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    • 专利摘要:
    本發明揭露一種用於輸出亮度訊號之裝置，該裝置包括一色度判斷單元、一圖場觀測單元以及一輸出單元。該色度判斷單元及該圖場觀測單元用於決定一三維亮度訊號是否被影響。該輸出單元根據該色度判斷單元及該圖場觀測單元的決定結果輸出一結果亮度訊號。即使三維梳形濾波器錯用在動態情況時，本發明能藉由判斷三維亮度訊號與三維色度訊號的特性來精確地獲得該結果亮度訊號。
    公开号:TW201320775A
    申请号:TW101131899
    申请日:2012-08-31
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Albert Hua Tai；Feng-Chi Wei；Heng-Yi Liu
    申请人:Silicon Integrated Sys Corp；
    IPC主号:H04N9-00
    专利说明:
    用於輸出亮度訊號之裝置
    本發明係關於一種裝置，特別是有關一種用於輸出亮度訊號之裝置。
    一複合影像訊號(composite video signal)包括一亮度訊號(Y)以及一色度訊號(C)。梳形濾波器通常用於將該複合影像訊號分離出亮度訊號以及色度訊號，分離出亮度訊號以及色度訊號的過程稱為Y/C分離(Y/C separation)。
    用於分離複合影像訊號的梳形濾波器包括三種，分為一維(1D)梳形濾波器、二維(2D)梳形濾波器以及三維(3D)梳形濾波器。一維梳形濾波器以及二維梳形濾波器係為非三維(non-3D)梳形濾波器。一般來說，當一影像為動態時，利用非三維梳形濾波器分離出亮度訊號以及色度訊號，當一影像為靜態時，利用三維梳形濾波器分離出亮度訊號以及色度訊號。
    然而，在動態與靜態之間作出精確的判斷是很困難的，當影像為動態卻錯用三維梳形濾波器分離出亮度訊號以及色度訊號時，色度訊號的效果會產生在亮度訊號上而出現網狀影像(mesh-like image)，也就是說，亮度訊號會被色度訊號影響。
    因此，需要提出解決方法來避免動態時錯用三維梳形濾波器導致亮度訊號被色度訊號影響的問題。
    本發明之一目的係提供一種用於輸出亮度訊號之裝置。
    本發明之一種用於輸出亮度訊號之裝置係用於一影像處理系統，包括一色度判斷單元、一圖場觀測單元以及一輸出單元。一圖框之一複合影像訊號具有一色度成分以及一亮度成分，一三維梳形濾波器接收該圖框之該複合影像訊號及基於該亮度成分輸出一三維亮度訊號，該色度成分係調變在一載波頻率。該色度判斷單元包括一亮度偵測單元以及色度動態偵測單元。該亮度偵測單元判斷該三維亮度訊號之一振幅與該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之一頻帶內之一振幅兩者的一差異值是否低於一第一臨界值。該色度動態偵測單元判斷兩個三維色度訊號之一色度變化是否高於一第二臨界值。該圖場觀測單元包括一值比較單元以及一邊緣區域偵測單元。該值比較單元判斷一第一圖場在N點循環之一最大值與一第三圖場在N點循環之一最大值兩者的一差異值是否高於一第三臨界值，或判斷該第一圖場在N點循環之一最小值與該第三圖場在N點循環之一最小值的一差異值是否高於該第三臨界值，其中N為正整數。該邊緣區域偵測單元判斷該第一圖場是否在該圖框之一邊緣。當該亮度偵測單元之判斷結果與該色度動態偵測單元之判斷結果為真(true)時，該輸出單元將該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分進行帶止濾波(notch filtered)後輸出；當該第一圖場與該第三圖場在N點循環之最大值的該差異值及該最小值的該差異值之至少一者高於該第三臨界值時，且該邊緣區域偵測單元之一偵測結果為假(false)時，該輸出單元將該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分進行帶止濾波(notch filtered)後輸出；否則，該輸出單元輸出該三維亮度訊號。
    以下結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。
