[发明专利]一种自适应色度梳状滤波的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频信号处理，特别是涉及一种自适应色度梳状滤波的方法及装置。

背景技术

复合视频信号（CVBS）是将色度分量信号（U和V）进行正交幅度调制，然后叠加上亮度信号（Y）及行场同步信号、色同步信号，可由以下公式表示：

CVBS=Y+U·sinwt±V·coswt+timing；

色度信号和高频亮度信号占用频谱的相同部分，在解码过程中必须进行亮度和色度信号分离，梳状滤波是亮色分离的最有效的方法，是衡量解码图像效果的重要标志。梳状滤波的基本原理是基于各行之间的相位关系，若垂直方向上亮度Y和色度C都相同，将具有反向（180°）相位关系的两行相加得到亮度2Y，相减得到色度2C。

复合视频信号的制式有三种：PAL（Phase Alternative Line）、NTSC（National Television Systems Committee）、SECAM（Sequential Color With Memory），其中PAL制式V分量的相位逐行倒相，相邻行相差283.7156个载波周期，相位差约为270°，NTSC制相邻行相差227.5个载波周期，相位差为180°。

传统的自适应梳状滤波基于相邻行色度分量的相关性，对具有相关性的相邻行进行加权平均运算，若无相关性则直接输出。这种算法虽然简单，却存在很大的缺陷。亮度串扰在图像中普遍存在，特别是图像中亮度高频区域，如图3所示，图像本身的色差信号为零，且文字等高频亮度区域细节清楚、纹理清晰，但亮度串扰引起的错误颜色五彩缤纷，由此分离得到的高频亮度纹理模糊，文字区域很难准确识别，传统的算法并不能识别和去除亮度串扰，亮度和色度分离的效果差，严重影响解码图像质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应色度梳状滤波的方法及装置，它能准确识别亮度串扰区域，自适应的选取相应的滤波方式，去除色度信号中的亮度串扰，亮度和色度分离的效果好，且滤波方式具有兼容性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自适应色度梳状滤波的装置，它包括载波恢复及色度解调单元、行缓存单元、垂直相关性检测单元、亮度串扰检测单元、自适应控制单元、滤波计算单元和选择器，载波恢复及色度解调单元接收复合视频信号，载波恢复及色度解调单元的信号输出端与行缓存单元的信号输入端相连，行缓存单元的输出端分别与垂直相关性检测单元、亮度串扰检测单元及滤波计算单元相连，垂直相关性检测单元和亮度串扰检测单元的输出端分别与自适应控制单元的输入端相连，垂直相关性检测单元的另一路输出还连接亮度串扰检测单元，自适应控制单元的控制信号输出端与选择器的控制信号输入端相连，滤波计算单元通过选择器输出色差信号。

所述的载波恢复及色度解调单元用于产生与色同步信号同频同相的本地载波信号，并对输入复合视频信号进行直接解调和低通滤波，实现亮度和色度的初步分离；所述的行缓存单元用于缓存色度分量信号；所述的垂直相关性检测单元用于对输入色度分量信号垂直方向的像素点进行相关性程度检测，相关性程度包括强相关、弱相关和不相关三种方式；所述的亮度串扰检测单元用于产生亮度串扰的条件，并判断当前的色度信号是否有亮度串扰成分；所述的自适应控制单元根据垂直相关性检测单元输出的相关性程度判定值和亮度串扰检测单元输出的亮度串扰条件，自适应的选择色度信号滤波方式；所述的滤波计算单元内部设有多种垂直方向的色度滤波运算；所述的选择器根据自适应控制单元的输出，选择滤波计算单元中相应的滤波方式并输出色差信号。

一种自适应色度梳状滤波的方法，它包括如下步骤:

S1:载波恢复及色度解调单元接收复合视频信号，产生与复合视频信号的色同步信号同频同相的本地载波信号，并对接收信号进行直接解调和低通滤波，输出包含亮度串扰的色度分量信号；

S2：行缓存单元对载波恢复及色度解调单元输出的色度分量信号进行缓存；

S3：垂直相关性检测单元对输入色度分量信号垂直方向的像素点进行相关性程度检测，产生相应的垂直相关性判定值；

S4：亮度串扰检测单元产生亮度串扰条件，并检测当前色度分布是否有亮度串扰成分；

S5：自适应控制单元根据垂直相关性检测单元输出的相关性程度判定值及亮度串扰检测单元输出的亮度串扰条件，自适应地选择色度信号滤波方式，去除亮度串扰；

S6：选择器根据自适应控制单元的输出，选择滤波计算单元中相应的色度分量信号滤波方式并输出色差信号。

所述垂直相关性检测单元的检测方法为：