專利名稱：一種基于色度樣本對稱性判斷的yc分離方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻圖像處理與顯示技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將復(fù)合視頻信號分離成 亮度信號和色度信號的YC分離技術(shù)。
背景技術(shù)：
復(fù)合視頻信號(CVBS)由亮度信號(Luminance，也稱為Y分量，亮度分量)和色度 信號(Chrominance，也稱為C分量，色度分量)構(gòu)成。而色度信號由兩個表示顏色信息的信 號(分別記為U和V)合成。編碼器通常通過將亮度信號和色度信號簡單地疊加在一起構(gòu)成CVBS信號，這樣 色度信號和高頻亮度信號就會占用頻譜的相同部分，使得在解碼器中分離它們時存在困 難。解碼時，一些亮度信息的高頻部分有可能被作為色度信息解碼(稱之為串色)，一些色 度信息有可能會停留在亮度信號中(稱之為串亮度)，而這些都會影響圖像質(zhì)量。所以，對 Y信號和C信號進行分離的YC分離技術(shù)在視頻處理領(lǐng)域是非常重要的。作為YC分離技術(shù)，已經(jīng)存在簡單YC分離、2D梳狀濾波、3D梳狀濾波技術(shù)等， 參見《視頻技術(shù)手冊(第五版)(VideoDemystified(Fifth Edition))》，著作者[美] Keith Jack，譯作者楊征，田尊華，張杰良，陳虎人民郵電出版社，2009年8月第一版， ISBN978-7-115-21020-3-TN 的第 314-322 頁。簡單YC分離技術(shù)的垂直色度解析度沒有損失，但是沒有采用任何串色抑制，容易 串色。2D梳狀濾波(也稱為場內(nèi)梳狀濾波)技術(shù)有很多變形，但是各有優(yōu)缺點，例如傳統(tǒng) 的梳狀濾波器只對垂直對齊的樣本進行處理，所以傳統(tǒng)的梳狀濾波器在對角線和垂直色彩 變化方面仍然有問題。3D梳狀濾波(也稱為場間梳狀濾波)，尤其是3D運動自適應(yīng)梳狀濾波器可以達到 很好的YC分離效果，但是要存儲2場(NTSC制)或者4場(PAL制)的CVBS采樣點數(shù)據(jù)， 硬件成本太高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有復(fù)合視頻信號YC分離方法的不能兼顧分離效果和成本的不足，本 發(fā)明提供一種降低成本的同時保證良好的分離效果的基于色度樣本對稱性判斷的YC分離 方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法，所述YC分離方法包括以下步驟1)、對復(fù)合視頻信號進行4fs。采樣，選擇具有行間對應(yīng)的采樣點的相位差為180° 的行間數(shù)據(jù)；2)、對N行行間數(shù)據(jù)采用簡單YC分離技術(shù)將復(fù)合視頻信號初步分離為初步亮度信 號和初步色度信號；
3)、將所述初步亮度信號和初步色度信號作為色度樣本，組成MXK色度樣本矩 陣，其中M = N/2+1, N為偶數(shù)，且N彡4，則M為奇數(shù)，且M彡3，K彡M，且K為奇數(shù)；對其中的H個樣本對進行對稱性分析，其中，H = ((M+l)/2) X ((K-I)/2) ；MXK色 度樣本矩陣的對角線的交點為中心樣本點，相鄰的樣本點之間的相位差90° ；一個樣本對包括三個樣本點，其中一個是中心樣本點，其他兩個樣本點滿足以下 條件①和中心樣本點在同一直線上；②以中心樣本點為對稱的；③和中心樣本點的相 位差為180° ；在所述其他兩個樣本點中，在中心樣本點左側(cè)或者上側(cè)的，稱為該樣本對的上樣 本點，記為Ct ；在中心樣本點右側(cè)或者下側(cè)的，稱為該樣本對的下樣本點，記為Cb ；所述中 心樣本點，記為Cm;設(shè)定樣本對的對稱性分為四種情形全對稱，上半對稱，下半對稱，不對稱，對稱性 的等級從高到底依次為全對稱、上半對稱、下半對稱、不對稱，其中上半對稱和下半對稱的 等級相等；依據(jù)相位差是否為180°，對H個樣本對的對稱性等級進行排序，并根據(jù)幅值差的 大小，輸出對稱性最好的樣本對；4)、將對稱性最好的樣本對輸入3行2D梳狀濾波器，得到最終色度C ；5)、復(fù)合視頻信號采樣點數(shù)據(jù)減去最終色度C，得到亮度分量Y。進一步，在所述步驟3)中，根據(jù)H個樣本對的三個樣本點的采樣值，記為Gl {Ctl，
Cm, Cbl}，G2{Ct2, Cm, Cb2}，......, Gj {Ctj, Cm, Cbj}，......，GH{CtH, Cm, CbH}，其中 j 為