    第1圖係繪示一影像處理系統，其具有根據本發明實施例之用於輸出亮度訊號之裝置1(以下簡稱為裝置1)。影像處理系統包括一三維梳型濾波器30以及該裝置1。三維梳形濾波器30接收一圖框之一複合影像訊號SC，複合影像訊號SC具有一亮度成分以及調變在一載波頻率之一色度成分。一三維色度訊號及一三維亮度訊號係由三維梳形濾波器30從該複合影像訊號SC中取出。於習知技術中，從三維梳形濾波器30取出的三維色度訊號及三維亮度訊號係直接作為一輸出色度訊號及一輸出亮度訊號。然而，在動態條件而錯用三維梳形濾波器30時，三維色度訊號及三維亮度訊號可能會不正確。本發明之裝置1判斷三維色度訊號及三維亮度訊號的特性以產生未被三維色度訊號影響之一輸出亮度訊號LUOUT。簡而言之，習知技術係以三維梳形濾波器30輸出之三維亮度訊號作為輸出亮度訊號，本發明之輸出亮度訊號LUOUT係經由裝置1判斷三維亮度訊號及三維色度訊號的特性後所輸出，也就是說，即使在動態條件而錯用三維梳形濾波器30時，本發明之裝置1能消除三維色度訊號對三維亮度訊號的影響。該裝置1包括一色度判斷單元10、一圖場觀測單元20以及一輸出單元40。
    第2圖係繪示第1圖之色度判斷單元10。色度判斷單元10包括一亮度偵測單元100、一色度動態偵測單元102以及一載波頻率觀測單元104。亮度偵測單元100用於判斷三維亮度訊號LU1之一振幅與該三維亮度訊號LU1在該色度成分之載波頻率Fsc之一頻帶內之一振幅兩者的一差異值是否低於一第一臨界值TH1。亮度偵測單元100包括一帶通濾波器1000、一第一減法器1002以及一第一比較器1004。來自三維梳形濾波器30之三維亮度訊號LU1係旁通(bypassed，即未被處理)至第一減法器1002及被輸入至帶通濾波器1000。帶通濾波器1000通過該三維亮度訊號LU1在該色度成分之載波頻率Fsc之頻帶內的成分，然後第一減法器1002執行帶通濾波器1000的輸出與三維亮度訊號LU1的減法，第一比較器1004比較第一減法器1002的減法結果與第一臨界值TH1，當第一減法器1002的減法結果低於第一臨界值TH1時，表示三維亮度訊號LU1的頻率接近該色度成分之載波頻率Fsc，因此第1圖之複合影像訊號SC的亮度成分可能會被第1圖之複合影像訊號SC的色度成分影響，當第一減法器1002的減法結果高於第一臨界值TH1時，表示三維亮度訊號LU1的頻率並未接近該色度成分之載波頻率Fsc。
    色度動態偵測單元102係用於判斷一第一三維色度訊號CH1以及一第二三維色度訊號CH2兩者之一色度變化是否大於一第二臨界值TH2，第一三維色度訊號CH1係由一第一圖場F1及一第三圖場F3而得，第二三維色度訊號CH2係由第三圖場F3及一第五圖場F5而得，因為一個圖框包括兩個圖場，所以第一三維色度訊號CH1及第二三維色度訊號CH2係由兩個連續的圖框而得。要說明的是，第一圖場F1、第三圖場F3及第五圖場F5可以為美國國家電視標準協會(National Television System Committee；NTSC)標準或相位交互線(Phase Alternation by Line；PAL)標準，接著一第二減法器1020執行第一三維色度訊號CH1與第二三維色度訊號CH2的減法，最後一第二比較器1022比較第二減法器1020的減法結果與第二臨界值TH2，當第二減法器1020的減法結果高於第二臨界值TH2時，表示該圖框為動態的，因此第1圖之複合影像訊號SC的色度成分與亮度成分會發生相互干擾(crosstalk)。
    載波頻率觀測單元104係用於判斷兩個三維亮度訊號LU1、LU2是否具有180度的相位差，當目前掃描線之三維亮度訊號LU1與一接續掃描線之三維亮度訊號LU2的相位差為180度時，表示三維亮度訊號LU1可能具有三維色度訊號的特性。要說明的是，載波頻率觀測單元104在色度判斷單元10中係可選擇性的使用。
    當第一減法器1002的減法結果與第一臨界值TH1的比較結果為真(true)時(即第一減法器1002的減法結果低於第一臨界值TH1)、第二減法器1020的減法結果與第二臨界值TH2的比較結果為真時(即第二減法器1020的減法結果高於第二臨界值TH2)、以及載波頻率觀測單元104的判斷結果為真時(即三維亮度訊號LU1、LU2的相位差為180度)，表示色度訊號會發生效果，亦即三維亮度訊號LU1被影響，因此輸出單元40將該三維亮度訊號LU1在該色度成分之載波頻率Fsc之頻帶內的成分進行帶止濾波(notch filtered)後的結果輸出，以消除三維色度訊號的效果，上述三維亮度訊號LU1在該色度成分之載波頻率Fsc之頻帶內的成分係由一帶止濾波器400進行帶止濾波。當第一比較器1004的比較結果為假(false)時(即減法結果不低於第一臨界值TH1)、第二比較器1022的比較結果為假時(即減法結果不高於第二臨界值TH2)、或載波頻率觀測單元104的判斷結果為假時(即三維亮度訊號LU1、LU2的相位差不是180度)，表示色度訊號的效果不會發生，因此輸出單元40輸出三維亮度訊號LU1。上述該色度成分之載波頻率Fsc之頻帶可根據需求調整大小。
