踐本文之具體實例。因此，該等實施例不應被理解為限制本文之具體實例的範疇。

本文之具體實例提供在若干頻道條件下提供永續高視訊品質之設備及方法。現參看圖式且更特定而言參看圖1至圖6，展示較佳具體實例，其中遍及諸圖，類似參考字符一致地表示對應特徵。

圖1說明根據本文之一具體實例的適應性濾波器設備之示意圖。如圖1之具體實例中展示，適應性濾波器設備1包括接收天線10、類比等化系統20、類比至數位轉換器(「ADC」)30、適應性濾波器40、圖框緩衝器50及顯示器60。

如熟習此項技術者所知，額外組件可併入至適應性濾波器設備1中而無需過度實驗。此等組件之實施例包括(但不限於)數位信號處理器、數位至類比轉換器、隨機存取記憶體、唯讀記憶體等。另外，適應性濾波器設備1描述許多可能裝置種類之一個裝置種類。舉例而言，儘管適應性濾波器設備1包括視訊適應性濾波器40，但具有適應性濾波器40之適應性濾波器設備1表示一個裝置種類，其他裝置種類包括(但不限於)以數位信號處理器、通用處理器、場可程式化閘陣列裝置(「FPGA」)或可重新組態計算裝置替換適應性濾波器40之裝置。因此，舉例而言，數位信號處理器(在圖1中未示)可自記憶體(在圖1中未示)讀取適應性濾波器指令，且執行彼等適應性濾波器指令。圖1中展示之其他組件可類似地由其他組件代替以描述額外裝置種類。另外，本文中描述之具體實例可限於一個裝置種類或可包括所有裝置種類。

適應性濾波器設備1可經由接收天線10接收類比視訊信號資料。舉例而言，接收天線10可在13.5 MHz之載波頻率下接收視訊信號資料，該視訊信號資料包括(例如)具有分別針對PAL或NTSC之720像素/水平線及288線/垂直場或242線/垂直場的Y/C分量信號資料。接收天線10可接著耦接至類比等化系統20，其中類比等化系統20等化接收之類比視訊信號資料。在圖1中展示之具體實例中，類比等化系統20耦接至類比至數位轉換器(ADC)30，其中ADC 30將接收之類比視訊信號資料轉換成數位視訊信號資料。ADC 30耦接至適應性濾波器40，適應性濾波器40可執行下文描述之指令，該等指令指導適應性濾波器40改良視訊信號品質──例如，藉由濾除來自數位視訊信號資料之過量雜訊且改良經由接收天線10接收之視訊信號資料的信雜比(SNR)。另外，雖然在圖1中未示，但適應性濾波器40可耦接至一顯示裝置以顯示經濾波之數位視訊信號資料。此外，雖然在圖1中未示，但類比等化系統20可包括在ADC 30後定位之自動增益控制器(AGC)及類比信號等化器。

類比視訊廣播系統通常在圖框之間提供短時間間隔。舉例而言，針對PAL/NTSC系統，兩個相繼圖框之間的時間分別為0.04秒/0.033秒。此外，若不存在快速運動，則幾個相繼圖框之內容幾乎為類似的。另外，當該等相繼圖框經交錯以形成一完整顯示圖框時，兩個相繼場(偶數場及奇數場)很可能為同一場景之一部分。為簡化下文之一個具體實例之論述，在交錯模式期間傳輸之個別場(無論指一偶數場抑或一奇數場)被簡單地稱作一分離圖框，除非另有指示。

所有此等特性允許新穎地將漏洩積分應用於相繼圖框。參看圖1，圖2說明根據本文之一具體實例的漏洩積分器64之方塊圖。如下文進一步詳細地描述，圖2之具體實例如下將漏洩積分應用於相繼圖框：Displayed_frame=Frame_buffer=alpha*current_frame+(1-alpha)*Frame_buffer，其中α(alpha)為漏洩積分遺忘因子。由於每一新(輸出)圖框(例如，圖框緩衝器50)為來自當前圖框(例如，輸入圖框52)及先前圖框(圖中未示)之組合，故將在下文之論述中使用一全圖框緩衝器(例如，圖框緩衝器50)。