自然數(shù)，1 < j < H，由于0的符號既不是正也不是負(fù)，所以要將0單獨處理，判斷樣本對對 稱性判斷的流程(3. 1)如果Cm不為0，Ctj = Cbj = 0，則Gj組樣本對全對稱；(3. 2)如果Cm不為0，Ct j = 0，Cb j不為0，且Cm和Cbj異號，則Gj組樣本對下半
對稱；(3. 3)如果Cm不為0，Ct j = 0，Cb j不為0，且Cm和Cbj同號，貝丨J Gj組樣本對不對 稱；(3. 4)如果Cm不為0，Ct j不為0，Cb j = 0，且Cm和Ctj同號，貝丨J Gj組樣本對不對 稱；(3. 5)如果Cm不為0，Ct j不為0，Cb j = 0，且Cm和Ctj異號，則Gj組樣本對上半
對稱；(3. 6)如果Cm不為0，Ctj和Cbj都不為0，且Cm和Ctj異號，Cm和Cbj異號，則
Gj組樣本對全對稱；(3. 7)如果Cm不為0，Ctj和Cbj都不為0，且Cm和Ctj異號，Cm和Cbj同號，則
Gj組樣本對上半對稱；(3. 8)如果Cm不為0，Ctj和Cbj都不為0，且Cm和Ctj同號，Cm和Cbj異號，則
Gj組樣本對下半對稱；(3. 9)如果Cm不為0，Ctj和Cbj都不為0，且Cm和Ctj同號，Cm和Cbj同號，則 Gj組樣本對不對稱；
(3. 10)如果Cm = 0，Ct j和Cbj都不為0，且Ctj和Cbj異號，則Gj組樣本對不對 稱；(3. 11)如果Cm = 0，Ct j和Cbj都不為0，且Ctj和Cbj同號，則Gj組樣本對全對 稱；(3. 12)如果Cm = 0，Ct j和Cbj都不為0，且Ct j = 0或者Cbj = 0，則Gj組樣本
對全對稱；上述的異號是指兩個數(shù)同為整數(shù)或者同為負(fù)數(shù)，異號是指兩個數(shù)一正一負(fù)；從j =1開始，到j(luò) = H結(jié)束，如此循環(huán)，完成H組樣本對的對稱性判斷；依照對稱性等級和幅值差的大小，挑選對稱性最好的樣本對的過程為a.如果H組樣本對中，既沒有全對稱的，也沒有上半對稱的和下半對稱的，所有的 樣本對都是不對稱的，就選中第一組樣本對；b.如果H組樣本對中，有且只有一組樣本對是全對稱，則選中該組樣本對；c.如果H組樣本對中，有多于一組的樣本對是全對稱，則選中該組除中心樣本點 外其余兩個樣本點之差的絕對值最小的樣本對；d.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，只有上半對稱的樣本對，則在所有上 對稱的樣本對中，選中上樣本點的絕對值最小的樣本對；e.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，只有下半對稱的樣本對，則在所有下 對稱的樣本對中，選中下樣本點的絕對值最小的樣本對；f.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，即有上半對稱的樣本對，也有下半對 稱的樣本對，則在所有上對稱的樣本對中，找出上樣本點的絕對值最小的樣本對Gx，在所有 下對稱的樣本對中，選中下樣本點的絕對值最小的樣本對Gy，如果Gx的Ct的絕對值小于 Gy的Cb的絕對值，則最終選中Gx樣本對；如果Gx的Ct的絕對值不小于Gy的Cb的絕對 值，則最終選中Gy樣本對。再進一步，所述步驟1)中，對于PAL制，行間對應(yīng)采樣點的相位相差90°，需要隔 行選?。欢鴮τ贜TSC制，行間采樣點的相位差為180°，選取相鄰行即可。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為在遵循了NTSC (National Television SystemsCommittee, 國家電視制式委員會)制式標(biāo)準(zhǔn)的CVBS信號的色度信號的時間函數(shù)表示式為C(t) = U (t) sin (2 π fsct) +V (t) cos (2 π fsct) =C ' (t)sin[2 π fsct+ θ (t)] (1)式中C’= Vf/2+F2
νθ = arctan —
U其中，fs。為NTSC制的副載波的頻率，為3. 58MHz。在遵循了 PAL(Phase Alternation Line，相位逐行交變)制式標(biāo)準(zhǔn)的CVBS信號的 色度信號的時間函數(shù)表示式為C(t) = U (t) sin (2 π fsct) +Φ (t) V (t) cos (2 π fsct) =C' (t)sin[2 π fsct+ θ (t)] (2)式中C’= Vf/2+尸