    第3圖係繪示第1圖之圖場觀測單元20。圖場觀測單元20係用於觀測第一圖場F1與第三圖場F3兩者之一色度變化。如本發明相同技術領域具有通常知識者所熟知，第1圖之三維梳形濾波器30的取樣頻率(sampling frequency)通常設定為N×Fsc，其中N為正整數，Fsc為第1圖之複合影像訊號SC的色度成分之載波頻率。舉例來說，當N等於四時，三維色度訊號的一個循環(cycle)包括N點，各點具有0度、90度、180度或270度的相位。當N等於八時，三維色度訊號的一個循環包括N點，各點具有0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度或315度的相位。圖場觀測單元20包括一值比較單元200以及一邊緣區域偵測單元202。值比較單元200係用於判斷第一圖場F1在N點循環之一最大值與第三圖場F3在N點循環之一最大值兩者的一差異值是否高於一第三臨界值TH3，或判斷第一圖場F1在N點循環之一最小值與第三圖場F3在N點循環之一最小值兩者的一差異值是否高於第三臨界值TH3。值比較單元200包括一值決定單元2000以及一第三比較器2002。值決定單元2000決定第一圖場F1在N點循環之最大值或最小值以及決定第三圖場F3在N點循環之最大值或最小值，接著值決定單元2000決定第一圖場F1在N點循環之最大值與第三圖場F3在N點循環之最大值兩者之差異值，與決定第一圖場F1在N點循環之最小值與第三圖場F3在N點循環之最小值兩者之差異值。第三比較器2002將第一圖場F1在N點循環之最大值與第三圖場F3在N點循環之最大值兩者之差異值與第三臨界值TH3進行比較，或是將第一圖場F1在N點循環之最小值與第三圖場F3在N點循環之最小值兩者之差異值與第三臨界值TH3進行比較。邊緣區域偵測單元202係用於判斷第一圖場F1是否在圖框之邊緣，當第一圖場F1在圖框之邊緣時，會發生錯誤判斷，因此需排除第一圖場F1在圖框之邊緣的情況。當第一圖場F1在N點循環之最大值與第三圖場F3在N點循環之最大值兩者之差異值與第一圖場F1在N點循環之最小值與第三圖場F3在N點循環之最小值兩者之差異值之至少一者高於第三臨界值TH3時，且邊緣區域偵測單元202的偵測結果為假(即第一圖場F1不在圖框之邊緣)時，表示三維亮度訊號LU1包括三維色度訊號的影響，因此輸出單元40將三維亮度訊號LU1在該色度成分之載波頻率Fsc之頻帶內的成分由帶止濾波器400進行帶止濾波(notch filtered)後的結果輸出。
    如上所述，第1圖之三維梳形濾波器30應該用於靜態情況，而一非三維梳形濾波器應該用於動態情況。當三維梳形濾波器30或非三維梳形濾波器用於錯誤的情況時，亮度訊號及色度訊號會發生相互干擾。本發明能藉由判斷三維亮度訊號與三維色度訊號的特性來獲得精確的輸出亮度訊號LUOUT。因此即使第1圖之三維梳形濾波器30錯用在動態情況時，也能消除三維色度訊號的影響。
    於本實施例中，色度判斷單元10與圖場觀測單元20兩者都能消除三維色度訊號的影響，本發明之裝置1可以設定為選擇色度判斷單元10與圖場觀測單元20之其中一者來獲得精確的輸出亮度訊號LUOUT。於另一實施例中，裝置1可以僅包括色度判斷單元10與圖場觀測單元20之其中一者來獲得精確的輸出亮度訊號LUOUT。
    本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    1‧‧‧裝置
    10‧‧‧色度判斷單元
    20‧‧‧圖場觀測單元
    30‧‧‧三維梳型濾波器
    40‧‧‧輸出單元
    100‧‧‧亮度偵測單元
    102‧‧‧色度動態偵測單元
    104‧‧‧載波頻率觀測單元
    200‧‧‧值比較單元
    202‧‧‧邊緣區域偵測單元
    400‧‧‧帶止濾波器
    1000‧‧‧帶通濾波器
    1002‧‧‧第一減法器
    1004‧‧‧第一比較器
    1020‧‧‧第二減法器
    1022‧‧‧第二比較器
    2000‧‧‧值決定單元
    2002‧‧‧第三比較器
    CH1‧‧‧第一三維色度訊號
    CH2‧‧‧第二三維色度訊號
    F1~F5‧‧‧第一圖場~第五圖場
    Fsc‧‧‧載波頻率
    SC‧‧‧複合影像訊號
    LU1、LU2‧‧‧三維亮度訊號
    LUOUT‧‧‧輸出亮度訊號
    TH1‧‧‧第一臨界值
    TH2‧‧‧第二臨界值
    TH3‧‧‧第三臨界值
    第1圖係繪示一影像處理系統，其具有根據本發明實施例之用於輸出亮度訊號之裝置；第2圖係繪示第1圖之色度判斷單元；以及第3圖係繪示第1圖之圖場觀測單元。
    1‧‧‧裝置
    10‧‧‧色度判斷單元
    20‧‧‧圖場觀測單元
    30‧‧‧三維梳型濾波器
    40‧‧‧輸出單元
    Fsc‧‧‧載波頻率
    SC‧‧‧複合影像訊號
    LUOUT‧‧‧輸出亮度訊號
