[发明专利]自适应多标准视频梳状滤波器

说明书

本发明涉及用以处理视频信号的梳状滤波器。

众所周知，在视频信号处理中使用梳状滤波器特别有利于从全电视信号中分离亮度和色度分量，其原因就是分离出的亮度分量具有全带宽，例如对NTSC制信号为4.2MHz，而且交叉分量基本上可从分离出的亮度和色度两分量中消除。对于NTSC制视频信号，典型的帧内梳状滤波器包括用以将那些“在时间上移位一奇整数的水平周期的”信号进行组合的电路。由于色度副载波的相位逐行改变整180°，因此对那些移位一个行间隔的NTSC制视频信号进行加法性组合就会产生一个信号，在该信号内两行中的亮度分量在结构上相结合，而色度分量被抵销掉。反之，如果这些信号减法性组合，则亮度分量被抵销而两行的色度分量在结构上相结合。尽管亮度分量的垂直分辨率受到损害，但它还是可以接受的。

而PAL制信号的副载波每隔一个水平行周期呈现180°相位变化，因而，典型的帧内PAL制梳状滤波器对那些在时间上移位两个水平行间隔的视频信号进行组合。PAL制梳状滤波器的功能与NTSC制梳状滤波器的功能基本相同，但是由于被组合的信号在空间上移位两行，因此PAL制亮度分量的垂直分辨率明显地受损害而趋于不可接受。

Yoshimitsu Nakaiima等人在题为“Improvement of Picture Quality for NTSC and PAL Systems by Digital Signal Processing”(IEEE Transactions on Consumer Electronics”，Vol.CE-31，No.4，4，Nov.1989，PP.642-654)的文章中描述了自适应梳状滤波器，该滤波器对三个连续行视频信号的取样值进行组合。在这个系统内，NTSC制的实施例对那些在垂直方向上对齐的取样值进行组合，这与上文所述的典型的NTSC制和PAL制梳状滤波器相似。而PAL制的实施例对那些来自相邻行的在对角线方向上对齐的取样值进行组合。这倾向于保持亮度分量的垂直分辨率而降低对视频信号延迟的存储要求，但这往往对含有垂直行的图象有不利的影响。

简单的梳状滤波器往往在复合信号“行到行”存在差别的情况下在已分离的亮度和色度信号中引入交叉分量。然而，众所周知，这种交叉分量用自适应梳状滤波器处理就可以显著减少。

自适应梳状滤波器的实例在McNeely等人的美国专利4,786,963和Stratton的美国专利4,803,547中可以看到。在自适应系统中，提供来自多个相邻行的信号，将这些信号相互比较以确定那些信号在经过组合以提供梳状滤波器输出时会产生最符合需要的信号。

为了在制造视频信号处理元件时节省尺寸(缩减体积)，生产可应用于例如NTSC制和PAL制信号系统的多标准的处理元件是很有利的。为了这个目的，需要有多标准的梳状滤波器。ShinichiNakagawa等人在美国专利4,727,415中描述了一种自适应多标准梳状滤波器系统。在该系统中，对于NTSC方式，该梳状滤波器自适应地将来自相邻行的视频信号的复合视频取样值进行组合以产生分离的亮度和色度分量。在PAL方式时，该梳状滤波器自适应地将移位两个水平行的复合视频取样值进行组合以产生分离的亮度和色度分量，这样，在PAL方式时存在着垂直分辨率的损失。

本文基于如下认识，即希望提供一种这样的自适应多标准梳状滤波器，该滤波器对于使用该系统的所有信号标准提供梳状滤波信号，既不带有不希望的产物，而且基本上不损失垂直分辨率。

按照本发明，提供一种梳状滤波器至少用以在第一方式下对NTSC制式信号和在第二方式下对PAL制式信号进行梳状滤波器。该梳状滤波器包括用以同时提供内含来自三个被分别指定为T(上)、M(中)和B(下)的相邻水平行信号在内的多个视频信号的电路。在第一方式下，“组合与控制”电路响应来自T、M和B行的信号的幅度、有选择性地将来自T和B行的信号从第一极性的意义上说与来自M行的信号相组合以提供一个梳状滤波器信号。在第二方式下，该“组合与控制”电路响应来自T、M和B行的信号的相对幅度，提供一个梳状滤波信号。该信号在上述第一极性意义上、也在第二极性意义上代表来自M行的信号与来自T和B行的信号已组合。

图1和图2分别示出NTSC制式和PAL制式信号而言来自三个水平视频行部分的视频取样的图形示意图；

图3和图4示出体现本发明的、可供选择的多标准自适应梳状滤波器的方框图；

图4A示出可被包括在图4电路中用来按比例提供替代的亮度信号的电路方框图；