专利名称：视频信号中的色串抑制方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明有关数字显示系统。具体地说，本发明是关于对解码后的复合视频信号中的色串现象进行检测和抑制的方法的发明。
背景技术：
鉴于先进半导体处理技术的发展，集成电路(ICs)的功能及复杂程度大大的得到了强化。随着处理及存储能力的增加，许多以前由模拟方式完成的工作现在都能以数字的方式完成。例如，图像、音频甚至视频信号都能以数字的方式进行生成、传播及使用。
图1描述了通常在电视系统中使用的隔行视频流100的一部分。隔行视频流100包含一系列隔行视频场F(0)至F(N)。偶场包含场景的偶数行，而奇场包含了场景的奇数行。例如，对一个由400行，每行640个像素组成的场景，偶场将包含第2，4，...，400行，而奇场将包含第1，3，...，399行。通常，隔行视频流中的每一场是在不同时刻生成的。例如，一个隔行视频生成设备(如一个数字摄像机)在时间T捕捉及存储场景的奇数行以生成视频场F(5)，而在时间T+1捕捉及存储场景的偶数行以生成视频场F(6)。这个过程将不断重复以生成隔行视频流。两种主要的隔行扫描视频标准包括PAL(Phase Alternating Line)制标准，其主要应用于欧洲及中国，每秒显示50个隔行视频场，和NTSC(National Television System Committee)制标准，其主要应用于美国，每秒显示60个隔行视频场。由于带宽的限制，当逐行视频显示的帧频要求无法满足时，我们就使用隔行视频系统。具体的说，两组25场/秒的隔行视频场奇偶交替显示便可以达到类似50帧/秒的显示效果，这是因为电视上的像素在扫描过后可以保持一小段时间。
在视频信号的传输中，色度信息和亮度信息通过一定的调制结合为复合视频信号。对PAL和NTSC复合视频信号的不完美的解码都会导致色串现象的发生。具体地说，色串现象通常发生在图像中局部亮度信号的频率与色度信号的载波频率相近的地方。色串现象在PAL制式和NTSC制式的视频信号中都会发生。
例如，NTSC制式的复合视频信号中的色度信号载波频率通常为3.58兆赫兹，即色度信息在传输前由一个频率为3.58兆赫兹的正弦波进行了调制。而亮度信息本身可能含有该载波频率附近的频率分量。亮度信息中该载波频率附近的频率分量就会造成色串现象，而这种色串在传统的复合视频信号的解码过程中是无法完全消除的。通常，在传统的复合视频信号的解码中，色度信息可由一个中心频率在载波频率附近的带通滤波器得到。而这样的带通滤波器无法阻止亮度信息中载波频率附近的频率分量通过。所以，解码后的色度信息并不准确，其中也包含了亮度信息中载波频率附近的频率分量。在传统的PAL制式的复合视频信号的解码中也会发生色串现象，而其中的色度信号载波频率通常为4.43兆赫兹。色串现象也可能发生在其他制式的视频信号中。
通常，可以利用三维梳状滤波器来抑制色串现象。具体地说，在NTSC制式的复合视频信号中，连续的两个奇场或偶场中对应位置处的色度信息有180度的相差。若该处的图像内容不发生变化，则一个三维梳状滤波器可以通过将这两个相应位置处的复合视频信号相减来消除亮度信息中载波频率附近的频率分量。而在PAL制式的复合视频信号中，连续的两个奇场或偶场中对应位置处的色度信息只有90度的相差。所以，利用三维梳状滤波器来抑制PAL制式下的色串现象至少会需要四个连续奇场或偶场的视频数据。
虽然利用三维梳状滤波器可以较有效地抑制色串现象的发生，但也存在一些缺点.例如，三维梳状滤波器对视频信号中的噪音比较敏感，所以一个带有三维梳状滤波器的数字视频解码器在弱视频信号下效果并不理想，而弱视频信号在很多地区，如中国的乡镇地区是相当普遍的。而且，带有三维梳状滤波器的数字视频解码器通常价格昂贵。因此，我们需要开发一种可以从解码后的视频信号中有效抑制色串现象的方法和系统。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种方法及系统以在解码后的复合视频信号中抑制色串现象的发生。具体地说，在基于本发明的一种实施例中，一个色串检测系统接收一系列解码后的视频信号场。色串检测系统在一组具有相同像素位置的像素中检测色串模板的存在。其中的每一个像素分别属于一组视频场中的一场。该组视频场包含了当前场，而当前像素即为当前场中相应像素位置处的像素。当色串检测系统在一系列连续的同类场(即同为奇场或同为偶场)中的相应像素位置处检测到色串模板的存在时，即表示在当前像素处有色串现象发生。用户可通过一个色串阈值来设置要进行色串检测的连续同类场的数目。对PAL制视频信号来说，色串模板为由两个较大色度值接着两个较小色度值重复交替出现的模板。而对NTSC制视频信号来说，色串模板为由一个较大色度值接着一个较小色度值并重复交替出现的模板。
对于在解码后的视频信号场中进行色串的抑制，本发明提供了一种新颖的“两步”方法和系统。鉴于此，在基于本发明的大多数实施例中，当色串检测系统在一个像素位置处检测到色串现象的存在时，我们将要在该像素位置处进行色串抑制的视频场分成两组，对第一组视频场中每一场的相应像素位置处的像素使用一个第一色串抑制技术，而对第二组视频场中每一场的相应像素位置处的像素使用一个第二色串抑制技术。其中第二组视频场在视频信号流中处于第一组视频场之后。例如，在基于本发明的一种实施例中，第一色串抑制技术是一种平均技术，而第二色串抑制技术是一种迭代技术。在基于本发明的另一种实施例中，第一色串抑制技术是一种使用较大加权系数的迭代技术，而第二色串抑制技术是一种使用较小加权系数的迭代技术。
如下各图有助于更好地理解本发明。
图1描述了一个隔行视频场流。
图2描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个色串抑制系统的简单框图。
图3介绍了本发明中所用的符号命名规则。
图4描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个色串检测单元的简单框图。
图5描述了与PAL制视频信号下基于本发明的一种实施例相对应的一个色度U信号子模板检测单元的一个部分的简单框图。
图6描述了与PAL制视频信号下基于本发明的一种实施例相对应的一个色度U信号子模板检测单元的另一个部分的简单框图。
图7描述了与基于本发明的另一种实施例相对应的一个色串检测单元的简单框图。
图8描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个色串抑制单元的简单框图。
图9描述了与NTSC制视频信号下基于本发明的一种实施例相对应的一个色度U信号子模板检测单元的一个部分的简单框图。
图10描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个色度U信号子模板检测单元的另一个部分的简单框图。
具体实施例方式如上所述，不完美的复合视频信号的解码可能导致色串的发生。本发明在解码后的复合视频信号中检测并抑制色串现象。图2描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个色串抑制系统200的简单框图。色串抑制系统200包含一个视频缓存210，一个色串检测单元220，一个偶场计数器缓存230和一个奇场计数器缓存240，以及一个色串抑制单元250。视频缓存210可存储一个解码后的输入隔行视频流I_IVS中的最近的N个视频场。色串检测单元220从视频缓存210中读取像素信息，并以下面介绍的方法利用偶场计数器缓存230和奇场计数器缓存240进行色串现象的检测。基于色串检测单元220的检测结果，以及一个初始色串阈值I_C_C_T和一个终了色串阈值F_C_C_T，色串抑制单元250以下面介绍的方法产生正确的色度信息并回写入视频缓存210中。经过色串抑制的正确的视频信号作为本系统的输出隔行视频流I_OVS。
为简明起见，因为本发明中的色串检测与抑制方法对奇场和偶场的操作是完全一样的，所以下面不对奇场的情况和偶场的情况进行分开的描述。具体地说，色串检测单元220和色串抑制单元250的操作将利用偶场计数器缓存230对偶场的情况进行介绍。一个本领域熟练的技术人员可以方便的将下面介绍的方法利用奇场计数器缓存240应用到奇场的情况。