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] 一種用於輸出亮度訊號之裝置，係用於一影像處理系統，一圖框之一複合影像訊號具有一色度成分以及一亮度成分，一三維梳形濾波器接收該圖框之該複合影像訊號及基於該亮度成分輸出一三維亮度訊號，該色度成分係調變在一載波頻率，該裝置包括：一色度判斷單元，包括：一亮度偵測單元，判斷該三維亮度訊號之一振幅與該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之一頻帶內之一振幅兩者的一差異值是否低於一第一臨界值；以及一色度動態偵測單元，判斷兩個三維色度訊號之一色度變化是否高於一第二臨界值；一圖場觀測單元，包括：一值比較單元，判斷一第一圖場在N點循環之一最大值與一第三圖場在N點循環之一最大值兩者的一差異值是否高於一第三臨界值，或判斷該第一圖場在N點循環之一最小值與該第三圖場在N點循環之一最小值的一差異值是否高於該第三臨界值，其中N為正整數；以及一邊緣區域偵測單元，判斷該第一圖場是否在該圖框之一邊緣；以及一輸出單元，當該亮度偵測單元之判斷結果與該色度動態偵測單元之判斷結果為真(true)時，該輸出單元將該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分進行帶止濾波(notch filtered)後輸出，當該第一圖場與該第三圖場在N點循環之最大值的該差異值及該最小值的該差異值之至少一者高於該第三臨界值時，且該邊緣區域偵測單元之一偵測結果為假(false)時，該輸出單元將該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分進行帶止濾波(notch filtered)後輸出，否則，該輸出單元輸出該三維亮度訊號。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該亮度偵測單元包括：一帶通濾波器，通過該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分；一第一減法器，執行該帶通濾波器的輸出與該三維亮度訊號的減法；以及一第一比較器，比較該第一減法器的減法結果與該第一臨界值。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度動態偵測單元包括：一第二減法器，執行該兩個三維色度訊號的減法；以及一第二比較器，比較該第二減法器的減法結果與該第二臨界值。
    [4] 如申請專利範圍第3項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該兩個三維色度訊號之其中一者係由該第一圖場及該第三圖場而得，該兩個三維色度訊號之另一者係由該第三圖場及一第五圖場而得。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該第一圖場、該第三圖場及該第五圖場為美國國家電視標準協會(National Television System Committee；NTSC)標準或相位交互線(Phase Alternation by Line；PAL)標準。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度判斷單元進一步包括一載波頻率觀測單元，用於判斷該三維亮度訊號以及一接續三維亮度訊號是否具有180度的相位差。
    [7] 如申請專利範圍第1項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該值比較單元包括：一值決定單元，決定該第一圖場在N點循環之該最大值與該第三圖場在N點循環之該最大值兩者的該差異值，以及決定該第一圖場在N點循環之該最小值與該三圖場在N點循環之最小值兩者的該差異值；以及一第三比較器，將該第一圖場在N點循環之該最大值與該第三圖場在N點循環之該最大值兩者的該差異值與該第三臨界值進行比較，以及將該第一圖場在N點循環之該最小值與該第三圖場在N點循環之該最小值兩者的該差異值與該第三臨界值進行比較。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度成分之該載波頻率之該頻帶係可調整大小。
    [9] 一種用於輸出亮度訊號之裝置，係用於一影像處理系統，一圖框之一複合影像訊號具有一色度成分以及一亮度成分，一三維梳形濾波器接收該圖框之該複合影像訊號及基於該亮度成分輸出一三維亮度訊號，該色度成分係調變在一載波頻率，該裝置包括：一色度判斷單元，包括：一亮度偵測單元，判斷該三維亮度訊號之一振幅與該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之一頻帶內之一振幅兩者的一差異值是否低於一第一臨界值；以及一色度動態偵測單元，判斷兩個三維色度訊號之一色度變化是否高於一第二臨界值；以及一輸出單元，當該亮度偵測單元之判斷結果與該色度動態偵測單元之判斷結果為真(true)時，該輸出單元將該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分進行帶止濾波後輸出，或者當該亮度偵測單元之判斷結果與該色度動態偵測單元之判斷結果之其中一者為假(false)時，該輸出單元輸出該三維亮度訊號。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該亮度偵測單元包括：一帶通濾波器，通過該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分；一第一減法器，執行該帶通濾波器的輸出與該三維亮度訊號的減法；以及一第一比較器，比較該第一減法器的減法結果與該第一臨界值。
