[发明专利]空间滤波器

说明书

本发明涉及电视系统，特别涉及电视录象和重放系统。

象VHS（“家庭视频系统”）系统之类的电视磁带录象系统历来都有这样的问题：带宽受到限制，而且所得出的图象与用例如全NTSC制重放的图象相比较时图象质量变坏。在IVHS（改进的VHS）系统中，由于在录制过程中2.5兆赫以上的信号部分的频谱折叠、且由于重放过程中相应的频谱展开（unfold），重放图象的水平带宽至少增加到全NTSC制的带宽。采用周知的帧均化技术时，再现的重放图象在静止时可以很好地重放出来，不存在由于折叠和展开所引起的人为缺陷。但图象活动时，图象就不能很好地在短时间内再现，从而产生多种人为的缺陷，例如，图象模糊和有残留的折叠所引起的斑点等。为校正活动图象的这种效应，有人采用叫做边缘自适应内插法（edge  adaptive  interpolation）的空间处理法，如美国专利申请（AML  1004号文件）中所介绍的那样，这里也将该专利申请中的内容包括进去，以供参考。但这种方法并未能如所预期的那样令人满意。

按照本发明的一个方面，本发明提供这样一种方法;在采用频谱折叠法的电视录象和重放系统中采用了空间滤波器（spatial  filter），其中，电视信号系调制到（fH/2，fV/2）的折叠载波上;该方法包括下列步骤：

将电视信号的二维图象频谱领域分离成能被通过或被衰减的第一和第二分区;

两个分区之间的界面系这样地选择，得使被通过的分区（或称：流通分区）中的每一个点在被衰减的分区（或称：衰减分区）中有一个以（fH/4，fV/4）为参考点的镜象点;

在重放之后，重现流通分区。

按照本发明的另一个方面，在录制过程中，在图象活动区中采用一个空间预滤波器（prefilter），在重放过程中，在图象活动区中采用一个优质的空间重建滤波器。

按照本发明的又另一个方面，上述预滤波器消除原始图象中出现的不希望有的对角线频率分量，这些频率分量如果不加以消除的活，会干扰在所述频谱折叠过程中折叠到原始信号中的水平频率分量。

按照本发明的又另一个方面，上述重建滤波器消除占据着对角线分区的被展开的图象的重放频谱的人为缺陷。

按照本发明的另一个方面，本发明提供这样的一种设备，该设备在其采用频谱折叠法的电视录象和重放系统中采用了空间滤波器，其中电视信号系调制到（fH/2，fV/2）的折叠载波上;该设备包括：

一个分离装置，用以将电视信号的二维图象频谱领域分离成能使信号通过或衰减的第一和第二分区;

两个分区之间的界面系选择得使流通分区中的每一个点在衰减分区中有一个以（fH/4，fH/4）为参考点的镜象点;和

一个重建装置，用以在重放之后重建流通分区。

图1a、1b、1c和1d示出了分离频分区在二维图象频谱领域的表示方式中的各种结构形式。

图2a、2b和2c示出了频谱图，它们有助于对本发明的理解。

图3a、3b和4a、4b示出了本发明和各种信号处理装置。

按照本发明，二维图象频谱在录制过程中是经过对称地清理的。因此，图1a示出了二维图象的频谱领域。在此表示方式中，垂直轴线表示垂直频率，水平轴线表示瞬时频率。本发明的技术内容部分采用这种表示方式非常方便。参看例如本发明人Christopher  H.Strolle题为“用于改进的NTSC色度/亮度分离的协同处理方法”的文章，该文章发表于1986年8月的SMPTE  Journal第782-789页上，这里也将该文章包括进来，以供参考。该领域被分离成能令信号通过或衰减的第一和第二分区，两分区之间的界面的选择，使得流通分区中的每一个点在衰减分区中有一个以（fH/4，fV/4）为参考点的镜象点。在上述折叠过程中，若信号调制到（fH/2，fV/2）的折叠载波上，则不会有重叠现象。这样，即使将录制和重放限制到fH/4之后，流通区也能妥善地重建，完全消除了被混淆的衰减分区。

图1b、1c和1d分别示出了在按比例分派流通分区和衰减分区时可能出现的各种方式。具体结构形式的选择，除在某种程度上取决于人的视觉在心理上和物理上的灵敏度外，还以实施本发明的简单性和经济性为前提。

按照本发明的一个最佳实施例，在录制过程中在图象活动区中采用一个优质的空间预滤波器，在重放过程中在图象活动区中采用一个优质的重建滤波器。预滤波器的作用是消除原图象中出现的不希望有的对角线频率分量，这些频率分量如果不加以消除的活，会干扰在上述频谱折叠过程中折叠到原始信号的水平频率分量中。