与基于本发明的某些实施例相对应的色串抑制系统200中包含一个静止像素检测单元(图中未包括)。在这些系统中，如果像素不是静止的，那么色串检测与抑制的操作将不予实施。然而，本发明中下面要介绍的技术和系统在非静止像素处检测到色串现象的可能性很小，所以在很多基于本发明的实施例中都不包含静止像素检测单元。即使对那些包含静止像素检测单元的基于本发明的实施例，任何现有的静止像素检测方法都可使用。例如，在美国专利申请序列号10/659,038-3279，申请日期2003年9月9日，标题为“一种像素静止检测的多窗口多阈值方法”的专利申请中介绍的静止像素检测方法。具体的静止像素检测方法不在本发明所涵盖的范围内。
图3描述了色串抑制系统200中所用的符号命名规则。具体地说，图3中给出了一个当前场F(i)，一个在当前场F(i)之前与当前场同类型(即奇场或偶场)的视频场F(i-2)，和三个在当前场F(i)之后与当前场同类型(即奇场或偶场)的连续视频场F(i+2)，F(i+4)和F(i+6)。当i为一个奇数时，当前场F(i)及视频场F(i-2)，F(i+2)，F(i+4)和F(i+6)均为奇场，即包含奇扫描行的视频场。相反的，当i为一个偶数时，当前场F(i)及视频场F(i-2)，F(i+2)，F(i+4)和F(i+6)均为偶场，即包含偶扫描行的视频场。图3也标出了当前场F(i)中的一个当前像素P(i，j，k)，以及视频场F(i-2)，F(i+2)，F(i+4)和F(i+6)中相应的像素P(i-2，j，k)，P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)和P(i+6，j，k)。这些相应的像素在各视频场中均处于相对应的位置。具体地说，当前像素P(i，j，k)是当前场F(i)中第j行的第k个像素。类似的，像素P(i+2，j，k)是场F(i+2)中第j行的第k个像素。这里的描述假设像素表示为YUV格式(即亮度Y，色度U和色度V)。而在基于本发明的其它实施例中像素也可以表示为其它格式，如YIQ格式。如图3所示，当前像素P(i，j，k)由其亮度值Y(i，j，k)，色度U值U(i，j，k)和色度V值V(i，j，k)来表示。类似的，图3中的其它像素也由亮度值(Y)，色度U值(U)和色度V值(V)表示。
色串抑制系统200利用一系列视频场中相应像素的色度值进行色串抑制。具体地说，色串检测单元220通过对由当前场F(i)中的当前像素P(i，j，k)及其之后的一系列相应像素所组成的一个当前像素集进行分析来检测当前像素集是否呈现一个色串模板。“色串模板”可以包含一个时变分量。因此，色串抑制系统200可以通过一些额外的存储单元来追踪每个像素位置处信息随时间的变化。这一点稍后将详细介绍。当检测到色串模板时，偶场计数器缓存230中相应的偶场计数器E_CNT(j，k)将递增。如果没有检测到色串模板，偶场计数器E_CNT(j，k)将被重置为零。如前所述，为简明起见这里将只对偶场情况进行详述。对奇场情况使用的是奇场计数器O_CNT(j，k)。当偶场计数器E_CNT(j，k)大于或等于一个初始色串阈值I_C_C_T时，色串抑制单元250以下面将介绍的方法进行当前像素P(i，j，k)处的色串抑制。
在PAL制复合视频信号的情况下，色串的发生将使色度U信号和色度V信号都呈现一个特殊的模板，即两个较大的色度值后跟着两个较小的色度值，再跟着两个较大的色度值，等等。而在NTSC制复合视频信号的情况下，色串的发生将使色度U信号和色度V信号都呈现出一个较大及一个较小的色度值交替出现的特殊模板。为清楚起见，这里先对PAL制的情况进行描述，然后再就NTSC制的情况下需作的方法改动进行特别介绍。
在视频缓存足够大时，理论上讲一个色串检测单元可以按初始色串阈值I_C_C_T的大小在足够多的视频场中直接检测色串模板的存在与否。但考虑到视频缓存的昂贵价格，基于本发明的一些实施例利用了较小的视频缓存，而按本发明的方法这些实施例仍然可以检测很多视频场的数据。例如，在基于本发明的一个实施例中，视频缓存共存储10个连续的视频场，故一次可以利用其中5个同类的连续视频场(即奇场或偶场)进行色串检测。而通过下面描述的方法，可以实现对多于5个同类连续视频场进行色串检测。具体地说，如图2所示，设这5个同类连续视频场为当前场F(i)，前场F(i-2)，后续场F(i+2)，F(i+4)和F(i+6)。在下面的描述中，色串检测单元220利用当前场F(i)中的当前像素P(i，j，k)及后续场F(i+2)，F(i+4)和F(i+6)中的相应像素进行色串检测。对四个同类连续视频场中的相应像素来说，在PAL制情况下其色度值可能呈现出的色串模板必然属于如下四种PAL色串子模板之一，即PAL_S0，PAL_S1，PAL_S2和PAL_S3(如下表1)中的一个表1
举例来说，为了判断8个连续的同类场(即同为奇场或同为偶场)中的8个相应像素是否呈现表1中定义的PAL色串模板，这8个像素被分成5个子集，每个子集包含4个像素。具体地说，子集S_0＝{P(i，j，k)，P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)，P(i+6，j，k)}，子集S_1＝{P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)，P(i+6，j，k)，P(i+8，j，k)}，子集S_2＝{P(i+4，j，k)，P(i+6，j，k)，P(i+8，j，k)，P(i+10，j，k)}，子集S_3＝{P(i+6，j，k)，P(i+8，j，k)，P(i+10，j，k)，P(i+12，j，k)}，及子集S_4＝{P(i+8，j，k)，P(i+10，j，k)，P(i+12，j，k)，P(i+14，j，k)}。当一个子集中的像素呈现色串现象时，其像素的色度信号(色度U信号及色度V信号分别独立判断)必满足相应的PAL色串子模板。具体地说，如果子集S_x中像素的色度信号满足PAL色串子模板PAL_Sy，则子集S_(x+1)中像素的色度信号就必须满足PAL色串子模板PAL_S((y+1)MOD 4)，其中MOD是模运算函数。因此，例如如果子集S_0中像素的色度信号满足PAL色串子模板PAL_S2，则子集S_1中像素的色度信号就必须满足PAL色串子模板PAL_S3。类似地，如果子集S_2中像素的色度信号满足PAL色串子模板PAL_S0，则子集S_3中像素的色度信号就必须满足PAL色串子模板PAL_S1，而子集S_4中像素的色度信号就必须满足PAL色串子模板PAL_S2。色度U信号及色度V信号分别进行独立判断。由于噪音可能造成某个呈现色串现象的子集中的像素的色度信号不满足相应的色串子模板，在大多数基于本发明的实施例中色串检测单元220在色度U信号或色度V信号满足相应的色串子模板时就认为色串现象存在，而不必色度U信号和色度V信号同时满足。
检测一组像素的色度信号是否满足色串子模板可以通过各种模板匹配检测技术。大多数基于本发明的实施例利用了如下检测方法，即通过检测一个色串子模板中每个应为“大”的色度数值是否大于所有应为“小”的色度数值。另一些基于本发明的实施例利用了一个中心死区阈值CT。在这些实施例中，PAL色串子模板的匹配是通过检测一个色串子模板中每个应为“大”的色度数值是否比所有应为“小”的色度数值都大中心死区阈值CT来完成的。
图4描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个色串检测单元220的简单框图。图4中描述的实施例包含一个色度U信号子模板检测单元410，一个色度V信号子模板检测单元420，一个色度U信号子模板跟踪缓存430，一个色度V信号子模板跟踪缓存440，和一个计数器缓存更新单元450。色度U信号子模板检测单元410接收当前像素集(P(i，j，k)，P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)和P(i+6，j，k))中像素的色度U信号U(i，j，k)，U(i+2，j，k)，U(i+4，j，k)和U(i+6，j，k)，并且检测这些色度U信号是否满足一个PAL色串子模板。为了减少对视频缓存210的操作，在图2，图4和图7(在下面描述)中描述的色串检测单元220的实施例中色度U信号和色度V信号被直接提供给色串抑制单元250。而在基于本发明的另一些实施例中色串抑制单元250也可以从视频缓存210中读取所需的色度信号。