θ = Φ( ) arctan —其中，fsc為PAL制的副載波的頻率，為4. 43MHz ； Φ (t)為逐行取值為+1，_1的開
關(guān)函數(shù)?？梢?，PAL制和NTSC制的色度信號都為正交平衡調(diào)幅信號，但是PAL的V分量采 用了逐行倒相處理，NTSC制則沒有逐行倒相處理。公式⑴⑵相關(guān)內(nèi)容，可以參見《電視原理》(第6版)，俞斯樂主編，國防工業(yè)出 版社，2008 年 2 月版，ISBN 978-7-118-04060-9 的第 96-111 頁。在4fs。(fs。是對應(yīng)制式標(biāo)準(zhǔn)的副載波頻率)采樣條件下，采樣相位差為 90° (360° /4)，且對于PAL制，一行包括1135(奇數(shù))個采樣點，所以行間對應(yīng)采樣點的相 位相差90°，而NTSC值有910(偶數(shù))個采樣點，所以行間對應(yīng)采樣點的相位相差180°。關(guān)于4fs。采樣條件下采樣點的理論表述，參見《視頻技術(shù)手冊(第五版)(Video Demystified (Fifth Edition))》，著作者[美]Keith Jack，譯作者楊征，田尊華，張杰 良，陳虎人民郵電出版社，2009年8月第一版，ISBN 978-7-115-21020-3-TN的第85-86 頁。本發(fā)明利用CVBS在4Fsc采樣后的采樣點的特性和PAL/NTSC制的特點，挑選出具 有行間對應(yīng)點采樣點相位差為180°的行間數(shù)據(jù)，在利用簡單YC分離技術(shù)分離后，對色度 樣本進行對稱性判斷，挑選出最高對稱等級的樣本對進行2D梳狀濾波，即可得到完美的色 度分量，再用CVBS信號減去色度分量即可得到亮度分量。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、本發(fā)明提出的基于色度樣本對稱性判斷的YC 分離方法，只需要存儲若干行的CVBS采樣點數(shù)據(jù)，相對于場間YC分離技術(shù)必需存儲若干場 的數(shù)據(jù)的資源消耗，具有硬件資源消耗少，成本低廉的特點；2、本發(fā)明提出的基于色度樣本 對稱性判斷的YC分離技術(shù)，是2D梳狀濾波器可以沿著檢出的最高相關(guān)性的方向進行梳狀 濾波，具有自適應(yīng)的特點，YC分離效果好。這種特性特別適合處理已知YC分離技術(shù)難以解 決的斜線圖像的YC分離；3、本發(fā)明提出的基于色度樣本對稱性判斷的YC分離技術(shù)，邏輯簡 單，兼容處理PAL和NTSC制式，適應(yīng)能力強，適用于各種需要進行YC分離的視頻處理場合。


圖1為示意性地說明了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流程。圖2為本發(fā)明的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。圖3為圖2中N = 8，M = 5，K = 5時的一種具體實施方式
的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。圖4為圖3，圖8中的簡單YC分離模塊的一種具體實現(xiàn)。圖5為圖3中色度樣本對稱性判斷模塊取樣的示意圖，附圖中所有實心點具有相 同的相位，所有空心點也具有相同的相位，且實心點和空心點的相位相差180°。圖6為樣本對對稱性判斷流程圖。圖7為對稱性最好的樣本對選擇流程圖。圖8為圖2中N = 4，M = 3，K = 5時的一種具體實施方式
的示意圖。圖9為圖8中色度樣本對稱性判斷模塊取樣的示意圖，附圖中所有實心點具有相 同的相位，所有空心點也具有相同的相位，且實心點和空心點的相位相差180°。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。參照圖1 圖7，一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法，包括以下步驟1)、用4Fsc對CVBS信號進行采樣，則時間軸上相鄰兩個采樣點間的相位差為 90°，所以隔點取樣可以滿足水平方向的梳狀濾波器的要求(相位差為180° )。2)、若干個串行連接的行存儲器模塊，可以實現(xiàn)如下功能輸入的CVBS采樣點數(shù) 據(jù)，在被送達參與后繼模塊的同時，被寫入行存儲器Ll中，同時，該行存儲器Ll已存儲采樣 點數(shù)據(jù)，在被送達后繼模塊的同時，被寫入到行存儲器L2中；行存儲器L2中已采樣點數(shù)據(jù)， 在被送達后繼模塊的同時，被寫入到行存儲器L3中。