基于特征分析的三维自适应联合梳状滤波系统技术方案

一种三维自适应联合梳状滤波系统，包括：模拟复合视频信号行及场数据延迟模块，便于梳状滤波处理；空间域的模拟复合视频信号梳状滤波及检测模块，为三维梳状滤波模块提供参考信号；视频特征分析模块，为三维梳状滤波提供三维亮色分离的参考信号；基于视频特征的运动检测模块，将三维亮色分离的度量映射到该模块的运动量检测上；视频特征／运动量自适应三维梳状滤波模块，进行亮度和色度的滤波，得到最后的亮色值；基于运动分量的亮色度分量后处理模块，对得到的亮度分量进行后处理，对色度进行解调和滤波，完成基于运动量的亮度和色度后处理。本发明专利技术既可以保证运动图像的高度细节，又能保证静止图像的完全亮色分离，并且可以进行方便配置。

A three dimensional adaptive joint comb filter system based on feature analysis

Including a 3D adaptive comb filter combined system: analog composite video signal line and field data delay module, easy to comb filter; analog composite video signal detection module and comb filter in the spatial domain, provide reference signal for 3D comb filter module; analysis module of video features, provide reference signal for the three-dimensional 3-D luminance and chrominance separation comb filter; the features of video motion detection module based on 3D luminance and chrominance separation metric map to exercise the module detection; video feature / motion adaptive 3D comb filter module of luminance and chrominance filter, get the final color value; the bright degree of motion component component postprocessing module based on the the luminance component obtained by postprocessing, demodulation and filtering of color, brightness and color based on the amount of exercise after Handle\u3002 The invention not only ensures the high detail of the moving image, but also ensures the full brightness separation of the still image, and can be conveniently configured.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维梳状滤波系统，尤其是对于图像质量要求较高的消费类电子视频中模拟复合视频信号(NTSC/PAL/PALM/PALNc)解码过程中遇到 的亮色串绕进行分离的三维自适应联合梳状滤波系统。
技术介绍
传统意义上的模拟复合视频信号将色度信息调制后叠加在亮度通道 上进行传播/广播，接收端通过滤波等处理进行亮色分离，例如我们目前 所使用的电视接收机就主要用于进行这方面的处理。过去，工程师利用陶 瓷滤波器等模拟信号处理方法进行亮色分离；在电子和信号处理技术发展 的今天，图像及视频的数字化处理日趋成熟，对于模拟复合视频信号解码 器的设计可以采用数字化方法更有效地实现，因此出现了基于数字处理的 模拟复合视频解码器的芯片设计，这种复合视频解码器中的核心部件就是 用于亮色分离的梳状滤波器。 一般来讲，发展初期采用一维或者二维的梳 状滤波器，对于高细节的彩色图像，即使是静止的情况也很难做到良好的亮色分离，往往出现亮色互串情况。近年，三维的梳状滤波器出现，为静 止视频信号的亮色分离，从而获得更好的图像质量。但也因此出现因为三 维梳状滤波带来的处理错误影响了图像质量，例如，运动视频中出现的网 格噪声等。 一般来讲，静止视频内容用三维梳状滤波的方法可以更好地获 得视频真实内容的恢复；快速运动/场景切换时二维梳状滤波的结果往往 可以避免网格噪声等错误；对于高亮度细节慢运动的视频场景，采用三维 还是二维梳状滤波决定于哪种滤波结果更加稳定地接近原始视频内容。因 此，模拟复合视频信号三维解码器设计的核心变成对是否或者多少使用三 维梳状或者二维梳状滤波结果的判断。现有的复合模拟视频信号解码器多半采用根据视频是否运动作为是 否采用三维梳状滤波结果的依据这样对于高细节慢运动的视频信号往往 造成细节的丢失以及增加闪烁噪声；对于快速运动的高彩色信号，容易产 生恼人的网状噪声。因此严重影响了模拟复合视频解码器的解码视频的 图像质量效果。并且，当前越来越多的视频处理系统包括数字电视接收芯片都集成了 模拟复合视频解码器，其三维梳状滤波器的性能往往决定整个产品的档次 和市场划分，并被电视机厂商作为衡量芯片质量和产品价格谈判的筹码。 因此，设计出高性能低成本的三维梳状滤波器成为模拟复合视频解码器以 及整个视频解码芯片系统的核心。可惜的是，当前市场的所拥有的模拟复 合视频解码器往往都存在上述的网状噪声和运动视频高频细节丢失的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有模拟复合视频信号解码器中三维梳状滤波器的 缺陷，提供一种基于视频时间域和空间域特征的三维自适应联合梳状滤波系 统，可以更好地恢复模拟复合视频信号的原始内容而不带来错误。