色度U信号子模板检测单元410还接收一个与当前像素P(i，j，k)的像素位置相对应的前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)。前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)给出了当前像素位置处的前像素集中的像素的色度U信号所满足的PAL色串子模板。另外，前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)也可能等于一个系统保留值，而此时说明当前像素位置处的前像素集中的像素的色度U信号不满足任何一个PAL色串子模板。色度U信号子模板检测单元410产生一个色度U信号子模板匹配信号U_S_M，用以表示色度U信号子模板检测单元410接收到的当前像素集中的像素的色度U信号满足一个PAL色串子模板。色度U信号子模板检测单元410还产生一个色度U信号模板匹配信号U_P_M，用以表示色度U信号子模板检测单元410接收到的当前像素集中的像素的色度U信号满足正确的那个PAL色串子模板。具体地说，当色度U信号子模板检测单元410接收到的当前像素集中的像素的色度U信号满足任何一个PAL色串子模板时，色度U信号子模板匹配信号U_S_M被设置为一个匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。否则，色度U信号子模板匹配信号U_S_M被设置为一个不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。当所匹配的PAL色串子模板为前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)所指示的PAL色串子模板的后一个子模板时，色度U信号模板匹配信号U_P_M被设置为一个匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。否则，色度U信号模板匹配信号U_P_M被设置为一个不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。色度U信号子模板检测单元410将色度U信号子模板匹配信号U_S_M和色度U信号模板匹配信号U_P_M传递给计数器缓存更新单元450。在产生色度U信号子模板匹配信号U_S_M和色度U信号模板匹配信号U_P_M后，色度U信号子模板检测单元410将一个更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)写入色度U信号子模板跟踪缓存430。这个更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)表示了当前像素集中的像素的色度U信号所满足的PAL色串子模板。
色度V信号子模板检测单元420接收色度V信号V(i，j，k)，V(i+2，j，k)，V(i+4，j，k)和V(i+6，j，k)并检测其是否满足一个PAL色串子模板。色度V信号子模板检测单元420完成与色度U信号子模板检测单元410一样的功能，只是针对的是色度V的相关信号，包括像素的色度V信号，色度V信号子模板跟踪缓存440中的前色度V信号子模板值P_VCS(j，k)，更新色度V信号子模板值U_VCS(j，k)，色度V信号子模板匹配信号V_S_M，和色度V信号模板匹配信号V_P_M。这里对色度V信号子模板检测单元420不在作详细描述。
色度U信号子模板跟踪缓存430与色度U信号子模板检测单元410相联，被用来存储与每个像素位置相对应的色度U信号子模板值。类似地，色度V信号子模板跟踪缓存440与色度V信号子模板检测单元420相联，被用来存储与每个像素位置相对应的色度V信号子模板值。
计数器缓存更新单元450读取并更新偶场计数器缓存230中与当前像素P(i，j，k)的像素位置相对应的偶场计数器E_CNT(j，k)数值。偶场计数器E_CNT(j，k)的数值等于满足相应PAL色串子模板的连续的偶场像素集的数目。然而，在很多基于本发明的实施例中，偶场计数器E_CNT(j，k)的数值受限于一个最大值，该最大值应大于或等于初始色串阈值I_C_C_T和终了色串阈值F_C_C_T。这是为了界定偶场计数器缓存230的大小。如前所述，这里假设了场F(i)为一个偶场。如果场F(i)为一个奇场，则使用奇场计数器O_CNT(j，k)。对偶场计数器E_CNT(j，k)的更新取决于色度U信号子模板匹配信号U_S_M，色度U信号模板匹配信号U_P_M，色度V信号子模板匹配信号V_S_M，色度V信号模板匹配信号V_P_M，及终了色串阈值F_C_C_T。具体地说，当色度U信号模板匹配信号U_P_M或色度V信号模板匹配信号V_P_M处于匹配逻辑状态时，偶场计数器E_CNT(j，k)递增一，且偶场计数器E_CNT(j，k)不超过终了色串阈值F_C_C_T。当色度U信号模板匹配信号U_P_M和色度V信号模板匹配信号V_P_M均处于不匹配逻辑状态，且色度U信号子模板匹配信号U_S_M或色度V信号子模板匹配信号V_S_M处于匹配逻辑状态时，偶场计数器E_CNT(j，k)被设置为一。而当所有这些匹配信号均处于不匹配逻辑状态时，偶场计数器E_CNT(j，k)重置为零。
色度U信号子模板检测单元410对每一个PAL色串子模板的检测可以由一组比较器来实现。检测一个PAL色串子模板通常需要四个比较器。例如，图5中描述了一个电路框图实施例，用以检测当前像素集(即P(i，j，k)，P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)and P(i+6，j，k))中的像素的色度U信号是否满足PAL色串子模板PAL_S0。图5中包含四个比较器510，520，530和540，以及一个与门550。每一个比较器都有第一输入端I0，一个第二输入端I1，和一个单二进制位的输出端“O”。四个比较器510，520，530和540都在第一输入端I0的输入大于第二输入端I1的输入时输出一个逻辑高状态。为了匹配PAL色串子模板PAL_S0(即像素的色度信号值满足“大大小小”的排列)，色度U信号U(i，j，k)和U(i+2，j，k)应大于色度U信号U(i+4，j，k)和U(i+6，j，k)。因此，如图5中所示，色度U信号U(i，j，k)联结比较器510和520的第一输入端，色度U信号U(i+2，j，k)联结比较器530和540的第一输入端，色度U信号U(i+4，j，k)联结比较器510和530的第二输入端，色度U信号U(i+6，j，k)联结比较器520和540的第二输入端。比较器510，520，530和540的输出作为与门550的输入，而与门550的输出提供了一个子模板0匹配信号S0_M。如果像素的色度U信号满足PAL色串子模板PAL_S0，与门550输出的子模板0匹配信号S0_M将处于匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。否则，与门550输出的子模板0匹配信号S0_M将处于不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。对于采用了中心死区阈值C_T的基于本发明的实施例，每个比较器的第二输入端I1前应加上一个加法器，以实现相应的色度U信号与C_T相加的操作。一个本领域熟练的技术人员可以对图5进行相应的修改以产生对应于PAL色串子模板PAL_S1，PAL_S2和PAL_S3的子模板匹配信号S1_M，S2_M和S3_M。以类似图5中的电路实现所有四个PAL色串子模板的检测需要12个比较器和4个与门。这里只需要12个比较器而不是16个比较器的原因是有些比较操作是重复的。例如，PAL色串子模板PAL_S0和PAL_S1的检测都用到了色度U信号U(i，j，k)要大于色度U信号U(i+4，j，k)的比较操作。通常在任何时刻子模板匹配信号S0_M，S1_M，S2_M和S3_M中最多有一个会处于匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。
图6描述了PAL制情况下色度U信号子模板检测单元410中的另一个部分的架构框图实施例，该部分用以产生色度U信号子模板匹配信号U_S_M，色度U信号模板匹配信号U_P_M，及更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)。具体地说，一个四输入或门605接收子模板匹配信号S0_M，S1_M，S2_M和S3_M并输出色度U信号子模板匹配信号U_S_M。一个编码器610也接收子模板匹配信号S0_M，S1_M，S2_M和S3_M，并产生更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)。表2中给出了编码器610的真值表。如表2中所示，子模板匹配信号的系统保留值被设为4。表2中未列出的任何子模板匹配信号的组合均为出错情况，而在任何出错情况下更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)均取为系统保留值4。