如此類推，對于行存儲器LN (N為偶 數(shù))，輸入的是行存儲器LN-I輸出的采樣點數(shù)據(jù)的，輸出的采樣點數(shù)據(jù)只被送達后繼模塊。所以，行存儲器Ll的輸出，可以看作是經(jīng)過一行延時的對應(yīng)點的數(shù)據(jù)，行存儲器 LN的輸出，可以看作是經(jīng)過N行延時的對應(yīng)采樣點的數(shù)據(jù)?？傻脜⑴cYC分離運算的數(shù)據(jù)的行數(shù)=N+1 ；行存取器數(shù)目=N;在本發(fā)明中，行的概念由CVBS信號的采樣過程決定，不同制式的CVBS信號，會產(chǎn) 生不同的行的定義。在4Fsc采樣條件下，對于PAL制，一行包括1135個采樣點，而NTSC值 有910個采樣點。本發(fā)明可依據(jù)不同信號制式來調(diào)整行的存儲特性。3)、根據(jù)PAL/NTSC制的特點，進行行間數(shù)據(jù)選擇。對于PAL制，行間對應(yīng)采樣點 的相位相差90°，所以要隔行選取，才能滿足垂直方向梳狀濾波器的要求(即相位差為 180° )，而NTSC制，行間采樣點的相位差為180°，鄰行選取即可滿足要求。該模塊的目的是從N+1行CVBS采樣點中選取以N/2行為中心的M行(Μ = N/2+1)， 這些行的行間相位相差180°，行號記為Mux_Ll—Mux_LM。4)、經(jīng)過選擇的CVBS行數(shù)據(jù)，每行的采樣點都被對應(yīng)的一個簡單YC分離模塊分離 成亮度(標(biāo)記為Pre_Y)和色度(標(biāo)記為Pre_C)。由于并行運算，所以簡單YC分離模塊的數(shù)目=M ；即M行的CVBS數(shù)據(jù)經(jīng)過M個簡單YC分離模塊后，得到M行的Pre_Y數(shù)據(jù)和M行 的Pre_C數(shù)據(jù)。5)、根據(jù)梳狀濾波器的原理可知，如果參與梳狀濾波的行間的相關(guān)性越大，利用梳 狀濾波器進行YC分離的效果越好，而對稱性判斷的結(jié)果就指出了在哪個方向上，圖像的色 度信息的相關(guān)性最大，即經(jīng)過色度樣本對稱性判斷模塊輸出的色度樣本點在色度上具有 最大的相關(guān)性，且滿足相鄰點相位差為180°的要求。對稱性判斷和對稱性最好的樣本對的選擇的方法，見圖6圖7。6)、對經(jīng)過色度樣本對稱性判斷模塊輸出的色度樣本點經(jīng)過3行2D梳狀濾波器的 處理，可以得到比較完美的色度(記為C)。CVBS采樣點數(shù)據(jù)減去色度分量，即可得到亮度 分量(記為Y)。色度樣本對稱性判斷模塊的輸出必須要滿足3行2D梳狀濾波器的輸入要求，上
8行，可知數(shù)據(jù)選擇模塊的輸出必須滿足色度樣本對稱性判斷模塊的輸入，行存儲器的數(shù)目 要滿足數(shù)據(jù)選擇模塊的輸入要求，即行存儲器模塊的數(shù)目由色度樣本對稱性判斷模塊和2D 梳狀濾波器模塊共同決定。本實施例包含N(N為偶數(shù)，且N > 4)個串行連接的行存儲器模塊。每個行存儲器 模塊具有相同的特性，用于存儲一行CVBS信號采樣點數(shù)據(jù)。一個數(shù)據(jù)選擇1模塊，根據(jù)PAL制和NTSC制的特點，選擇具有行間對應(yīng)的采樣點 相位差為180°的行間數(shù)據(jù)。Μ(Μ = Ν/2+1，則M為奇數(shù)，且3)個簡單YC分離的模塊。每個簡單YC分離模 塊具有相同的特性，用于將CVBS信號初步分離出亮度信號(標(biāo)記為Pre_Y)和初步的色度 信號(標(biāo)記為Pre_C)。簡單分離模塊可以采用任何已知的YC分離技術(shù)。一個色度樣本的對稱性判斷模塊，從色度樣本組成的MXM矩陣(稱為MXK色度 樣本矩陣)中的H個樣本對進行對稱性分析，挑選對稱性最好的樣本對。其中M = N/2+1, (N為偶數(shù)，且N彡4)，則M為奇數(shù)，且M彡3;K彡M，且K為奇數(shù)；H= ((M+l)/2) X ((K-I)/2)；在本發(fā)明中，MXK色度樣本矩陣邊界點組成的矩形(包括正方形)的對角線的交 點，稱為該色度樣本矩陣的中心樣本點。在本發(fā)明中，一個樣本對包括三個樣本點，其中一個是色度樣本矩陣的中心樣本 點，其他來兩個樣本點需滿足以下關(guān)系①和中心樣本點在同一直線上；②以中心樣本點為對稱的；③理論上和中心樣本 點的相位差為180°。規(guī)定滿足上述條件的兩個樣本點，在中心樣本點左側(cè)或者上側(cè)的，稱為該樣本對 的上樣本點(記為Ct)，在中心樣本點右側(cè)或者下側(cè)的，稱為該樣本對的下樣本點(記為 Cb)，色度樣本矩陣的中心樣本點也成為改樣本對的中心樣本點(記為Cm)。