[发明专利]信号峰化

说明书

发明的背景

本发明一般涉及视频信号处理，更具体地涉及峰化信号(特别是编码数字视频信号)的改进方法。

通常在显示输出视频信号之前对此信号进行峰化(信号增强)，以增强高频边缘从而增加显示图像的锐度。常规的视频信号一般由亮度与色彩分量构成。亮度信号(或信号的分量)时常表示为Y信号或信号分量，而色度信号(或信号的分量)时常表示为P信号或信号分量。视频信号一般包含垂直、水平、交叉与时间的细节(detail)。虽然有可能在任何一个方向(例如，垂直或水平方向)中应用峰化，但这样的信号增强一般只在水平方向中执行。

常规的峰化系统通常采用诸如高通滤波器的滤波器来选择信号的高频部分。一般的电视锐度控制对亮度信号进行水平滤波。然后将高通滤波器的输出加到源视频信号上。如果该源视频信号包含高频分量，则这些分量将从高通滤波器中输出并且可以根据所需的峰化量进行幅度调节，并且在这些分量返回加到该源视频信号上时，该源视频信号的该高频分量的幅度将得以提升(增加)。此净效果是通过增加对应于显示图像的边缘的信号的斜率来“峰化”或“锐化”此图像的。因此，该显示图像在蜂化之后看上去将更清晰或更清楚。也可以应用逆处理来减少高频分量并且实际上“柔和”此图像。

图像信号通常进行数字编码以便传输并随后进行解码以便显示。例如，运动图象专家组是设置用于以数字形式压缩和存储视频、音频与动画的标准(MPEG标准)的ISO组织。MPEG-1是用于诸如CD-ROM视频CD等等的低密度存储介质的标准音频与视频编码格式。MPEG-2是用于广播视频的标准编码格式。在MPEG中，该压缩方法包含I帧或内部帧。一个帧是指一幅完整的TV图像，它能由多个场组成，诸如奇数编号行的场和偶数编号行的场。I帧是MPEG标准中与其他视频帧无关的内部编码的视频帧。以规则间隔重复I帧以刷新该编码序列。在任意两个I帧之间的是P帧(预测帧)和B帧(双向预测帧)。P和B帧只包含I帧之间的信息或变化。I帧及其P与B帧称为GOP(图像组)。

MPEG压缩方法是有损压缩方法。在色彩图像进行编码、解码和进行数字后处理时，该显示能导出不可传输的特征。例如，当图像的一部分具有饱和色彩时，在采用常规滤波器峰化此图像时此图像的那个部分可能经历噪声的显著增强。这对于眼睛最为敏感的图像的兰色部分尤其如此。因而，在锐化边缘时，常规的蜂化系统和/或滤波器对趋于缺乏色彩细节的区域可能增加令人不愉快的噪声。

视频信号一般包括某一类型的噪声分量。此噪声可能出现在实际的视频信号中。诸如编码器、解码器、发射机、模拟数字变换器(ADC)、数字模拟变换器(DAC)等等的处理电路也能引入噪声。因为噪声的频率时常通过高通滤波器，所以利用常规的峰化滤波器可能放大此信号的噪声包络。视频信号的一部分可能预定是平坦的(即，不包含细节)。在出现在预定显示均匀单色区域的视频信号的部分中时在信号的这样一部分中增加噪声包络在主观上尤其令人注意并令人烦恼。

已经建议各种方法来改善常规的视频峰化系统。例如，美国专利No.4466016公开了电视信号滤波系统和用于分隔电视亮度与色度信号以便后续视频信号处理的系统。美国专利No.5416532描述了用于与亮度/色度分隔器一起使用的自适应视频峰化电路和系统。这些参考文献描述用于分析九像素阵列、应用不同的滤波器和构造地组合水平与垂直峰化信号的电路和系统。在US 5124794、US 5161015、US 4597011、4635119、5012329和WO 89/11196中公开了各种其他的峰化与噪声核化方案。将所有这些文献的内容引入在此作为参考。相信这些方案例如由于只可应用于模拟信号并且不可应用于数字信号、而不令人满意，或可应用于根据MPEG或ATSC标准的信号或不令人满意地在图像的不希望位置中增加噪声而不完全令人满意。

因此，希望提供用于峰化视频信号并克服现有技术缺陷的改进方法与系统。

发明概述