一种模拟复合视频信号特征的三维自适应联合梳状滤波系统，包括 模拟复合视频信号行及场数据延迟模块，用存储器按照复合视频信号的 行/场/帧格式进行延迟，使得当前样点的邻近样点与当前样点具有严格的相 位关系，为三维梳状滤波提供模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相 位关系；空间域的模拟复合视频信号梳状滤波及检测模块，该模块对模拟复合视 频信号行及场数据延迟模块延迟过的复合视频信号进行空间上的梳状滤波， 获得空间上的相关度相互关系，为三维梳状滤波模块提供有效的参考信号；视频特征分析模块，提供对视频样点在空间上以及时间域上的特征，为 三维梳状滤波提供是否进行三维亮色分离的参考信号，视频特征分析模块模 块的核心特征是将视频样点的空间和时间特征映射到可以用于计算的量化分 量上送给运动监测模块；基于视频特征自适应的运动量检测模块，将能否进行三维亮色分离的度 量映射到该模块的运动量检测上，更方便地进行量化计算和处理，基于视频特征的运动检测模块的特点在于将图像空间以及时间上的量化特征作为参数 反映到运动量计算衰减特征上；视频特征/运动量自适应三维梳状滤波模块，在所述视频特征分析模块送 出进行三维亮色分离的参考信号时，根据所述模拟复合视频信号行及场数据 延迟模块提供的模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相位关系，进行 亮度和色度的滤波，并根据所述基于视频特征的运动检测模块得到的运动检 测量和所述空间域的模拟复合视频信号梳状滤波模块提供的空间上的相关度 相互关系，进行各种亮色分离的判决，得到亮度分量；基于运动分量的亮色度分量后处理模块，对得到的亮度分量进行后处理， 还可以对色度进行解调和滤波，以完成基于运动量的亮度和色度后处理。因此，本专利技术基于特征分析的三维自适应联合梳状滤波系统，根据不同 视频信号的特征，定义适用于运动量检测的量化特征参数，采用基于模糊逻 辑算法的运动量估计和三维自适应亮色分离装置，使得三维梳状滤波能够应 付高带宽信号、快速运动高色饱和度信号、以及高度细节的慢动复杂场景的 高质量亮色分离，分离的图像稳定且缺陷率低于现有传统的复合视频解码器 性能。更加关键的是该专利技术能够做到对三维自适应梳状滤波各项指标的独立 调整，不必作某些指标间的互相让步。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明图1为本专利技术基于特征分析的三维自适应联合梳状滤波系统框图。图2为本专利技术视频信号行场延迟线后的样点分布图。图3为本专利技术基于特征分析的运动量检测模块的内部结构框图。具体实施例方式本专利技术利用通过对模拟复合视频信号特征的分析，采用基于模糊逻辑 的运动量判断和三维自适应梳状滤波实现对复合视频的优化亮色分离。本 专利技术对于图像质量要求较高的消费类电子视频中模拟复合视频信号(NTSC/PAL/PALM/PALNc)解码过程中遇到的亮色串绕进行有效分离，既可以 保证运动图像的高度细节，又能保证静止图像的完全亮色分离，并且可以进 行方便配置的三维梳状滤波器方法，特别适用于电视接收机、监视设备等设 备中的高质量彩色解码器。如图l所示，根据本专利技术一实施例的三维自适应联合梳状滤波系统，包 括模拟复合视频信号行及场数据延迟装置1;空间域的模拟复合视频信号梳 状滤波及检测装置2，与数据延迟装置l相连接；视频特征分析模块3;基于 视频特征的运动检测模块4，与所述视频特征分析模块3相连接；自适应视 频特征/运动量自适应三维梳状滤波模块5，与所述空间域的模拟复合视频信 号梳状滤波及检测装置2以及基于视频特征的运动检测模块4相连接；基于 运动分量的亮色度分量后处理模块6，根据基于视频特征的运动检测模块4 和视频特征分析模块3提供的信息确定后处理的自适应分量，从而分离出干 净稳定的亮度和色度分量。模拟复合视频信号行及场数据延迟模块1，用存储器按照复合视频信号 的场帧格式进行延迟，使得当前样点的邻近样点与当前样点具有严格的相位 关系，为三维梳状滤波提供模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相位关系。空间域的模拟复合视频信号梳状滤波及检测模块2，该模块对模拟复合视频信号行及场数据延迟模块延迟过的复合视频信号进行空间上的梳状滤 波，获得空间上的相关度相互关系，为三维梳状滤波模块提供有效的参考信号。该空间域的模拟复合视频信号梳状滤波模块2可以看作一个一般性的功 能模块，没有帧存储视频数据参与。视频特征分析模块3，提供对视频样点 在空间上以及时间域上的特征，为三维梳状滤波提供是否进行三维亮色分离 的参考信号，该模块的核心特征是将视频样点的空间和时间特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维自适应联合梳状滤波系统，其中包括：　模拟复合视频信号行及场数据延迟模块，用存储器按照复合视频信号的场帧格式进行延迟，使当前样点的邻近样点与当前样点具有严格的相位关系，为三维梳状滤波提供模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相位 关系；　空间域的模拟复合视频信号梳状滤波及检测模块，对模拟复合视频信号行及场数据延迟模块延迟过的复合视频信号进行空间上的梳状滤波，获得空间上的相关度相互关系，并为三维梳状滤波提供有效的参考信号；　视频特征分析模块，提供对视频样点 在空间上以及时间域上的特征，为三维梳状滤波提供是否进行三维亮色分离的参考信号；　基于视频特征的运动检测模块，将能否进行三维亮色分离的度量映射到该模块的运动量检测上，进行量化计算和处理，得到运动检测量；　视频特征／运动量自适应三维 梳状滤波模块，在所述视频特征分析模块送出进行三维亮色分离的参考信号时，根据所述模拟复合视频信号行及场数据延迟模块提供的模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相位关系，进行亮度和色度的滤波，并根据所述基于视频特征的运动检测模块得到的运动检测量和所述空间域的模拟复合视频信号梳状滤波模块提供的空间上的相关度相互关系，进行各种亮色分离的判决，得到亮度分量；及基于运动分量的亮色度分量后处理模块，对得到的亮度分量进行后处理，并对色度进行解调和滤波，完成基于运动量的亮度和色度后处理。...