在圖2中，圖框緩衝器50之內容由FB乘法器56乘法運算(例如，1-α)，而當前輸入圖框(例如，輸入圖框52)由IF乘法器54乘法運算(例如，α)。組合(例如，加法單元58)該兩個乘法器(例如，IF乘法器54及FB乘法器56)之輸出以形成一新圖框(圖中未示)，該新圖框用來替換圖框緩衝器50之內容。另外，將由加法單元58產生之新圖框(圖中未示)發送至顯示器60。如下文進一步詳細地論述，α計算器(alpha-calc)62使用圖框緩衝器50之內容及輸入圖框52計算每一像素之α值。

在交錯模式中，奇數場及偶數場相對於彼此移位一線。結果，直接應用上文之遺忘因子(α)將引起顯示之輸出視訊處的圖片抖動。為移除圖片抖動，下文描述之具體實例重新定位待與偶數場對準之奇數場。在圖3中展示重新定位奇數場之一個具體實例。參看圖1及圖2，在圖3中，藉由計算(例如，使用適應性濾波器40)奇數圖框80之兩個連續線(例如，線70及75)之平均值以獲得中間線85來獲得重新定位。如圖3中展示，線85對應於偶數圖框95之線95a。在圖3中展示之具體實例中，藉由重複輸入奇數圖框之線101來獲得邊界線100。圖3中展示之具體實例使用兩個線之間的所計算之平均值重新定位一奇數圖框之每一線，其中以距離2分離該等線。然而，圖3中展示之具體實例並不限於距離2，且可採用由任何距離分離之任何數目之線的平均值。

在圖3中展示之具體實例中，重新定位奇數圖框(例如，奇數場80)使用具有距離2之兩個線(上部線及下部線)之間的平均。此運算可引起經重新定位圖框之垂直解析度之一些損失。為了減輕此損失，在替代具體實例中，可如下計算(例如，使用適應性濾波器40)圖框緩衝器(例如，圖框緩衝器50)之對應偶數線：令c為每一奇數線之權重，則對應偶數線之權重應為1-2*c。因而，經重新定位線85係按照R _L =L ₁ c +L ₃ c +(1-2c )L ₂ 來計算，其中R _L 為經重新定位奇數線(例如，經重新定位線85)，L ₁ 為上部奇數線(例如，線70)，L ₃ 為下部奇數線(例如，線75)，且L ₂ 為對應於R _L 之偶數線(例如，線95a)。

藉由使用原始經重新定位奇數圖框(輸出線=上部線/2+下部線/2)，且僅藉由2*c更新α(α'(奇數)=α(奇數)*2*c)來實現圖3中展示之具體實例之一般描述。在前一方程式中，術語「2*c」充當貢獻因子，此係由於其確定當前奇數圖框在形成經重新定位圖框中作出多少貢獻。舉例而言，若貢獻因子為1，則經重新定位圖框係完全自輸入奇數圖框獲得(亦即，無來自緩衝器之偶數圖框之貢獻)。或者，若貢獻因子為0.5，則經重新定位圖框同等地自偶數圖框及奇數圖框形成，諸如此類。

換言之，圖3中展示之具體實例在一些環境中(例如，其中偶數圖框及奇數圖框為實質上不同的，或在存在衰落之情況下，如下文描述)可引起經重新定位圖框之垂直解析度之損失。為了減輕此損失，一替代做法將圖框緩衝器之對應偶數線納入該方程式中。舉例而言，在c為每一奇數線之貢獻因子(例如，權重)之情況下，則對應偶數線之權重為1-2*c。

由於一頻道可跨圖框及偶數線變化，故本文中描述之另外具體實例使濾波器(漏洩積分器)係數(例如，遺忘因子或α)適合於圖框之每一像素。此等具體實例使用當前頻道功率之估計及該頻道內之雜訊之估計計算(例如，使用適應性濾波器40)α。在一個此具體實例中，自一等化器(例如，類比等化系統20)獲得每像素之經估計頻道之功率(例如，h _n ，對應於具有索引n之像素)，且功率之該估計用來按比例縮放遺忘因子。因而，若存在強衰落(例如，h _n → 0)，則對應遺忘因子(例如，α)將具有極低或甚至零值，且因此輸出幾乎係自圖框緩衝器獲得。換言之，隨著頻道功率減少，對應運算SNR亦減少，但由於遺忘因子(例如，α)較小，故較多平均將應用於信號上，此將引起增強SNR。