所以，色度樣本組成的MXK矩陣(稱為MXK色度樣本矩陣)中的H個樣本對具 有同一個中心采樣點。依據(jù)相位差是否為180°，和幅值差的大小，可以若干樣本對的對稱性等級進行排 序，最后輸出對稱性最好的樣本對，具體實施如下樣本對的對稱性可分為四種情形全對稱，上半對稱，下半對稱，不對稱。對稱性的 之郎等級為全對稱>上半對稱=下半對稱>不對稱。構(gòu)成樣本對的三個樣本點，理論上是相鄰之間的相位差為180°，但是由于由串色 的影響，實際的相位差不一定為180° (在采樣值上體現(xiàn)為異號)，也就是不一定是正負(fù)交 替的。根據(jù)三個樣本點的采樣值，提出了判斷樣本對對稱性判斷的流程，見圖6。色度樣本組成的MXM矩陣(稱為MXM色度樣本矩陣)中的H個樣本對，記為 Gl {Ctl，Cm, Cbl}，G2{Ct2, Cm, Cb2}，......，Gj {Ctj, Cm, Cbj}，......，GH{CtH，Cm, CbHj。由于0的符號既不是正也不是負(fù)，所以要將0單獨處理。(3. 1)如果Cm不為0，Ctj = Cbj = 0，則Gj組樣本對全對稱；(3.2)如果Cm不為0，Ctj = 0，Cb j不為0，且Cm和Cb j異號，則Gj組樣本對下半對稱；(3. 3)如果Cm不為0，Ct j = 0，Cb j不為0，且Cm和Cbj同號，則Gj組樣本對不對 稱；(3.4)如果Cm不為0，Ctj不為0，Cbj =0，且Cm和Ctj同號，則Gj組樣本對不對 稱；(3.5)如果Cm不為0，Ctj不為0，Cbj = 0，且Cm和Ct j異號，則Gj組樣本對上半
對稱；(3.6)如果Cm不為0，Ct j和Cb j都不為0，且Cm和Ct j異號，Cm和Cbj異號，則
Gj組樣本對全對稱；(3.7)如果Cm不為0，Ct j和Cb j都不為0，且Cm和Ct j異號，Cm和Cbj同號，則
Gj組樣本對上半對稱；(3.8)如果Cm不為0，Ct j和Cb j都不為0，且Cm和Ct j同號，Cm和Cbj異號，則
Gj組樣本對下半對稱；(3.9)如果Cm不為0，Ct j和Cb j都不為0，且Cm和Ct j同號，Cm和Cbj同號，則 Gj組樣本對不對稱；(3. 10)如果Cm = 0，Ct j和Cbj都不為0，且Ctj和Cbj異號，則Gj組樣本對不對 稱；(3. 11)如果Cm = 0，Ct j和Cbj都不為0，且Ctj和Cbj同號，則Gj組樣本對全對 稱；(3. 12)如果Cm = 0，Ctj和Cbj都不為0，且Ctj = 0或者Cbj = 0，則Gj組樣本
對全對稱；上述的異號是指兩個數(shù)同為整數(shù)或者同為負(fù)數(shù)，異號是指兩個數(shù)一正一負(fù)。從j =0開始，到j(luò) =H結(jié)束，如此循環(huán)，即可完成H組樣本對的對稱性判斷。接下來要挑選出對稱性最好的樣本對。見圖7。a.如果H組樣本對中，既沒有全對稱的，也沒有上半對稱的和下半對稱的，所有的 樣本對都是不對稱的，就選中第一組樣本對。b.如果H組樣本對中，有且只有一組樣本對是全對稱，則選中該組樣本對。c.如果H組樣本對中，有多于一組的樣本對是全對稱，則選中該組除中心樣本點 外其余兩個樣本點之差的絕對值最小的樣本對。d.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，只有上半對稱的樣本對，則在所有上 對稱的樣本對中，選中上樣本點的絕對值最小的樣本對；e.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，只有下半對稱的樣本對，則在所有下 對稱的樣本對中，選中下樣本點的絕對值最小的樣本對；f.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，即有上半對稱的樣本對，也有下半對 稱的樣本對，則在所有上對稱的樣本對中，找出上樣本點的絕對值最小的樣本對Gx，在所有 下對稱的樣本對中，選中下樣本點的絕對值最小的樣本對Gy，如果Gx的Ct的絕對值小于 Gy的Cb的絕對值，則最終選中Gx樣本對；g.在(六)中，如果Gx的Ct的絕對值不小于Gy的Cb的絕對值，則最終選中Gy 樣本對。