表2
一个模4加法器620完成将前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的低两位二进制位与数值1进行模4相加的操作。为清楚起见，当引用一个数NUM的某些二进制位时，图中使用了符号NUM[a:b]。符号NUM[a:b]表示NUM的二进制位“b”到二进制位“a”(包含二进制位“b”和二进制位“a”)。这样，一个数最右边的二进制位(即最低位)为二进制位“0”。类似地，符号NUM[c]用以表示数NUM的一个二进制位，即二进制位“c”。因此，前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的低两位二进制位表示为P_UCS(j，k)[1:0]，而P_UCS(j，k)的二进制位“2”表示为P_UCS(j，k)[2]。
模4加法器620的输出即为更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)所应该等于的数值。因此，比较器640检测模4加法器620的输出是否等于编码器610输出的更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)的低两位二进制位值，并且将比较的结果提供给一个与门660的一个第一输入端。更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)的二进制位“2”，即U_UCS(j，k)[2]联结到一个反相器655的输入端，而反相器655的输出端联结到与门660的一个第二输入端。类似地，前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的二进制位“2”，即P_UCS(j，k)[2]联结到一个反相器650的输入端，而反相器650的输出端联结到与门660的一个第三输入端。与门660的输出即为色度U信号模板匹配信号U_P_M。在前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)等于系统保留值时(即表示前像素集中像素的色度U信号不满足任何一个PAL色串子模板)，前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的二进制位“2”，即P_UCS(j，k)[2]为逻辑高状态，即逻辑“1”状态。因此，P_UCS(j，k)[2]经反相器650后连接到与门660的输入使与门660的输出端，即色度U信号模板匹配信号U_P_M被设置为不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。类似地，在更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)等于系统保留值时，与门660的输出端，即色度U信号模板匹配信号U_P_M被设置为不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。在前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)和更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)均不等于系统保留值时，与门660在更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)的低两位二进制位，即U_UCS(j，k)[1:0]等于前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的低两位二进制位，即P_UCS(j，k)[1:0]与数值1的模4加结果时，将其输出的色度U信号模板匹配信号U_P_M设置为匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。
在某些基于本发明的实施例中不使用色度U信号子模板跟踪缓存430和色度V信号子模板跟踪缓存440。图7描述了一个色串检测单元220的另一种实施例框图。图7包含了一个色度U信号子模板检测单元710，一个色度V信号子模板检测单元720，和一个计数器缓存更新单元750。色度U信号子模板检测单元710接收色度U信号U(i-2，j，k)，U(i，j，k)，U(i+2，j，k)，U(i+4，j，k)和U(i+6，j，k)，并检测色度U信号U(i，j，k)，U(i+2，j，k)，U(i+4，j，k)和U(i+6，j，k)(即当前像素集中像素的色度U信号)是否满足一个PAL色串子模板。而且，色度U信号子模板检测单元710还检测色度U信号U(i-2，j，k)，U(i，j，k)，U(i+2，j，k)和U(i+4，j，k)(即前像素集中像素的色度U信号)是否满足一个PAL色串子模板。根据这些检测的结果，色度U信号子模板检测单元710产生如前所述的色度U信号子模板匹配信号U_S_M和色度U信号模板匹配信号U_P_M。前面描述的图5及图6中的实施例方案也可以在色度U信号子模板检测单元710中使用。
色度V信号子模板检测单元720接收色度V信号V(i-2，j，k)，V(i，j，k)，V(i+2，j，k)，V(i+4，j，k)和V(i+6，j，k)，并产生色度V信号子模板匹配信号V_S_M和色度V信号模板匹配信号V_P_M。因为色度V信号子模板检测单元720完成的功能与色度U信号子模板检测单元710一样，故不再详细描述。计数器缓存更新单元750完成的功能与如前所述的计数器缓存更新单元450一样，也不再详细描述。
回到图2，当色串检测单元220完成了偶场计数器E_CNT(j，k)的更新后，色串抑制单元250在偶场计数器E_CNT(j，k)大于或等于初始色串阈值I_C_C_T时对当前像素P(i，j，k)处的色串进行抑制。色串抑制单元250可以使用各种不同的色串抑制技术。例如，在基于本发明的一种实施例中，色串抑制单元250可以将当前像素的色度U信号U(i，j，k)和色度V信号V(i，j，k)直接设置为零。这样一来，当前像素P(i，j，k)就成为一个纯辉度像素。但这个方法不一定能产生高品质的图像，因为色串现象也会发生在有色度信息的图像区域。
在基于本发明的另一种实施例中，一个更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)等于当前像素集中像素的色度U信号的平均值。类似地，一个更新后的当前像素色度V信号U_V(i，j，k)等于当前像素集中像素的色度V信号的平均值。当前像素集中的四个像素的色度信号中必然有两个为“大”而另两个为“小”。方程EQ1(a)和EQ1(b)分别给出了计算U_U(i，j，k)和U_V(i，j，k)的方法。更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)与更新后的当前像素色度V信号U_V(i，j，k)被写入视频缓存210并代替原来的当前像素色度信号U(i，j，k)和V(i，j，k)。
U_U(i，j，k)＝[U(i，j，k)+U(i+2，j，k)+U(i+4，j，k)+U(i+6，j，k)]/4 EQ1(a)
U_V(i，j，k)＝[V(i，j，k)+V(i+2，j，k)+V(i+4，j，k)+V(i+6，j，k)]/4 EQ1(b) 在一些基于本发明的简化版实施例中，更新后的当前像素色度信号U_U(i，j，k)与U_V(i，j，k)可以由两个而不是四个色度信号的平均来计算。具体地说，这两个色度信号应一个为“大”而另一个为“小”。方程EQ2(a)和EQ2(b)分别给出了在PAL制时这种情况下计算U_U(i，j，k)和U_V(i，j，k)的方法(稍后会看到在NTSC制时相应的计算要作一些改动)。