關注之頻道內的低運算SNR之另一來源為雜訊功率自身之增加。舉例而言，當接收機(例如，接收天線10)距正傳輸之傳輸機(圖中未示)較大距離時，雜訊可增加。在此狀況下，接收之弱信號藉由接收機側(例如，適應性濾波器設備1)處之AGC(例如，類比等化系統20)重新縮放至全範圍，但使用AGC之傳統重新縮放亦增加雜訊功率以及信號強度。為在計算所需平均(例如，上文描述之α值)中包括此因子，可使用範數比(Norm Ratio，NR)，其中NR為經量測(當前)SNR(1/雜訊功率)與目標SNR之間的比率。現在，每一輸入像素之所得α為：alfa =‧NR 。

如圖2中展示，漏洩積分器64平均(求和)由FB乘法器56(例如，1-α)縮放之後的圖框緩衝器50之內容及由IF乘法器54(例如，α)縮放之後的當前輸入圖框(例如，輸入圖框52)。結果，α值愈低(如由α計算器62計算)，圖框緩衝器50對新輸出圖框(圖中未示)之構造(例如，使用加法單元58)之貢獻愈大，新輸出圖框替換圖框緩衝器之內容。由於圖框緩衝器50之內容為前一平均(求和)運算之結果自身，故對圖框緩衝器50之較大相依性(例如，低α值)意謂在構造新圖框中的先前圖框之較多包括。換言之，低α對應於許多先前圖框之間為了構造新輸出圖框進行的較多平均。在本文之一個具體實例中，如由α計算器62確定之α之值將自動地調整以應用達成目標SNR之平均之量。藉由以具有可接受圖片品質(幾乎無雜訊)之位準設定目標SNR，根據本文之具體實例之適應性解決方案將確保維持此圖片品質位準。在設定一目標SNR時，選擇過高目標SNR將引起過量平均，過量平均又將使顯示視訊之運動資訊(運動品質)失真。此運動品質降級可表現為物件之比正常情形慢之運動及場景干擾，在場景干擾中兩個或兩個以上不同場景在輸出圖框處組合在一起。

在傳統系統中，圖片品質與運動品質成反比，且傳統系統在該兩個經量測之品質(例如，圖片品質及運動品質)之間進行權衡。為克服傳統系統之此等限制，本文之一個具體實例根據如下步驟修改如由α計算器62計算之α：按區安排範數比(例如，針對SNR之每一運算範圍設定一目標SNR)；運動偵測/α補償(例如，偵測運動且根據經量測之運動量(當前圖框與先前圖框之間的差)增加α)；場景改變指示器(例如，偵測是否存在新場景且完全停止平均)。在下文進一步詳細地論述相比於傳統系統之此等改良之每一者。

因此，針對雜訊功率之每一範圍，本文中描述之一個具體實例計算(例如，使用適應性濾波器40)一最佳正規化因子(例如，NF)，該最佳正規化因子提供成反比之運動品質與圖片品質之間的最佳折衷。舉例而言，若將目標SNR設定為30 dB(例如，藉由適應性濾波器40)，則針對大於或等於30 dB之所有運算SNR範圍，不存在平均(例如，藉由適應性濾波器40)。然而，若運算SNR為25 dB，則維持30 dB所需之平均(例如，如由適應性濾波器40計算)之量為5 dB。針對運算SNR 15 dB，平均(例如，如由適應性濾波器40計算)之量為15 dB。如所展示，運算SNR之減少將增加平均(例如，如由適應性濾波器40計算)，且因此使針對低SNR運算點之運動品質降級。

在本文中描述之其他具體實例中，並非使用固定目標SNR，而是關於圖片品質SNR進行折衷以避免顯示之運動品質的可觀測降級。在另外具體實例中，為減少因可變平均(例如，針對不同運算及目標SNR對，存在不同平均)引起之運動抖動，替代固定目標SNR，針對每一區計算(例如，藉由適應性濾波器40)一平均增益。在下文描述之具體實例中，固定平均增益亦為範數比[NR]。舉例而言，針對運算SNR範圍>30 dB，將NR設定為NR=0 dB，而針對運算SNR範圍25 dB至30 dB，指派NR=5 dB，諸如此類。換言之，上文描述之平均增益指在應用漏洩積分(如圖2中展示)之後的輸出圖框之SNR增加。根據本文之一個具體實例，平均增益為NR(其中α值以dB為單位來量測，假設頻道功率=1)。另外，為了實現諸區之間的較平滑過渡，使NR範圍之數目及邊界為可程式化的。

