[发明专利]具有双重滤波功能的隔行/逐行扫描变换器及其方法

说明书

本发明涉及将电视信号扫描方法从隔行扫描方法变成逐行扫描方法的扫描变换器以及变换方法，更具体地说，本发明涉及隔行/逐行扫描变换器，它通过采用中间滤波的双重滤波功能，改善了消除噪声的效果并防止了画面质量的下降，以及其变换方法。

一般来说，在诸如用于电视机、传真机或医疗设备的信号处理器中，将基于隔行扫描方法得到的图象信号变成逐行扫描的信号，以便改善由于隔行扫描而使得质量略有下降的画面。

在电视信号的情况下，为了有效地利用传输频带和电视接收机的物理特性，采用了隔行扫描的方法，它引起了画面质量下降的现象，如行间闪烁或行抖动。此外，在追求使用大尺寸、高质量的电视荧光屏的情况下，随着这种画面质量下降现象的出现，在荧光屏上会显露出扫描线。

为了减小由于上述隔行扫描引起的画面质量的下降，电视信号的扫描方法被转变成逐行扫描方法。

在早些时候，隔行/逐行扫描变换器采用在水平和垂直空间平面上处理信号的方法。然而，根据最近对高质量电视画面的追求和与之相关的降低存储器费用的愿望，为了得到高质量画面的电视，普遍采用了运动自适应信号处理方法。

然而，如图1所示，隔行/逐行扫描变换器通过采用垂直中间线性内插法进行变换，它将输入到1H延时器11的隔行扫描信号延时，并将经延时的信号送至选择器14的一个输入端。加法器12将输入的隔行扫描信号与经1H延时的信号相加，并将得到的信号经二分频电路13送至选择器14的另一个输入端。然后，选择器14以两倍于隔行扫描的速率交替地选择经1H延时的信号或被二分频的信号，从而输出一个逐行扫描的信号。

然而，图1所示的隔行/逐行扫描变换器可能使显示的图象模糊。    

隔行/逐行扫描变换器通过采用运动自适应信号处理的三维内插法进行变换，它改善了非运动区域的分辨率，但不能防止阶梯边缘，这种现象造成了画面轮廓变差。这时，必须安装一个单独的运动检测器，由于必须要用一个场存储器，所以硬件变得复杂了，相应地增加了成本。

同时，在传输一个图象信号或一个从记录的图象信号再现的信号的情况下，由于在给定信道中脉冲噪声和高斯噪声混合在一起，所以画面质量下降了。在这种情况下，当利用运动检测进行运动自适应信号处理时，由于得到了模拟校正(它可以表示为当前帧与前一帧之间的幅度差)并计算了运动的程度，所以在检测期间包括噪声信号的画面将出现异常。另外，虽然进行了隔行/逐行扫描变换，但是由于存在噪声，所以画面质量还是不好。

这里，图象信号的脉冲噪声是由FM卫星广播信号的低信噪比或电视接收机中的电磁干扰产生的。

为了解决上述问题，提出了隔行/逐行扫描变换方法，其中采用了没有运动检测功能、但有噪声有效防止功能的中间滤波器。

采用中间滤波器的隔行/逐行扫描变换方法在Licia Capodifer-ro的题为“采用中间滤波器进行隔行/逐行变换”一文中得到了公开，该论文见第三届国际高清晰度电视专题讨论会(意大利Tori-no，1989年9月)会刊。这里，中间滤波器取相邻数据的中间值，从而使这种转换器的硬件设置得到了简化。

然而，采用中间滤波器进行隔行/逐行扫描变换的方法导致了阶梯边缘现象，这一现象比采用运动自适应信号处理的方法时还要明显。此外，如果噪声在信道中混合，由于噪声分量的象素被用来内插，因此信噪比要比采用线性内插的隔行/逐行扫描变换方法时低。

为了克服这些缺点，可以将一个有限脉冲响应(FIR)滤波器与中间滤波器一同使用，以进行隔行/逐行变换。FIR滤波器在消除高斯噪声方面是有效的，但在消除脉冲噪声方面无效。相反，中间滤波器在消除脉冲噪声方面是有效的，但在消除高斯噪声方面无效。因此如图2所示，已经提出了将中间滤波器和FIR滤波器结合起来的双重滤波方法。

图2所示的双重滤波方法在I.R.Rabiner，M.R.Sambur和C.E.Schmidt的题为“用于语言处理的非线性滤波规则”一文中得到了公开，该论文见IEEE Trans.on ASSP第23卷(1975年12月)第552至557页。