U_U(i，j，k)＝[U(i，j，k)+U(i+4，j，k)]/2 EQ2(a)U_V(i，j，k)＝[V(i，j，k)+V(i+4，j，k)]/2 EQ2(b) 还有一些基于本发明的实施例利用了一种迭代的方法。在这种方法中，更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)由当前像素之前的某对应像素的色度U信号和当前像素的色度U信号或当前像素之后的某对应像素的色度U信号产生。例如，在PAL制情况下基于本发明的一种实施例中，U_U(i，j，k)由当前像素色度U信号U(i，j，k)和色度U信号U(i-4，j，k)的加权平均产生。在PAL制时，我们利用了色度U信号U(i，j，k)和U(i-4，j，k)，这是因为在PAL制色串现象存在于像素P(i，j，k)处时这两个色度U信号中一定有一个为“大”而另一个为“小”。类似地，更新后的当前像素色度V信号U_V(i，j，k)由当前像素色度V信号V(i，j，k)和色度V信号V(i-4，j，k)的加权平均产生。方程EQ3(a)和EQ3(b)分别给出了这种方法下U_U(i，j，k)和U_V(i，j，k)的计算公式。在方程EQ3(a)和EQ3(b)中，q是一个由用户设置的加权参数，其范围为从0到1，包括0和1。q为1的设置等效于关闭色串抑制功能。
U_U(i，j，k)＝[(1-q)*U(i-4，j，k)+q*U(i，j，k)] EQ3(a)U_V(i，j，k)＝[(1-q)*V(i-4，j，k)+q*V(i，j，k)] EQ3(b) 然而，在某些基于本发明的实施例中，视频缓存210中并没有存储视频场F(i-4)而存储了视频场F(i-2)。在这些实施例中，色度U信号U(i-2，j，k)及色度V信号V(i-2，j，k)将分别取代方程EQ3(a)中的U(i-4，j，k)和方程EQ3(b)中的V(i-4，j，k)。虽然在PAL制色串现象下色度U信号U(i，j，k)和U(i-2，j，k)并不一定总是满足一个为“大”而另一个为“小”的关系，但测试表明这样计算产生的更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)仍然会具备很好的收敛性。类似地，更新后的当前像素色度V信号U_V(i，j，k)在利用V(i-2，j，k)取代V(i-4，j，k)后也仍然具备很好的收敛性。方程EQ4(a)和EQ4(b)给出了在视频缓存210中没有存储视频场F(i-4)而存储了视频场F(i-2)时相应的U_U(i，j，k)和U_V(i，j，k)的计算方法。
U_U(i，j，k)＝[(1-q)*U(i-2，j，k)+q*U(i，j，k)] EQ4(a)U_V(i，j，k)＝[(1-q)*V(i-2，j，k)+q*V(i，j，k)] EQ4(b) 在某些基于本发明的实施例中，由于视频缓存210中没有存储任何当前场F(i)之前的视频场，则上面介绍的通过迭代来进行色串抑制的方法不能使用。
某些基于本发明的实施例使用了一种新颖的两步色串抑制方法，该方法结合了多种色串抑制技术，根据色串抑制在当前像素位置处的进程使用不同的色串抑制技术来产生更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)和更新后的当前像素色度V信号U_V(i，j，k)。具体地说，在偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时使用一种色串抑制技术，而在偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时使用另一种色串抑制技术。在大多数利用多种色串抑制技术的基于本发明的实施例中，偶场计数器E_CNT(j，k)的数值在达到终了色串阈值F_C_C_T后不再递增，以避免偶场计数器E_CNT(j，k)的数值超过偶场计数器缓存230所允许的最大数值。
在基于本发明的一种实施例中，视频缓存210中存储了视频场F(i-2)，色串抑制单元250利用了平均与迭代两种色串抑制技术。具体地说，当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法产生更新后的色度信号。而当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ4(a)和EQ4(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，并且方程EQ4(a)和EQ4(b)中的加权系数q取一个较小的数值，如0.375。在基于本发明的另一种实施例中，方程EQ2(a)和EQ2(b)中的平均方法取代了方程EQ1(a)和EQ1(b)。通常使用方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法比使用方程EQ2(a)和EQ2(b)的色串抑制效果好。
在基于本发明的还有一种实施例中，视频缓存210中也存储了视频场F(i-2)，而色串抑制单元250利用了两种不同参数的迭代色串抑制技术。具体地说，当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ4(a)和EQ4(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，并且方程EQ4(a)和EQ4(b)中的加权系数q取一个较大的数值，如0.625。而当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250仍然使用了方程EQ4(a)和EQ4(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，但方程EQ4(a)和EQ4(b)中的加权系数q将取一个较小的数值，如0.375。通常，较小的加权系数q的取值范围为从0到0.5，而较大的加权系数q的取值范围为从0.5到1。
在基于本发明的一种实施例中，视频缓存210中存储了视频场F(i-4)，色串抑制单元250利用了平均与迭代两种色串抑制技术。具体地说，当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法产生更新后的色度信号。而当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ3(a)和EQ3(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，并且方程EQ3(a)和EQ3(b)中的加权系数q取一个较小的数值，如0.375。在基于本发明的另一种实施例中，方程EQ2(a)和EQ2(b)中的平均方法取代了方程EQ1(a)和EQ1(b)。通常使用方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法比使用方程EQ2(a)和EQ2(b)的色串抑制效果好。
在基于本发明的还有一种实施例中，视频缓存210中也存储了视频场F(i-4)，而色串抑制单元250利用了两种不同参数的迭代色串抑制技术。具体地说，当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ3(a)和EQ3(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，并且方程EQ3(a)和EQ3(b)中的加权系数q取一个较大的数值，如0.625。而当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250仍然使用了方程EQ3(a)和EQ3(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，但方程EQ3(a)和EQ3(b)中的加权系数q将取一个较小的数值，如0.375。
图8描述了一种色串抑制单元250的实施例框图，依据该图的色串抑制单元250的实施例可以使用不同的色串抑制技术。图8中的实施例包含一个更新色度U信号产生单元810以产生经色串抑制的更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)，和一个更新色度V信号产生单元820以产生经色串抑制的更新后的当前像素色度V信号U_V(i，j，k)。