本文中描述之另外具體實例包括一運動偵測計算(例如，使用適應性濾波器40)及基於該計算補償α(如下文描述)。在此等具體實例中，針對輸入圖框52之每一輸入像素計算一運動量度。較佳地以即時方式將每一輸入像素發送至漏洩積分器64。如下文論述，運動之量度(例如，d _n )為輸入像素與前一圖框(例如，儲存於圖框緩衝器50中)之對應者之間的差：d _n =|P _n -P _{n -1} |，其中P _n 為輸入像素，且P _{n -1} 為前一圖框之對應像素。d _n 之範圍取決於P _n 之範圍，P _n 可針對每一視訊分量(明度及色度)來加以確定。理想地，大於零之d _n 之任何值指示運動事件。此計算(例如，如由適應性濾波器40執行)之目的在於在對應運動量度指示運動偵測之情況下停止針對每一輸入像素之平均。但使用此強制α演算法(Alpha-Forcing algorithm)(針對任何d _n >0，均設定α=1)將很偏向於運動(任何運動(無論將觀測到多少運動)均將傳遞至輸出及圖框緩衝器而不平均)。取而代之，替代具體實例使用像素值d _n (運動量度)之軟絕對差作為將觀測到多少運動之直接量度。舉例而言，當前像素與先前像素之間的明度分量之絕對差範圍為0至1(明度範圍為0至1)。較小值(d _n → 0)指示微小亮度改變且因此相比總運動狀況(d _n → 1)較不可觀測到，且因此，平均之量(α值)可藉由運動量之經縮放版本k*d _n 按比例調整，其中k為增益或縮放比例(scaler)。所得基於運動之α更新為：

前一方程式具有兩項，第一項為基於頻道功率及範數比之正常α適應方程式。第二項為用以藉由將經縮放之運動量度與圖片品質α項(第一項)相加來減少平均的運動補償(品質)項。儘管運動補償項不應取決於頻道狀態(無論為何種圖片或頻道品質狀態，均應基於運動量減少平均)，但上文之α之計算包括頻道功率值之預定極限(例如，)。

在衰落頻道中，時變頻道功率可降落至極嚴重低位準。在此等週期(死區)中，對應經等化圖片資訊幾乎因雜訊及類似截割之其他實施方面的劣化而破壞。且，運動偵測器將很可能錯誤地偵測運動。此等死區為極討厭的且應防止出現在輸出處。在無頻道功率下限(在前一方程式之第二項之分母中展示)之情況下應用運動補償項將盲目地將死區傳遞至圖框緩衝器中且又傳遞至輸出顯示器。當如上文之具體實例中所描述計算α(例如，使用適應性濾波器)時，出現兩種狀況。在狀況1中，經估計之頻道功率大於頻道功率下限。在此狀況下，遺忘因子(例如，α)將按照α=min(h ² N R+k *d ,1)更新。在此狀況下，高運動量(第二項)將獨立於頻道(圖片)品質(由第一項提供)支配α之增加(減少平均)。在狀況2中，經估計之頻道功率小於頻道功率下限。極低之頻道功率值將停止運動補償，因為α按照α=min()得以計算(例如，使用適應性濾波器40)。

由於低頻道功率對顯示圖片之效應亦取決於運算雜訊位準(或運算SNR=1/σ _curr )，故頻道功率下限針對每一運算SNR範圍具有不同值。舉例而言，若運算SNR為30 dB，則僅極低頻道功率值將顯著地影響顯示圖片之品質，且此具體實例會將頻道下限設定(例如，經由適應性濾波器40)為極低值。另一方面，針對較低SNR(例如，約10 dB)，圖片品質針對頻道功率之緩和降落將開始嚴重地降級。繼而，在此範圍處，頻道下限需要為較高的。

為了支援較靈活運動偵測，下文描述之具體實例針對奇數場及偶數場提供不同運動增益k，此係由於針對交錯模式，兩個相繼場(例如，偶數場95及奇數場80，圖3中展示)最可能來自同一場景且因此運動很可能較低。