【技术特征摘要】
1.一种三维自适应联合梳状滤波系统，其中包括模拟复合视频信号行及场数据延迟模块，用存储器按照复合视频信号的场帧格式进行延迟，使当前样点的邻近样点与当前样点具有严格的相位关系，为三维梳状滤波提供模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相位关系；空间域的模拟复合视频信号梳状滤波及检测模块，对模拟复合视频信号行及场数据延迟模块延迟过的复合视频信号进行空间上的梳状滤波，获得空间上的相关度相互关系，并为三维梳状滤波提供有效的参考信号；视频特征分析模块，提供对视频样点在空间上以及时间域上的特征，为三维梳状滤波提供是否进行三维亮色分离的参考信号；基于视频特征的运动检测模块，将能否进行三维亮色分离的度量映射到该模块的运动量检测上，进行量化计算和处理，得到运动检测量；视频特征/运动量自适应三维梳状滤波模块，在所述视频特征分析模块送出进行三维亮色分离的参考信号时，根据所述模拟复合视频信号行及场数据延迟模块提供的模拟复合视频信号在不同制式下的色度调制相位关系，进行亮度和色度的滤波，并根据所述基于视频特征的运动检测模块得到的运动检测量和所述空间域的模拟复合视频信号梳状滤波模块提供的空间上的相关度相互关系，进行各种亮色分离的判决，得到亮度分量；及基于运动分量的亮色度分量后处理模块，对得到的亮度分量进行后处理，并对色度进行解调和滤波，完成基于运动量的亮度和色度后处理。2. 如权利要求l所述的三维自适应联合梳状滤波系统，其特征在于，所述模 拟复合视频信号行及场数据延迟模块包括基本处理子模块，对模拟复合视频 采样信号的基本处理。3. 如权利要求1或2所述的三维自适应联合梳状滤波系统，其特征在于，所 述模拟复合视频信号行及场数据延迟模块还包括同步信号排列子模块，根据 外部的同步装置提供的同步信号将采样点排列成后续模块希望的对齐方式当前场的当前点信号表示为c()，当前帧中邻近行信号分别表示为 Cj2(),C一l(n)，C一Jl(乂C—J2()，前面几帧对应当前行的数据分别表示成 户1(4尸2(4P3()…等。4. 如权利要求l所述的三维自适应联合梳状滤波系统，其特征在于，所述空 间域的模拟复合视频信号梳状滤波模块提供复合视频样点在空间域上的相似 度的量化信息S(乂以及对应亮色分离分量}^(4&。()；空间域方向上包括当 前样点在当前帧内水平方向、垂直方向以及斜向的相似度信息以及对应的梳 状滤波分离的亮色分量数据。5. 如权利要求l所述的三维自适应联合梳状滤波系统，其特征在于，所述视 频特征分析模块将视频信号的空间时间特征按照所述运动检测模块的要求进 行分类并且做出相应的量化，并把量化后的信息通过专用总线传送给所述基于视频特征的运动检测模块进行运动量化检...

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：上海威璞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]