M3 04166 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於一種梳形濾波器，特別是關於應用於HSV訊號 領域之4D可調變式梳形濾波器。 【先前技術】
梳形濾波器（Comb Filter)是一個應用於視訊解碼器(video Decoder)中用以做為灰階(Luma)與色彩(Chroma)訊號分離(丫/C 分離)之技術。其效果為加強畫面景深與清晰度。 一個典型的視訊解碼器1如圖一所示，主要包括同步迴路 11 (Synchronization Loop)，灰階解碼器 12(Luma Decoder)和色彩 解碼器13(Chroma Decoder)。其中同步迴路11用以找出載波調 整區域(Burst gate period)與視訊訊號區域(Video Active period)之 範圍。灰階解碼器12主要是以一個帶通濾波器i21(Band Trap filter)用以過滤載波頻道(Sub-carrier Frequency)之訊號以產生純 粹灰階訊號丫。色彩解碼器13包含載波相位之測量與補償 (Sub-carrier phase error estimation & compensation)，載波產生 器(Sub-carrier Generation)與低通濾波器（Low pass Filter)以產生 純粹色彩訊號並解出色差訊號Cb & Cr。這種架構主要是假設灰階 訊號不會出現於載波頻道中而將以過濾。但是實際上灰階訊號會 出現於載波頻道中，而且載波頻道中之灰階訊號會嚴重影響晝面 景深與清晰度。同時若是將載波頻道中之灰階解出成色彩訊號 (Cross Color)將會產生色彩閃爍現象。要消除這種現象就必須使 M304166 - 用梳形濾波器。 2D梳形濾波僅單純將單一頁框中的顏色和亮度分離，而沁 梳雜波則是在顏色以及亮度之外，另外多加了時間線的處理， 可比較前後不同時間的頁框，準確的侧出該分離的訊號，以獲 得更乾淨清晰的影像效果。 目則已lx表之3D梳形濾波器有二類：前級處理3D梳形遽波 器與後級處理3D梳形濾、波器，其結構圖如圖二所示。前級處理梳 ⑩ 碱波器輸入訊號為複合（C〇mpoSite)訊號，後級處理梳形渡波 器輸人訊縣YCbC「。其原理為將視訊訊號(CQmpQsite。「丫CbCr) 通過-個延遲單元21，不論水平線延遲_ delay)或是晝面延遲 (frame delay)，使其達到延遲前後載波訊號(Sub_carrier)有度 相位差(Phase different)，並送至三次元判斷單元22，該三次元判 斷單元22依照該延遲訊號進行類型判斷，並將經判斷後的指令下 達至二次兀處理單兀23，三次元處理單元23則依據該指令將延 鲁 遲前與延遲後的訊號由三次元處理單元23使用水平線延遲(|jne delay)或是晝面延遲(frame de|ay)，該判斷主要取決於畫面變動大 小，期望得到經過一個延遲相位後相對位置灰階與色差訊號(丫， Cb ’ Cr)相差很小。針對靜態畫面(幼丨丨jmage)使用晝面延遲(frarne delay)會得到較好的效果；針對動態畫面(m〇ti〇n image)使用水平 線延遲(line delay)會得到較好的效果。將延遲前後之視訊訊號相減 (Subtract)後即可以得到純粹色彩訊號(c 〇rcbCr)。將延遲前後之 視訊訊號相加(Add)即可得到純粹灰階訊號(丫）。上述3D判斷以及 M3 04166 處理流程如圖三所示。 此二類型3D梳形濾波器都是藉由判斷晝面變動大小來決定 處理方式。但是因為色彩訊號產生色彩閃爍現象會影響畫面變動 大小的判斷，其誤判導致灰階(Luma)與色彩(Chroma)訊號分離 (Y/C分離)不完全。而且若畫面並非移動而為晝面變形，3D梳形 遽波器也無法處理。 【新型内容】 _ 本創作之目的係在於提升畫面品質，以一 4D演算法準確的還 原色度與彩度，將先以一延遲電路先於HSV訊號領域(HSV signal domain)預先處理’故可以先判斷是否有串色（Cross Color)產生， 將其除去並補償之。HSV訊號領域代表色彩學中色相(Hue)、彩度 (Saturate)與明度(Value)。利用分析色相Η訊號變動頻率大小可以 有效得知是否有串色（Cross Color)產生或是晝面變形，將其除 去並補償V訊號與S訊號則可以還原晝面，解決以往3D梳形濾 | 波技術之誤判。 本創作『4D可調變式梳形濾波器』之晝面訊號處理流程係透 過四次元訊號處理電路，該電路主要係在判斷晝面色相(Hue)訊號 變動頻率大小(Frequency Domain)以決定是否以使用4D處理。