在先前論述中，已忽略雜訊對經量測之運動(像素差)之效應，但實際上，雜訊引入運動偵測之艱難挑戰，此係由於雜訊可為經量測之像素差d _n 之主要來源。為減少雜訊效應，本文中描述之一具體實例量測(例如，經由適應性濾波器40)具有連續n個像素之每一區塊之一個差，其中總距離d _n 為每一像素之平均值。可使用具有較多像素之區塊獲得較多雜訊減少，但隨著區塊大小增加，一些運動資訊由於內部運動(在一個區塊內部)可在無完全偵測之情況下離去而丟失。

場景改變指示器為一特殊運動狀況，其中在圖框緩衝器適應性濾波器之輸入處出現完全不同場景。若此場景與前一圖框平均(可在類似死區之嚴重頻道條件下發生)，則因此得到之顯示圖片看起來極假。為處置此等狀況，本文中描述之特定具體實例包括一場景改變指示器，其平均(例如，適應性濾波器40)針對當前圖框之所有區塊量測之距離。若圖框距離超過一可程式化臨限值，則設定一場景改變旗標，其迫使下一圖框之所有α均為1(亦即，完全替換圖框緩衝器內容)。應注意，場景改變之偵測被延遲了一個圖框，此係由於估計係遍及輸入圖框之所有區塊來進行。該一個圖框延遲不具有可覺察效應，此係由於經平均之場景在由新圖框替換之前在輸出時佔據極短時間(1/25秒或1/30秒)。

參看圖1至圖3，圖4說明根據本文之一具體實例的適應性濾波器40之方塊圖。在圖4之具體實例中，經縮放之圖框(例如，115a至115c)對應於一分量視訊信號之每一分量，且為接收圖框之經修改(例如，經降減)版本以便適合目標顯示解析度。ABS 120為一絕對函數。另外，遺忘因子130為在將兩個適應性濾波器係數(例如，適應性濾波器40)設定為α及1-α時使用的控制變數。亦在圖4中展示減法單元112、乘法單元122、加法單元142、截割單元160及遺忘因子170a至170c。如上文描述，遺忘因子170a至170c針對分量視訊信號之每一分量設定一遺忘因子。因而，遺忘因子170a至170c呈現之值愈大，輸出圖框愈不取決於先前圖框。另外，經重新定位場之貢獻150為在產生當前經定位場時使用前一圖框之百分比(如上文在圖3中描述)。

參看圖1至圖4，圖5說明根據本文之一具體實例之流程圖。在圖5之方法中，步驟200描述接收一類比信號(例如，使用接收天線10，圖1中展示)。步驟210描述將信號資料轉換成第一數位信號資料(例如，使用ADC 30)。步驟220描述提供儲存於圖框緩衝器記憶體(例如，圖框緩衝器50)之第二數位信號資料。步驟230描述計算用於第一數位信號資料之每一像素之遺忘因子(例如，使用適應性濾波器40)。然後，圖4之方法描述使用遺忘因子(例如，如在步驟230中計算)確定第一數位信號資料之第一權重及第二數位信號資料之第二權重來平均第一及第二數位信號資料(例如，使用適應性濾波器40)。本文之具體實例可實施於一類比電視應用中。

在此方法中，第一權重可按照α來計算，且第二權重可按照1-α來計算，其中α包含遺忘因子。另外，類比視訊廣播信號資料可包含一奇數類比視訊信號資料及一偶數類比視訊信號資料之至少一者。

此方法可進一步包含將奇數類比視訊信號轉換成第一數位信號資料，其中第二數位信號資料包含偶數類比視訊信號資料之一經數位化複本。另外，第一數位信號資料可包含複數個水平線；且該複數個水平線之每一者可包含複數個像素值，且該方法可進一步包含平均該複數個水平線之第一水平線及該等水平線之第二水平線以獲得一中間行。

另外，此方法可進一步包含偵測第一數位信號資料與第二數位信號資料之間的運動且在偵測到運動時自動地調整遺忘因子。此方法亦可進一步包含偵測第一數位信號資料與第二數位信號資料之間的場景改變且在偵測到場景改變時將遺忘因子自動地設定為一。此外，此方法可進一步包含使用頻道功率之估計及雜訊功率之估計調整遺忘因子。此外，此方法可進一步包含等化接收之類比視訊廣播信號。