更新色度U信号产生单元810接收加权系数q，初始色串阈值I_C_C_T，终了色串阈值F_C_C_T，偶场计数器E_CNT(j，k)，奇场计数器O_CNT(j，k)，和一系列色度U信号，其中的一系列色度U信号可以包括U(i-4，j，k)，U(i-2，j，k)，U(i，j，k)，U(i+2，j，k)，U(i+4，j，k)和U(i+6，j，k)。类似地，更新色度V信号产生单元820接收加权系数q，初始色串阈值I_C_C_T，终了色串阈值F_C_C_T，偶场计数器E_CNT(j，k)，奇场计数器O_CNT(j，k)，和一系列色度V信号，其中的一系列色度V信号可以包括V(i-4，j，k)，V(i-2，j，k)，V(i，j，k)，V(i+2，j，k)，V(i+4，j，k)和V(i+6，j，k)。当偶场计数器E_CNT(j，k)(如前所述，这里的描述均假设当前视频场为偶场)小于初始色串阈值I_C_C_T时，更新色度U信号产生单元810不进行操作。当偶场计数器E_CNT(j，k)大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，更新色度U信号产生单元810使用第一种色串抑制技术产生更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)，且U_U(i，j，k)被写入视频缓存210。当偶场计数器E_CNT(j，k)大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，更新色度U信号产生单元810使用第二种色串抑制技术产生更新后的当前像素色度U信号U_U(i，j，k)，且U_U(i，j，k)被写入视频缓存210。
更新色度V信号产生单元820在功能上与更新色度U信号产生单元810相同，故不再详细叙述。
如上所述，本发明可以应用于解码后的PAL制和NTSC制的复合视频信号。对于NTSC制的情况，前面的描述应作相应的修改。对解码后的NTSC制的复合视频信号来说，色串现象的存在会使色度U信号和色度V信号均呈现一种特殊的模式，即较大的色度值和较小的色度值交替出现。因此，对于四个连续的同类场(即同为奇场或同为偶场)中相同像素位置处的四个像素来说，其色度信号会呈现如下表3中所示的两种NTSC制色串子模板NTSC_S0和NTSC_S1中的一种。
表3
为了判断8个连续的同类场(即同为奇场或同为偶场)中的8个相应像素是否呈现表3中定义的NTSC色串模板，这8个像素被分成5个子集，每个子集包含4个像素。具体地说，子集S_0＝{P(i，j，k)，P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)，P(i+6，j，k)}，子集S_1＝{P(i+2，j，k)，P(i+4，j，k)，P(i+6，j，k)，P(i+8，j，k)}，子集S_2＝{P(i+4，j，k)，P(i+6，j，k)，P(i+8，j，k)，P(i+10，j，k)}，子集S_3＝{P(i+6，j，k)，P(i+8，j，k)，P(i+10，j，k)，P(i+12，j，k)}，及子集S_4＝{P(i+8，j，k)，P(i+10，j，k)，P(i+12，j，k)，P(i+14，j，k)}。当一个子集中的像素呈现色串现象时，其像素的色度信号(色度U信号及色度V信号分别独立判断)必满足相应的NTSC色串子模板。具体地说，如果子集S_x中像素的色度信号满足NTSC色串子模板NTSC_Sy，则子集S_(x+1)中像素的色度信号就必须满足NTSC色串子模板NTSC_S((y+1)MOD 2)，其中MOD是模运算函数。因此，例如如果子集S_0中像素的色度信号满足NTSC色串子模板PAL_S1，则子集S_1中像素的色度信号就必须满足NTSC色串子模板NTSC_S0。类似地，如果子集S_2中像素的色度信号满足NTSC色串子模板NTSC_S1，则子集S_3中像素的色度信号就必须满足NTSC色串子模板NTSC_S0，而子集S_4中像素的色度信号就必须满足色串子模板NTSC_S1。色度U信号及色度V信号分别进行独立判断。由于噪音可能造成某个呈现色串现象的子集中的像素的色度信号不满足相应的色串子模板，在大多数基于本发明的实施例中色串检测单元220在色度U信号或色度V信号满足相应的色串子模板时就认为色串现象存在，而不必色度U信号和色度V信号同时满足。
依据前面的描述，我们可以方便地利用NTSC色串子模板取代PAL色串子模板来对NTSC制的视频信号进行检测。例如，图9描述的电路框图对当前像素集中的四个像素的色度U信号进行检测以判断其是否满足NTSC色串子模板NTSC_S0。基于图9的实施例包含四个比较器910，920，930和940，以及一个与门950。每一个比较器都有第一输入端I0，一个第二输入端I1，和一个单二进制位的输出端“O”。四个比较器910，920，930和940都在第一输入端I0的输入大于第二输入端I1的输入时输出一个逻辑高状态。为了匹配NTSC色串子模板NTSC_S0(即像素的色度信号值满足“大小大小”的排列)，色度U信号U(i，j，k)和U(i+4，j，k)应大于色度U信号U(i+2，j，k)和U(i+6，j，k)。因此，如图9中所示，色度U信号U(i，j，k)联结比较器910和920的第一输入端，色度U信号U(i+4，j，k)联结比较器930和940的第一输入端，色度U信号U(i+2，j，k)联结比较器910和930的第二输入端，色度U信号U(i+6，j，k)联结比较器920和940的第二输入端。比较器910，920，930和940的输出作为与门950的输入，而与门550的输出提供了一个子模板0匹配信号S0_M。如果像素的色度U信号满足NTSC色串子模板NTSC_S0，与门950输出的子模板0匹配信号S0_M将处于匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。否则，与门950输出的子模板0匹配信号S0_M将处于不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。对于采用了中心死区阈值C_T的基于本发明的实施例，每个比较器的第二输入端I1前应加上一个加法器，以实现相应的色度U信号与C_T相加的操作。一个本领域熟练的技术人员可以对图9进行相应的修改以产生对应于NTSC色串子模板NTSC_S1的子模板匹配信号S1_M。
图10描述了与基于本发明的一种实施例相对应的一个可设置的色度U信号子模板检测单元410的一个部分的简单框图。该部分用于产生色度U信号子模板匹配信号U_S_M，色度U信号模板匹配信号U_P_M，和更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)。图10中的结构可以应用于PAL或NTSC的情况，这由视频模式信号V_MODE来控制，V_MODE可处于一个NTSC模式状态(如逻辑高状态)或一个PAL模式状态(如逻辑低状态)。一个四输入或门1005接收子模板匹配信号S0_M，S1_M，S2_M和S3_M并输出色度U信号子模板匹配信号U_S_M。一个可设置编码器1010也接收子模板匹配信号S0_M，S1_M，S2_M和S3_M以及视频模式信号V_MODE，并产生更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)。当视频模式信号V_MODE处于PAL模式状态时，可设置编码器1010利用如前所述的表2中的真值表。当视频模式信号V_MODE处于NTSC模式状态时，可设置编码器1010利用如下表4中的真值表。因为NTSC制情况下只有两种色串子模板，所以子模板匹配信号S2_M和S3_M不予考虑。因此，表4中在S2_M和S3_M下的“X”表示“无所谓”状态。然而，在具体实现图10中的系统时，子模板匹配信号S2_M和S3_M在NTSC制情况下应置于逻辑低状态，以确保四输入或门1005在NTSC制情况下能正确处理。表4中未列出的任何子模板匹配信号的组合均为出错情况，而在任何出错情况下更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)均取为系统保留值4。
表4
一个可设置模加法器1020完成将前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的低两位二进制位与数值1的模相加的操作。当视频模式信号V_MODE处于PAL模式状态时，可设置模加法器1020对其输入进行模4相加的操作。而当视频模式信号V_MODE处于NTSC模式状态时，可设置模加法器1020对其输入进行模2相加的操作。