若 色相(Hue)訊號變動頻率大，則降低色相訊號頻率並補償明度 (Value)訊號與彩度(Saturate)訊號。否則判斷晝面是否為靜止 (Time Domain)以決定是否以使用3D處理。若為靜態晝面則使用 晝面延遲訊號做處理。若為移動晝面則判斷晝面之紋路是否為線 M3 04166 條以決定是否以使用2D處理。若是線條晝面則使用水平線延遲訊 號做處理。此外則使用1D處理。 而該四次元（4D)訊號處理電路包括有：延遲單元(De丨ay Unit)、四次元判斷單元（Decisiori unit)以及四次元處理單元 (Process Unit) ’該輸入之HSV訊號經過延遲單元將延遲前與延遲 後之視訊訊號輸入四次元判斷單元(Decjsjon unit)以決定四次元 處理單元(Process Unit)的處理方式。經過此可調變式梳形濾波器 • 偵測晝面特性自動調整架構即可得到最佳效果解得期望之正確灰 階與色差訊號。 【實施方式】 以下將配合圖式說明本創作的實施例，下述所列舉的實施例 係用以闡明本創作’並非用以限定本創作之範圍，任何熟習此技 藝者’當可做些許更動與潤錦，因此本創作之保護範圍當視後附 之申請專利範圍所界定者為準。 • 請參閱圖四所示為本創作4〇可調變式梳形渡波器形成之基 本架構圖，包括由-延遲單元31、可接收該延遲單元輸出訊號之 四次元⑷）判斷單元32、可魏延遲前與延遲後訊號之四次元 (4D)處理單元33所構成，、_此，料梳縣波關測晝面 特性自動調整架構，即可得到最佳效果解得期望之正確灰階與色 差訊號。 在HSV衡虎輸入延遲單元後，會得到一經延遲後的訊 號（譬如減18G度她差）並送至四:欠元判斷單元 32，該四次 M3 04166 元判斷單元32即依照該延遲訊號進行類型判斷，並將經判斷後的 指令下達至四次元處理單元33，四次元處理單元33則依據該指 令將延遲前與延遲後的訊號由四次元處理單元33之加法器為進行 相加或是相減運算，最後輸出欲得之HSV訊號，此為本創作基礎 的處理模式，細節部份容後段詳述。 如段所提到的四次元判斷單元32將進行類型的判斷，主要係 在於對輸入訊號在不同的判斷狀態依據下進行類型判斷，譬如·· 使用頻率(Frequency Domain)、時間(Time Domain)與空間(Space
Domain)中垂直(丫 Domain)與水平(χ北⑺^⑴訊號來判斷處理方 式，故稱為4D處理。 以下圖五將說明本創作之判斷以及處理流程。該畫面訊號處 理流程係透過四次元判斷單元32及四次元處理單元33，主要增 加在判_晝面色相（Hue)訊號變動頻率大小（FreqUenCy Domain)以決定是否以使用4〇處理的程序。 該四次元判斷單元32中具備有一訊號頻率偵測單元321、 -訊就時間债測單元322、-訊號空間偵測單元323所組成，該 訊遽頻率偵測單元321係在判斷視訊訊號之色相(Hue)訊號變動 頻率’若色相(Hue)訊號變動頻率大，則進行處理降低色相訊號 頻率並補領明度(Value)訊號與彩度(Saturate)訊號。否則判斷畫 面疋否為靜止(Time D〇main)以決定是否以使用3D處理。該訊號 時間偵测單元322即用以判斷該視訊訊號之時間領域變化值的 3D處理’若為靜態畫面（stHI image)則使用晝面延遲(field delay) M3 04166 釩號做處理。若為移動晝面（m〇tj〇n jmage)則判斷晝面之紋路 是否為線條以決定是否以使用2D處理。該訊號空間偵測單元323 即用以判斷該視訊訊號之紋路變化的2D處理，若為線條晝面則 使用水平線延遲（horizontal line delay)訊號做處理。此外則使 用1D晝素延遲之方式處理。 因3D梳形濾波器之運算處理已為習知通用，故細節不再贅 述。在此僅針對色相(Hue)訊號變動頻率之4D處理部份加以說 • 明。 【圖式簡單說明】 圖一為典型的視訊解碼器之電路結構； 圖二為習知3D梳形濾波器之電路方塊圖； 圖二為習知3D梳形濾波器之處理判斷流程； 圖四為本創作之4D可調變式梳形濾波器之架構圖；及 圖五為該4D可調變式梳形濾波器之處理判斷流程。 癱 【主要元件符號說明】 1 視訊解碼器 11 同步迴路 12 灰階解碼器 121 帶通濾、波器 13 色彩解碼器 21 延遲單元 22 三次元判斷單元 23 三次元處理單元 31 延遲單元 32 四次元判斷單元 33 四次元處理單元 321 訊號頻率偵測單元 322 訊號時間偵測單元 323 訊號空間偵測單元