藉由本文之具體實例提供之技術可實施於積體電路晶片(圖中未示)上。晶片設計係以圖形電腦程式設計語言產生，且儲存於電腦儲存媒體(諸如，磁碟、磁帶、實體硬碟機或諸如在儲存存取網路之虛擬硬碟機)中。若設計者不製造晶片或用以製造晶片之光微影遮罩，則設計者藉由實體構件(例如，藉由提供儲存該設計之儲存媒體之複本)或以電子方式(例如，經由網際網路)直接地或間接地將因此得到之設計傳輸至此等實體。所儲存之設計接著轉換成用於製造光微影遮罩之適當格式(例如，GDSII)，該等光微影遮罩典型地包括待形成於晶圓上的所述晶片設計之多個複本。利用該等光微影遮罩來界定待蝕刻或以其他方式處理的晶圓(及/或其上之層)的區域。

所得積體電路晶片可由製造商以原始晶圓形式(亦即，作為具有多個未封裝晶片之單一晶圓)、作為裸晶粒或以一經封裝形式散佈。在以經封裝形式散佈的狀況下，晶片安裝於單晶片封裝(諸如，塑膠載體，其具有附著至母板或其他較高階載體之引線)中或多晶片封裝(諸如，陶瓷載體，其具有表面互連或內埋互連之一者或兩者)中。在任何狀況下，晶片接著與其他晶片、離散電路元件及/或其他信號處理裝置整合作為(a)中間產品(諸如母板)或(b)最終產品之一部分。最終產品可為包括積體電路晶片之任何產品，自玩具及其他低端應用延伸至具有顯示器、鍵盤或其它輸入裝置，及中央處理器的進階電腦產品。

本文之具體實例可採用一完全硬體具體實例、一完全軟體具體實例或一包括硬體及軟體元件兩者之具體實例的形式。以軟體實施之具體實例包括(但不限於)韌體、常駐軟體、微碼等。

此外，本文之具體實例可採用可自電腦可使用或電腦可讀取媒體存取之電腦程式產品的形式，該媒體提供由電腦或任何指令執行系統使用或結合電腦或任何指令執行系統使用的程式碼。出於此描述之目的，電腦可使用或電腦可讀取媒體可為可包含、儲存、傳達、傳播或輸送用於由指令執行系統、設備或裝置或結合指令執行系統、設備或裝置使用之程式的任何設備。

該媒體可為電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統(或設備或裝置)或傳播媒體。電腦可讀取媒體之實施例包括半導體或固態記憶體、磁帶、抽取式電腦磁片、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬磁碟及光碟。光碟之當前實施例包括緊密光碟-唯讀記憶體(CD-ROM)、緊密光碟-讀取/寫入(CD-R/W)及數位影音光碟(DVD)。

適合於儲存及/或執行程式碼之資料處理系統將包括直接或經由系統匯流排間接地耦接至記憶體元件之至少一個處理器。記憶體元件可包括在程式碼之實際執行期間所使用之本機記憶體、大容量儲存器及快取記憶體，快取記憶體提供對至少某一程式碼之臨時儲存，以便減少在執行期間必須自大容量儲存器擷取程式碼的次數。

輸入/輸出(I/O)裝置(包括(但不限於)鍵盤、顯示器、指標裝置等)可直接或經由介入之I/O控制器耦接至系統。網路配接器亦可耦接至系統以使資料處理系統能夠經由介入之私用或公用網路而耦接至其他資料處理系統或遠端印表機或儲存裝置。數據機、纜線數據機及乙太網路卡僅為當前可用之網路配接器類型中的少數幾種。

在圖6中描繪用於實踐本文之具體實例的硬體環境之更一般表示。此示意圖說明根據本文之具體實例的資訊處置/電腦系統之硬體組態300。硬體組態300包含至少一個處理器或中央處理單元(CPU)310。該等CPU 310經由系統匯流排312互連至諸如隨機存取記憶體(RAM)314、唯讀記憶體(ROM)316及輸入/輸出(I/O)配接器318之各種裝置。I/O配接器318可連接至諸如磁碟單元311及磁帶機313之周邊裝置或可由系統讀取之其他程式儲存裝置。該系統可讀取該等程式儲存裝置上之本發明之指令，且遵循此等指令來執行本文之具體實例之方法。該系統進一步包括一使用者介面配接器319，該使用者介面配接器319將鍵盤315、滑鼠317、揚聲器324、麥克風322及/或諸如觸控螢幕裝置(圖中未示)之其他使用者介面裝置連接至匯流排312以收集使用者輸入。另外，通信配接器320將匯流排312連接至資料處理網路325，且顯示配接器321將匯流排312連接至顯示裝置323，舉例而言，顯示裝置323可體現為諸如監視器、印表機或傳輸機之輸出裝置。