可设置模加法器1020的输出即为更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)所应该等于的数值。因此，比较器1040检测可设置模加法器1020的输出是否等于可设置编码器1010输出的更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)的低两位二进制位值，并且将比较的结果提供给一个与门1060的一个第一输入端。更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)的二进制位“2”，即U_UCS(j，k)[2]联结到一个反相器1055的输入端，而反相器1055的输出端联结到与门1060的一个第二输入端。类似地，前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的二进制位“2”，即P_UCS(j，k)[2]联结到一个反相器1050的输入端，而反相器1050的输出端联结到与门1060的一个第三输入端。与门1060的输出即为色度U信号模板匹配信号U_P_M。在前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)等于系统保留值时(即表示前像素集中像素的色度U信号不满足任何一个色串子模板)，前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的二进制位“2”，即P_UCS(j，k)[2]为逻辑高状态，即逻辑“1”状态。因此，P_UCS(j，k)[2]经反相器1050后连接到与门1060的输入使与门1060的输出端，即色度U信号模板匹配信号U_P_M被设置为不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。类似地，在更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)等于系统保留值时，与门1060的输出端，即色度U信号模板匹配信号U_P_M被设置为不匹配逻辑状态(即逻辑低状态)。在前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)和更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)均不等于系统保留值时，与门1060在更新色度U信号子模板值U_UCS(j，k)的低两位二进制位，即U_UCS(j，k)[1:0]等于前色度U信号子模板值P_UCS(j，k)的低两位二进制位，即P_UCS(j，k)[1:0]与数值1的模相加结果(PAL制时进行模4加操作，NTSC制时进行模2加操作)时，将其输出的色度U信号模板匹配信号U_P_M设置为匹配逻辑状态(即逻辑高状态)。
在NTSC制的情况下，我们可以使用多种色串抑制技术。例如，方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法可以用来产生NTSC制情况下的更新色度U信号值U_U(i，j，k)和更新色度V信号值U_V(i，j，k)。
然而，由于PAL制和NTSC制的情况下色串模板形式的不同，如前所述的一些针对PAL制情况的色串抑制方法应在NTSC制情况时作相应的修改。具体地说，因为NTSC制情况下色度U信号U(i，j，k)和U(i+4，j，k)不满足一个为“大”而另一个为“小”的关系，方程EQ2(a)和EQ2(b)中的方法不能在NTSC制情况时使用。所以，在NTSC制情况下色度U信号U(i+4，j，k)应由U(i+2，j，k)取代。类似地，色度V信号V(i+4，j，k)应由V(i+2，j，k)取代。方程EQ2N(a)和EQ2N(b)给出了NTSC制情况下相应的更新色度U信号值U_U(i，j，k)和更新色度V信号值U_V(i，j，k)的产生方法。
U_U(i，j，k)＝[U(i，j，k)+U(i+2，j，k)]/2EQ2N(a)U_V(i，j，k)＝[V(i，j，k)+V(i+2，j，k)]/2EQ2N(b) 类似地，方程EQ3(a)和EQ3(b)中的方法不能在NTSC制情况时使用。而方程EQ4(a)和EQ4(b)中的方法则可以在NTSC制情况时使用。
与PAL制情况相似，基于本发明的一些NTSC制情况下的实施例中只使用了平均的方法来进行色串抑制。例如，基于本发明的一种NTSC制情况下的实施例利用了方程EQ1(a)和EQ1(b)对色度U信号和色度V信号分别进行色串抑制，并产生更新色度U信号值U_U(i，j，k)和更新色度V信号值U_V(i，j，k)。在利用平均方法来进行色串抑制的一种简化的实施例中，我们使用方程EQ2N(a)和EQ2N(b)来产生更新色度U信号值U_U(i，j，k)和更新色度V信号值U_V(i，j，k)。
另一方面，与PAL制情况相似，基于本发明的一些NTSC制情况下的实施例中只使用了迭代的方法来进行色串抑制。这时更新色度U信号值U_U(i，j，k)是由当前场之前的某场中对应的色度U信号和当前场或当前场的某后续场中对应的色度U信号的某种组合来产生的。例如，在基于本发明的NTSC制情况下的一种实施例中，当色串现象出现在当前像素位置P(i，j，k)处时，更新色度U信号值U_U(i，j，k)由色度U信号U(i，j，k)和U(i-2，j，k)的加权平均来产生。在NTSC制情况下，我们将色度U信号U(i-2，j，k)和U(i，j，k)进行加权平均，这时因为在NTSC制的色串现象出现时，色度U信号U(i-2，j，k)和U(i，j，k)满足一个为“大”而另一个为“小”的关系。类似地，更新色度V信号值U_V(i，j，k)可由色度V信号V(i，j，k)和V(i-2，j，k)的加权平均来产生。如前所述的方程EQ4(a)和EQ4(b)给出了这种实施例中更新色度U信号值U_U(i，j，k)和更新色度V信号值U_V(i，j，k)的产生方法。
在还有一些基于本发明的NTSC制情况下的实施例中，我们使用了多种色串抑制技术相结合的方法。例如，在一种基于本发明的NTSC制情况下的实施例中，视频缓存210中存储了视频场F(i-2)，色串抑制单元250将平均的方法和迭代的方法相结合来进行色串抑制。具体地说，当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法产生更新后的色度信号。而当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ4(a)和EQ4(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，并且方程EQ4(a)和EQ4(b)中的加权系数q取一个较小的数值，如0.375。在基于本发明的另一种NTSC制情况下的实施例中，方程EQ2N(a)和EQ2N(b)中的平均方法取代了方程EQ1(a)和EQ1(b)。通常使用方程EQ1(a)和EQ1(b)中的平均方法比使用方程EQ2N(a)和EQ2N(b)的色串抑制效果好。
在基于本发明的还有一种NTSC制情况下的实施例中，视频缓存210中也存储了视频场F(i-2)，而色串抑制单元250利用了两种不同参数的迭代色串抑制技术。具体地说，当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于初始色串阈值I_C_C_T而小于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250使用了方程EQ4(a)和EQ4(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，并且方程EQ4(a)和EQ4(b)中的加权系数q取一个较大的数值，如0.625。而当偶场计数器E_CNT(j，k)的数值大于或等于终了色串阈值F_C_C_T时，色串抑制单元250仍然使用了方程EQ4(a)和EQ4(b)中的迭代方法产生更新后的色度信号，但方程EQ4(a)和EQ4(b)中的加权系数q将取一个较小的数值，如0.375。
当NTSC制情况下的色串现象出现在当前像素位置P(i，j，k)处时，色度U信号U(i-4，j，k)和U(i，j，k)不满足一个为“大”而另一个为“小”的关系。所以，即使在一个实施例中视频缓存210中存储了视频场F(i-4)，色串抑制单元250仍然使用视频场F(i-2)中的色度信号通过上面介绍的方法进行色串抑制。
通过如上基于本发明的各种实施例的描述，我们介绍了一种新颖的进行色串现象检测和抑制的系统结构和方法。如上描述的基于本发明的各种方法与结构只作说明与描述用途，并不限制本发明的应用范围。例如，在阅读本文件后熟练的工程师可以依照本发明所介绍的原则自行定义色串检测单元，色串抑制单元，视频缓存，色度信号子模板，色度信号子模板检测单元，和编码器，等等，以及运用这些定义重新设计以实现基于本发明的方法、电路与系统。因此，本发明仅被如下权利要求所限制。