如此操作，最后選中的樣本對即是對稱性最好的樣本對，可以用來做3行2D梳狀 濾波的處理。本實施例還包含一個3行2D梳狀濾波器。對經(jīng)過色度樣本的對稱性判斷模塊輸 出的色度樣本點經(jīng)過3行2D梳狀濾波器的處理，可以得到比較完美的色度(記為C)。 一個減法器。CVBS采樣點數(shù)據(jù)減去色度分量，即可得到亮度分量(記為Y)。實例一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法的具體實施例如圖3所示，其 處理對象是PAL/NTSC制的CVBS數(shù)據(jù)。在該實施例中，取N = 8，M= 5，K = 5。①經(jīng)過4Fsc采樣的CVBS數(shù)據(jù)，依次經(jīng)過8個行存儲器存儲后，9行數(shù)據(jù)并行輸出， 標(biāo)記為L0-L8，其中LO是沒有經(jīng)過行存儲器存儲的采樣點，Ll是經(jīng)過一行延時的采樣點， 依次類推，L8是經(jīng)過8行延時的采樣點，所以L0-L8采樣點滿足PAL/NTSC制行間對應(yīng)點 的相位關(guān)系。②對于PAL制，行間對應(yīng)采樣點的相位相差90°，所以要隔行選取，才能滿足垂直 方向梳狀濾波器的要求，而NTSC制，行間采樣點的相位差為180°，所以鄰行選取即可滿足 要求。所以在數(shù)據(jù)選擇模塊中，根據(jù)PAL/NTSC制式指示信號，對L0-L8行進行選擇。為方 便計，所選行以L4為中心對稱。設(shè)PAL_NTSC_STD 為 PAL/NTSC 制式指示信號PAL_NTSC_STD = 0 時，為 PAL 制信號；PAL_NTSC_STD = 1 時，為 NTSC 制信號；所以，數(shù)據(jù)選擇模塊執(zhí)行如下操作Mux_L0 < = LO ；Mux_Ll <= L2 ；Mux_L2 < = L4 ；Mux_L3 < = L6 ；Mux_L4 < = L8 ；when PAL_NTSC_STD = 0 ；Mux_L0 < = L2 ；Mux_Ll <= L3 ；Mux_L2 < = L4 ；Mux_L3 < = L5 ；Mux_L4 < = L6 ；when PAL_NTSC_STD = 1 ； ③MuX_L0—Mux_L4中的每行CVBS，都經(jīng)過一個簡單YC分離模塊進行預(yù)分離。假 設(shè)該簡單YC分離模塊是一個帶通濾波器單元和減法器的組合。參考圖4，在PAL制下，帶通濾波器的通帶的中心頻率為4. 43MHz，帶寬是1.3MHz ； 在NTSC制下，帶通濾波器的通帶的中心頻率為3. 58MHz，帶寬是1. 3MHz。CVBS經(jīng)過帶通濾 波器，得到預(yù)分離的C信號(記為pre_C)。該帶通濾波器對C有較大的通帶，以保證色度的 完整性。5行的CVBS經(jīng)過簡單YC分離后，得到5行的Pre_C(LO)_Pre_C(L4)。特別指出，簡單YC分離單元也可以采用其他任何已知的YC分離技術(shù)。④由M = 5，K = 5 得H = ((M+l)/2) X ((K-I)/2) = 6 ；如圖5，色度樣本構(gòu)成的以S22為中心5X5的矩陣中，矩陣中的每一行上的數(shù)據(jù) 間相位差為180°，也就是在4Fsc采樣下，間隔取樣得到的；矩陣中每一列上的數(shù)據(jù)間的相 位差為180°，這是由數(shù)據(jù)選擇模塊來實現(xiàn)的。在該矩陣中共有G0-G5共6個樣本對，分別 是GO= {S21, S22, S23} = {-230，232，-231}；Gl = {S14, S22, S30} = {180，232，-400}；G2 = {S03, S22, S41} = {200，232，-238}；G3 = {S12, S22, S32} = {-200,232, -241}；G4 = {SOI, S22, S43} = {100，232，200}；G5 = {S10, S22, S34} = {—208，232，110}；則根據(jù)圖6所述的流程圖判斷，GO是全對稱，Gl是下半對稱，G2是下半對稱，G3 是全對稱，G4是不對稱，G5是上半對稱。根據(jù)圖7的選擇對稱性最好的樣本對，上述6個樣本對中，GO和G3是全對稱的樣本對，由“如果H組樣本對中，有多于一組的樣本對是全對稱，則選中該組除中心樣本點外 其余兩個樣本點之差的絕對值最小的樣本對”，由于GO的上樣本點CtO = -230，下樣本點 CbO = -231，G3的上樣本點Ct3 = -200，下樣本點Cb3 = -241，則diffO = abs (CtO-CbO) = 1 ；diff3 = abs(Ct3_Cb3) = 21 ；diffO < diff3，所以最終選擇 GO = {S21, S22, S23} = {-230,232, -231}作為對 稱性最好的樣本對。⑤3行2D的梳狀濾波器對GO = {S21，S22，S23}做梳狀濾波，最終得到C分量，用 CVBS減去C分量，即可得到Y(jié)分量。