對具體實例之前述描述將充分地揭露本文之具體實例的一般性質，以至於其他人在不脫離一般概念之情況下可藉由應用當前之知識來針對各種應用容易地修改及/或調適此等具體實例，且因此，此等調適及修改應且意欲包含在所揭示具體實例之等效物的意義及範圍內。應理解，本文所使用之片語或術語係出於達成描述而非限制之目的。因此，雖然已按照較佳具體實例描述了本文之具體實例，但熟習此項技術者將認識到在所附申請專利範圍之精神及範疇內，可在作出修改之情況下實踐本文之具體實例。。

1．．．適應性濾波器設備

10．．．接收天線

20．．．類比等化系統

30．．．類比至數位轉換器

40．．．適應性濾波器

50．．．圖框緩衝器

52．．．輸入圖框

54．．．IF乘法器

56．．．FB乘法器

58．．．加法單元

60．．．顯示器

62．．．α計算器

64．．．漏洩積分器

70．．．奇數線

75．．．奇數線

80．．．奇數場

80a~80d．．．奇數線

85．．．線

95．．．偶數場

95a~95e．．．偶數線

100．．．邊界線

112．．．減法單元

115a~115c．．．縮放之圖框

120．．．絕對函數

122．．．乘法單元

130‧‧‧遺忘因子

142‧‧‧加法單元

150‧‧‧重新定位場貢獻

160‧‧‧截割單元

170a~170c‧‧‧遺忘因子

200~240‧‧‧步驟

300‧‧‧硬體組態

310‧‧‧處理器/中央處理單元

311‧‧‧磁碟單元

312‧‧‧系統匯流排

313‧‧‧磁帶機

314‧‧‧隨機存取記憶體

315‧‧‧鍵盤

316‧‧‧唯讀記憶體

317‧‧‧滑鼠

318‧‧‧輸入/輸出配接器

319‧‧‧使用者介面配接器

320‧‧‧通信配接器

321‧‧‧顯示配接器

322‧‧‧麥克風

323‧‧‧顯示裝置

324‧‧‧揚聲器

325‧‧‧資料處理網路

圖1說明根據本文之一具體實例的適應性行動接收設備之示意圖；

圖2說明根據本文之一具體實例的漏洩積分器之方塊圖；

圖3說明根據本文之一具體實例的線組合之示意圖；

圖4說明根據本文之一具體實例的適應性濾波器設備之方塊圖；

圖5為說明根據本文之一具體實例的一較佳方法之流程圖；及

圖6為根據本文之具體實例使用的電腦架構。

112．．．減法單元

120．．．絕對函數

122．．．乘法單元

130．．．遺忘因子

140．．．運動增益(k)

142．．．加法單元

150．．．經重新定位場之貢獻

160．．．截割單元

170a~170c．．．遺忘因子

Claims (20)