权利要求
1.一种对由一系列隔行视频场组成的解码后的复合视频信号流进行色串抑制的方法，该方法包括在一个出现色串现象的像素位置处，对一个第一视频场集中该像素位置处的像素应用一个第一色串抑制技术；在出现色串现象的像素位置处，对一个第二视频场集中该像素位置处的像素应用一个第二色串抑制技术，其中第二视频场集在视频信号流中紧接在第一视频场集之后。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于其中的第一色串抑制技术是一种平均技术，第二色串抑制技术是一种迭代技术。
3.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于其中的第一色串抑制技术是一种使用一个较大的加权系数的迭代技术，第二色串抑制技术是一种使用一个较小的加权系数的迭代技术。
4.根据权利要求1或2中所述的方法，其特征在于其中的第一色串抑制技术进一步包括通过将一个像素集中像素的色度U信号进行平均来产生一个当前视频场中的一个当前像素的一个更新色度U信号；通过将该像素集中像素的色度V信号进行平均来产生当前视频场中的当前像素的一个更新色度V信号。
5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于其中的像素集包含当前像素以及另三个像素，这另三个像素分别来自于视频信号流中当前视频场之后紧接着的三个与当前视频场同类的视频场中的一个视频场。
6.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是PAL制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，像素集包含当前像素和视频场F(i+4)中与当前像素相对应的像素。
7.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是NTSC制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，像素集包含当前像素和视频场F(i+2)中与当前像素相对应的像素。
8.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于其中的第二色串抑制技术进一步包括计算产生一个当前像素的一个更新色度U信号，该更新色度U信号等于当前像素的一个色度U信号与当前视频场之前的一个同类视频场中与当前像素相对应的一个像素的一个色度U信号的加权平均；计算产生当前像素的一个更新色度V信号，该更新色度V信号等于当前像素的一个色度V信号与上面所述的当前视频场之前的那个同类视频场中与当前像素相对应的那个像素的一个色度V信号的加权平均。
9.根据权利要求8中所述的方法，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是NTSC制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，当前视频场之前的那个同类视频场为视频场F(i-2)。
10.根据权利要求8中所述的方法，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是PAL制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，当前视频场之前的那个同类视频场为视频场F(i-4)。
11.根据权利要求8中所述的方法，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是PAL制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，当前视频场之前的那个同类视频场为视频场F(i-2)。
12.一种对由一系列隔行视频场组成的解码后的复合视频信号流进行色串抑制的系统，该系统包括在一个出现色串现象的像素位置处，对一个第一视频场集中该像素位置处的像素应用一个第一色串抑制技术的方法与途径；在出现色串现象的像素位置处，对一个第二视频场集中该像素位置处的像素应用一个第二色串抑制技术的方法与途径，其中第二视频场集在视频信号流中紧接在第一视频场集之后。
13.根据权利要求12中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的第一色串抑制技术是一种平均技术，第二色串抑制技术是一种迭代技术。
14.根据权利要求12或13中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的第一色串抑制技术是一种使用一个较大的加权系数的迭代技术，第二色串抑制技术是一种使用一个较小的加权系数的迭代技术。
15.根据权利要求12或13中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的第一色串抑制技术进一步包括通过将一个像素集中像素的色度U信号进行平均来产生一个当前视频场中的一个当前像素的一个更新色度U信号的方法与途径；通过将该像素集中像素的色度V信号进行平均来产生当前视频场中的当前像素的一个更新色度V信号的方法与途径。
16.根据权利要求15中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的像素集包含当前像素以及另三个像素，这另三个像素分别来自于视频信号流中当前视频场之后紧接着的三个与当前视频场同类的视频场中的一个视频场。
17.根据权利要求15中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是PAL制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，像素集包含当前像素和视频场F(i+4)中与当前像素相对应的像素。
18.根据权利要求15中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是NTSC制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，像素集包含当前像素和视频场F(i+2)中与当前像素相对应的像素。
19.根据权利要求12中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的第二色串抑制技术进一步包括计算产生一个当前像素的一个更新色度U信号的方法与途径，该更新色度U信号等于当前像素的一个色度U信号与当前视频场之前的一个同类视频场中与当前像素相对应的一个像素的一个色度U信号的加权平均；计算产生当前像素的一个更新色度V信号的方法与途径，该更新色度V信号等于当前像素的一个色度V信号与上面所述的当前视频场之前的那个同类视频场中与当前像素相对应的那个像素的一个色度V信号的加权平均。
20.根据权利要求19中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是NTSC制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，当前视频场之前的那个同类视频场为视频场F(i-2)。
21.根据权利要求19中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是PAL制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，当前视频场之前的那个同类视频场为视频场F(i-4)。
22.根据权利要求19中所述的色串抑制系统，其特征在于其中的解码后的复合视频信号是PAL制的视频信号，当前视频场为视频场F(i)，当前视频场之前的那个同类视频场为视频场F(i-2)。
全文摘要
本发明提供了一种对解码后的复合视频信号进行色串抑制的方法与系统。该色串抑制方法与系统在一个出现色串现象的像素位置处，对一个第一视频场集中该像素位置处的像素应用一个第一色串抑制技术，而对一个第二视频场集中该像素位置处的像素应用一个第二色串抑制技术。第二视频场集在视频信号流中紧接在第一视频场集之后。
文档编号H04N11/06GK1767659SQ20041006764
公开日2006年5月3日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者朱舸 申请人:华亚微电子(上海)有限公司