實施例二如圖8，取 N = 4，M = 3，K = 5。①經(jīng)過4FSC采樣的CVBS數(shù)據(jù)，依次經(jīng)過4個行存儲器存儲后，5行數(shù)據(jù)并行輸出， 標(biāo)記為L0-L4。②設(shè)PAL_NTSC_STD為PAL/NTSC制式指示信號PAL_NTSC_STD = 0 時，為 PAL 制信號；PAL_NTSC_STD = 1 時，為 NTSC 制信號；所以，數(shù)據(jù)選擇模塊執(zhí)行如下操作Mux_L0 <= LO ；Mux_Ll <= L2 ；Mux_L2 <= L4 ；when PAL_NTSC_STD = 0 ；Mux_L0 < = L2 ；Mux_Ll <= L3 ；
Mux_L2 < = L4 ；when PAL_NTSC_STD = 1 ；③Mux_L0—Mux_L2中的每行CVBS，都經(jīng)過一個簡單YC分離模塊進行預(yù)分離。 得到預(yù)分離的C信號(記為pre_C)。3行的CVBS經(jīng)過簡單YC分離后，得到3行的Pre_ C (LO)-Pre_C(L2)。④由M = 3，K = 5 得 H = ((M+l)/2) X ((K-I)/2) = 4 ；如圖9，色度樣本構(gòu)成的以R12為中心3X5的矩陣中，矩陣中的每一行上的數(shù)據(jù) 間相位差為180°，也就是在4Fsc采樣下，間隔取樣得到的；矩陣中每一列上的數(shù)據(jù)間的相 位差為180°，這是由數(shù)據(jù)選擇模塊來實現(xiàn)的。在該矩陣中共有Q0-Q3共4個樣本對，分別 是QO= {Rll, R12, R13} = {-340，-263，231}；Ql = {R04, R12, R20} = {265，-263，260}；Q2 = {R02, R12, R22} = {200，-263，-238}；Q3 = {R00, R12, R24} = {-200, -263, -241}；則根據(jù)圖6所述的流程圖判斷，QO是下半對稱，Ql是全對稱，Q2是上半對稱，Q3 是不對稱。根據(jù)圖7的選擇對稱性最好的樣本對，上述4個樣本對中，只有Ql是全對稱，則選 中Ql = {R04, R12，R20}作為對稱性最好的樣本對。⑤3行2D的梳狀濾波器對Ql = {R04，R12，R20}做梳狀濾波，最終得到C分量，用 CVBS減去C分量，即可得到Y(jié)分量。
權(quán)利要求
一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法，其特征在于所述YC分離方法包括以下步驟1)、對復(fù)合視頻信號進行4fsc采樣，選擇具有行間對應(yīng)的采樣點的相位差為180°的行間數(shù)據(jù)；2)、對N行行間數(shù)據(jù)采用簡單YC分離技術(shù)將復(fù)合視頻信號初步分離為初步亮度信號和初步色度信號；3)、將所述初步亮度信號和初步色度信號作為色度樣本，組成M×K色度樣本矩陣，其中M＝N/2+1，N為偶數(shù)，且N≥4，則M為奇數(shù)，且M≥3，K≥M，且K為奇數(shù)；對其中的H個樣本對進行對稱性分析，其中，H＝((M+1)/2)×((K-1)/2)；M×K色度樣本矩陣的對角線的交點為中心樣本點，相鄰的樣本點之間的相位差90°；一個樣本對包括三個樣本點，其中一個是中心樣本點，其他兩個樣本點滿足以下條件①和中心樣本點在同一直線上；②以中心樣本點為對稱的；③和中心樣本點的相位差為180°；在所述其他兩個樣本點中，在中心樣本點左側(cè)或者上側(cè)的，稱為該樣本對的上樣本點，記為Ct；在中心樣本點右側(cè)或者下側(cè)的，稱為該樣本對的下樣本點，記為Cb；所述中心樣本點，記為Cm；設(shè)定樣本對的對稱性分為四種情形全對稱，上半對稱，下半對稱，不對稱，對稱性的等級從高到底依次為全對稱、上半對稱、下半對稱、不對稱，其中上半對稱和下半對稱的等級相等；依據(jù)相位差是否為180°，對H個樣本對的對稱性等級進行排序，并根據(jù)幅值差的大小，輸出對稱性最好的樣本對；4)、將對稱性最好的樣本對輸入3行2D梳狀濾波器，得到最終色度C；5)、復(fù)合視頻信號采樣點數(shù)據(jù)減去最終色度C，得到亮度分量Y。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法，其特征在于在 所述步驟3)中，根據(jù)H個樣本對的三個樣本點的采樣值，記為Gl {Ctl，Cm, Cbl}，G2 {Ct2，Cm，Cb2}，......