    [11] 如申請專利範圍第9項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度動態偵測單元包括：一第二減法器，執行該兩個三維色度訊號的減法；以及一第二比較器，比較該第二減法器的減法結果與該第二臨界值。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該兩個三維色度訊號之其中一者係由第一圖場及第三圖場而得，該兩個三維色度訊號之另一者係由第三圖場及第五圖場而得。
    [13] 如申請專利範圍第12項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該第一圖場、該第三圖場及該第五圖場為美國國家電視標準協會(National Television System Committee；NTSC)標準或相位交互線(Phase Alternation by Line；PAL)標準。
    [14] 如申請專利範圍第9項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度判斷單元進一步包括一載波頻率觀測單元，用於判斷該三維亮度訊號以及一接續三維亮度訊號是否具有180度的相位差。
    [15] 如申請專利範圍第9項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度成分之該載波頻率之該頻帶係可調整大小。
    [16] 一種用於輸出亮度訊號之裝置，係用於一影像處理系統，一圖框之一複合影像訊號具有一色度成分以及一亮度成分，一三維梳形濾波器接收該圖框之該複合影像訊號及基於該亮度成分輸出一三維亮度訊號，該色度成分係調變在一載波頻率，該裝置包括：一圖場觀測單元，包括：一值比較單元，判斷一第一圖場在N點循環之一最大值與一第三圖場在N點循環之一最大值兩者的一差異值是否高於一臨界值，或判斷該第一圖場在N點循環之一最小值與該第三圖場在N點循環之一最小值的一差異值是否高於該臨界值，其中N為正整數；以及一邊緣區域偵測單元，判斷該第一圖場是否在該圖框之一邊緣；以及一輸出單元，當該第一圖場與該第三圖場在N點循環之最大值的該差異值及該最小值的該差異值之至少一者高於該臨界值時，且該邊緣區域偵測單元之一偵測結果為假(false)時，該輸出單元將該三維亮度訊號在該色度成分之該載波頻率之該頻帶內的成分進行帶止濾波(notch filtered)後輸出，或者當該第一圖場與該第三圖場在N點循環之最大值的該差異值低於該臨界值、該第一圖場與該第三圖場在N點循環之最小值之該差異值低於該臨界值、或該邊緣區域偵測單元的該偵測結果為真(true)時，該輸出單元輸出該三維亮度訊號。
    [17] 如申請專利範圍第16項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該值比較單元包括：一值決定單元，決定該第一圖場在N點循環之該最大值與該第三圖場在N點循環之該最大值的該差異值，以及決定該第一圖場在N點循環之該最小值與該三圖場在N點循環之該最小值的該差異值；以及一比較器，將該第一圖場在N點循環之該最大值與該第三圖場在N點循環之該最大值的該差異值與該臨界值進行比較，以及將該第一圖場在N點循環之該最小值與該第三圖場在N點循環之該最小值的該差異值與該臨界值進行比較。
    [18] 如申請專利範圍第16項所述之用於輸出亮度訊號之裝置，其中該色度成分之該載波頻率之該頻帶係可調整大小。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    法律状态:
    2018-06-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US13/290,040|US8421926B1|2011-11-04|2011-11-04|Device for outputting luminance signal|
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