1. 一種用於適應性地濾除來自一類比視訊廣播信號之雜訊之系統，該系統包含：一天線，其接收類比視訊廣播信號資料；一類比至數位轉換器，其係操作連接至該天線且將該接收之類比視訊廣播信號資料轉換成數位視訊信號資料；一圖框緩衝器記憶體，其僅儲存該數位視訊信號資料之複數個水平線，其中該複數個水平線包含一輸入圖框之複數個像素值；一指令記憶體，其儲存適應性濾波指令；及一適應性濾波器，其耦接至該記憶體及該類比至數位轉換器，其中該適應性濾波器：自該記憶體讀取該等適應性濾波器指令；執行該等適應性濾波器指令；基於頻道功率及雜訊功率之估計以計算一用於儲存於該圖框緩衝器記憶體中之該複數個像素值中之每一像素的遺忘因子；平均一輸入像素與一儲存於該圖框緩衝器記憶體中之對應像素；基於該遺忘因子濾除來自儲存於該圖框緩衝器記憶體中之該複數個像素值中之每一像素的雜訊；且針對該輸入圖框中之每一輸入像素計算一運動偵測量度，其中該運動偵測量度等於該輸入像素與緊鄰該輸入圖框之前而儲存於該圖框緩衝器記憶體中之一先前輸入圖框 中之一對應輸入像素間之一差值的一絕對值，且其中當該運動偵測量度大於零時，該輸入像素之該平均係藉由每一該輸入像素之運動量的一縮放版本按比例調整。
2. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含一耦接至該類比至數位轉換器之類比信號等化系統，其中該類比信號等化系統等化該接收之類比視訊廣播信號資料。
3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中該類比等化系統包含一自動增益控制器及一等化器之至少一者。
4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該類比等化系統包含一自動增益控制器，且該適應性濾波器對於由該等化器量測之該雜訊補償該遺忘因子。
5. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該類比等化系統包含一等化器，且該適應性濾波器對於由該等化器量測之該頻道功率補償該遺忘因子。
6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該類比視訊廣播信號資料包含一奇數類比視訊信號資料及一偶數類比視訊信號資料之至少一者。
7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該類比至數位轉換器將該奇數類比視訊信號轉換成奇數數位視訊信號資料，且該類比至數位轉換器將該偶數類比視訊信號資料轉換成數位視訊信號資料。
8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該圖框緩衝器記憶體包含一顯示圖框。
9. 如申請專利範圍第8項之系統，其進一步包含一顯示 裝置，其中該適應性濾波器平均該輸入像素與該圖框緩衝器之一對應像素，且將該平均值發送至該顯示裝置及該圖框緩衝器記憶體之該對應像素位置。
10. 如申請專利範圍第9項之系統，其中一水平輸入線在該水平輸入線對應於一奇數圖框時重新定位，其中該重新定位使用一儲存於該圖框緩衝器記憶體中之對應水平線以平均一上部及一下部輸入線。
11. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該適應性濾波器使用頻道功率之該估計及雜訊功率之該估計以調整該遺忘因子。
12. 一種適應性地濾除類比視訊廣播信號資料之雜訊之方法，該方法包含：接收該類比信號資料；將該類比視訊廣播信號資料轉換成包含複數個第一像素值之第一數位信號資料；提供儲存於一圖框緩衝器記憶體之第二數位信號資料，其中該第二數位信號資料包含複數個第二像素值；計算一用於該第一數位信號資料之每一像素之遺忘因子；使用該遺忘因子以決定一用以調整該第一數位信號資料之第一權重及一用以調整該第二數位信號資料之第二權重來平均該第一數位信號資料及該第二數位信號資料；及偵測該第一數位信號資料及該第二數位信號資料間之運動並且當偵測到運動時自動調整該遺忘因子，其中該運 動之偵測包括計算用於一輸入圖框中之每一輸入像素之一運動偵測量度，其中該運動偵測量度等於該輸入像素與緊鄰該輸入圖框之前而儲存於該圖框緩衝器記憶體中之一先前輸入圖框中之一對應輸入像素間之一差值的一絕對值，且其中當該運動偵測量度大於零時，該輸入像素之該平均係藉由每一該輸入像素之運動量的一縮放版本按比例調整。
13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該第一權重係計算為α，且該第二權重係計算為1-α，其中α包含該遺忘因子，且其中一顯示圖框係基於α與第一信號資料之乘積並進一步基於1-α與該第二數位信號資料之乘積而計算。
14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該類比視訊廣播信號資料包含一奇數類比視訊信號資料及一偶數類比視訊信號資料之至少一者。
15. 如申請專利範圍第14項之方法，其進一步包含將該奇數類比視訊信號轉換成該第一數位信號資料，其中該第二數位信號資料包含該偶數類比視訊信號資料之一經數位化之複本。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該第一數位信號資料包含複數個水平線；且該複數個水平線之每一者包含複數個像素值，且該方法進一步包含平均該複數個水平線之一第一水平線及該等水平線之一第二水平線以獲得一中間線。
17. 如申請專利範圍第12項之方法，其進一步包含偵測該第一數位信號資料與該第二數位信號資料之間的一場景改變，且在偵測到該場景改變時自動將該遺忘因子設定為一。
18. 如申請專利範圍第12項之方法，其進一步包含使用頻道功率之一估計及雜訊功率之一估計調整該遺忘因子。
19. 如申請專利範圍第12項之方法，其進一步包含等化該接收之類比視訊廣播信號。
20. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該類比視訊廣播信號係組態用於一行動接收機，包括國家電視系統委員會(NTSC)標準、相替用線(PAL)及帶記憶之順序彩色(SECAM)標準之任一者。