，Gj {Ctj，Cm，Cbj}，......，GH{CtH，Cm，CbH}，其中 j 為自然數(shù)，1 彡 j 彡 H，由于0的符號既不是正也不是負(fù)，所以要將0單獨處理，判斷樣本對對稱性判斷的流程(3. 1)如果Cm不為0，Ctj = Cbj = 0，則Gj組樣本對全對稱；(3. 2)如果Cm不為0，Ctj = 0，Cbj不為0，且Cm和Cbj異號，則Gj組樣本對下半對稱；(3. 3)如果Cm不為0，Ct j = 0，Cbj不為0，且Cm和Cbj同號，則Gj組樣本對不對稱； (3. 4)如果Cm不為0，Ctj不為0，Cbj = 0，且Cm和Ctj同號，則Gj組樣本對不對稱； (3. 5)如果Cm不為0，Ctj不為0，Cbj = 0，且Cm和Ctj異號，則Gj組樣本對上半對稱；(3. 6)如果Cm不為0，Ct j和Cbj都不為0，且Cm和Ctj異號，Cm和Cbj異號，則Gj組樣本對全對稱；(3. 7)如果Cm不為0，Ct j和Cbj都不為0，且Cm和Ctj異號，Cm和Cbj同號，則Gj組樣本對上半對稱；(3. 8)如果Cm不為O, Ctj和Cbj都不為0，且Cm和Ctj同號，Cm禾口 Cbj異號，則Gj組 樣本對下半對稱；(3. 9)如果Cm不為0，Ct j和Cbj都不為0，且Cm和Ctj同號，Cm禾口 Cbj同號，則Gj組 樣本對不對稱；(3. 10)如果Cm = 0，Ctj和Cbj都不為0，且Ctj和Cbj異號，則Gj組樣本對不對稱；(3. 11)如果Cm = 0，Ctj和Cbj都不為0，且Ctj和Cbj同號，則Gj組樣本對全對稱；(3. 12)如果Cm = 0，Ct j和Cbj都不為0，且Ct j = 0或者Cbj = 0，則Gj組樣本對全 對稱；上述的異號是指兩個數(shù)同為整數(shù)或者同為負(fù)數(shù)，異號是指兩個數(shù)一正一負(fù)；從j = 1開 始，到j(luò) = H結(jié)束，如此循環(huán)，完成H組樣本對的對稱性判斷；依照對稱性等級和幅值差的大小，挑選對稱性最好的樣本對的過程為a.如果H組樣本對中，既沒有全對稱的，也沒有上半對稱的和下半對稱的，所有的樣本 對都是不對稱的，就選中第一組樣本對；b.如果H組樣本對中，有且只有一組樣本對是全對稱，則選中該組樣本對；c.如果H組樣本對中，有多于一組的樣本對是全對稱，則選中該組除中心樣本點外其 余兩個樣本點之差的絕對值最小的樣本對；d.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，只有上半對稱的樣本對，則在所有上對稱 的樣本對中，選中上樣本點的絕對值最小的樣本對；e.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，只有下半對稱的樣本對，則在所有下對稱 的樣本對中，選中下樣本點的絕對值最小的樣本對；f.如果H組樣本對中，沒有全對稱的樣本對，即有上半對稱的樣本對，也有下半對稱的 樣本對，則在所有上對稱的樣本對中，找出上樣本點的絕對值最小的樣本對Gx，在所有下對 稱的樣本對中，選中下樣本點的絕對值最小的樣本對Gy，如果Gx的Ct的絕對值小于Gy的 Cb的絕對值，則最終選中Gx樣本對；如果Gx的Ct的絕對值不小于Gy的Cb的絕對值，則 最終選中Gy樣本對。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法，其特征在 于所述步驟1)中，對于PAL制，行間對應(yīng)采樣點的相位相差90°，需要隔行選?。欢鴮τ?NTSC制，行間采樣點的相位差為180°，選取相鄰行即可。
全文摘要
一種基于色度樣本對稱性判斷的YC分離方法，包括以下步驟1)對復(fù)合視頻信號進行4fsc采樣，選擇具有行間對應(yīng)的采樣點的相位差為180°的行間數(shù)據(jù)；2)對N行行間數(shù)據(jù)采用簡單YC分離技術(shù)將復(fù)合視頻信號初步分離為初步亮度信號和初步色度信號；3)組成M×K色度樣本矩陣，對其中的H個樣本對進行對稱性分析，依據(jù)相位差是否為180°，對H個樣本對的對稱性等級進行排序，并根據(jù)幅值差的大小，輸出對稱性最好的樣本對；4)將對稱性最好的樣本對輸入3行2D梳狀濾波器，得到最終色度C；5)復(fù)合視頻信號采樣點數(shù)據(jù)減去最終色度C，得到亮度分量Y。本發(fā)明降低成本的同時保證良好的分離效果。
文檔編號H04N9/78GK101883290SQ20101021018
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者呂炳赟, 秦興 申請人:杭州愛威芯科技有限公司