新型的基于ＰＡＬ的３Ｄ亮／色分離電路

摘 要：大規(guī)模集成電路的發(fā)展和多維數(shù)字信號處理理論與技術(shù)的發(fā)展使得對電視信號進(jìn)行三維處理成為可能，但現(xiàn)有的3D亮/色分離電路需要存儲(chǔ)器太多。針對這一缺點(diǎn)提出一種新型的亮色分離電路，他用一種最小化的幀存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)這種電路是可行的和有效的，他能夠很好地把亮度信號和色度信號分離，并且沒有亮度信號高頻分量的損失。

關(guān)鍵詞：3D;PAL;亮色分離；三維處理

中圖分類號：TN401文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)08-007-02

New3D Y/C Separation Circuit Based on PAL

LI Yanzhuo，GUO Binlin

(Insitute of CAD，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou，310018，China)

Abstract：The rapid development of VLSI technology and mutidimentional digital signal processing makes it possible to process TV signals in threedimention.Because in current，3D Y/C separation circuit needs too many memorys，this paper proposes a 3D Y/C separation circuit.It can be realized with a minimum frame structure.Through many experiments，the 3D Y/C separation circuit can successfully separate Y/C without the deterioration of highfrequency in luminance signals.

Keywords：3D;PAL;Y/Cseparation;threedimention processing

近年來，高清晰度電視(HDTV)、增強(qiáng)清晰度電視(EDTV)和改進(jìn)清晰度電視(IDTV)受到了越來越多的關(guān)注，高質(zhì)量的亮色分離就成為研究的重要課題^[1]。大規(guī)模集成電路的發(fā)展和多維數(shù)字信號處理理論與技術(shù)的發(fā)展使得對電視信號進(jìn)行三維處理成為可能，但現(xiàn)有的3D亮/色分離電路需要存儲(chǔ)器太多，該論文針對這一缺點(diǎn)提出一種新型的亮色分離電路，他用一種最小化的幀存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)這種電路是可行的和有效的，他能夠很好地把亮度信號和色度信號分離，并且沒有亮度信號高頻分量的損失。

1 2D亮色分離電路

2D亮色分離電路利用行與行之間的相位關(guān)系，通過一個(gè)垂直帶通濾波器限制色度信號。他需要行存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)，但他不能消除串色、串亮以及色串色的干擾，也降低了圖像的清晰度^[2]。

2 3D亮色分離電路

3D亮色分離電路包括1個(gè)2D亮色分離濾波器，1個(gè)3D亮色分離幀梳狀濾波器和1個(gè)能在2個(gè)濾波器之間轉(zhuǎn)換的動(dòng)態(tài)檢測電路。對靜止圖像，3D幀梳狀濾波器能夠很好地把亮度信號和色度信號分離，也沒有亮度信號高頻分量的丟失。但對快速運(yùn)動(dòng)的圖像，就必須通過動(dòng)態(tài)檢測電路轉(zhuǎn)換到2D亮色分離濾波器。對3D亮色分離電路來說，動(dòng)態(tài)檢測電路是非常重要的一部分。

動(dòng)態(tài)檢測電路由1個(gè)1幀檢波器和1個(gè)2幀檢波器組成。在NTSC制中，1幀檢波器是用來檢測當(dāng)前幀和下一幀亮度信號低頻部分有什么不同，2幀檢波器用來檢測當(dāng)前幀和下一幀色度信號與亮度信號有什么不同。PAL制和NTSC制類似，但在PAL制的動(dòng)態(tài)檢測電路中，需要1個(gè)2幀檢波器和1個(gè)4幀檢波器。因?yàn)樵贜TSC制中，色度信號是在空間方向上每2行，時(shí)間方向上每2幀保持相位相同。而在PAL制中，色度信號在空間方向上每四行，時(shí)間方向上每4幀保持相位相同，因此，在NTSC制中，用來提取色度信號的幀梳狀濾波器需要通過一幀信號實(shí)現(xiàn)，在PAL制中則需要兩幀信號實(shí)現(xiàn)^[35]。這就意味著3D亮色分離電路中PAL制中的存儲(chǔ)器的數(shù)量是NTSC制的2倍，存儲(chǔ)器的數(shù)量與動(dòng)態(tài)檢測電路有關(guān)，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)新的動(dòng)態(tài)檢測電路來降低PAL制中亮色分離電路需要的存儲(chǔ)器的數(shù)量。

3 動(dòng)態(tài)檢測電路

在PAL制中，傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測電路是檢測兩幀不同信號的亮度信號的低頻部分和4幀不同信號的亮度信號和色度信號，所以如果不用4幀不同的信號就無法檢測到色度信號。換句話說，就是如果亮度信號相同色度信號不同，動(dòng)態(tài)檢測電路就無法檢測。因此，如果用幀梳狀濾波器提取色度信號，色度信號就會(huì)漏入到亮度信號，在輸出端就會(huì)發(fā)生串色干擾。

為了避免這種情況發(fā)生和降低存儲(chǔ)器的數(shù)量，設(shè)計(jì)一個(gè)新的動(dòng)態(tài)檢測電路，他是由傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測電路和新加的電路組成，新加的電路是一個(gè)帶通濾波器。新的動(dòng)態(tài)檢測電路框圖如圖1所示。

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，可以看到新的動(dòng)態(tài)檢測電路的效果。圖2是新的動(dòng)態(tài)檢測電路和傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測電路相比較檢測結(jié)果，新的動(dòng)態(tài)檢測電路消除串色干擾，也能降低存儲(chǔ)器數(shù)量。

4 結(jié) 語

通常的3D亮色分離電路都有其自身的缺陷，不能很好地分離亮度信號和色度信號，即不能消除串色干擾，并且需要的存儲(chǔ)器數(shù)量比較多，本文介紹的這種新的亮色分離電路使得傳統(tǒng)的PAL制的亮色分離電路的存儲(chǔ)器的數(shù)量降低一半，也可以很好的分離亮度信號和色度信號，消除串色干擾，達(dá)到預(yù)期的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］Toshiyuki Yoshida.Design and Implementation of Multidimensional YC Separation Filters for NTSC Signals［J］.IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology，1992，2(4):373374.

［2］高厚琴.楊盈昀.電視原理與接收技術(shù)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2002.

［3］Suzuki Y.NTSC/PAL/SECAM Digital Video Decoder with HighPrecision Resamplers［J］.IEEE Transactions on Consumer Electronics，2005，51(1):287290.

［4］Kuo C，Chen Y.New Method for the Implementation of an NTSC Digital Video Decoder［J］.IEE Transactions on Consumer Electronics，2002，48(2):265271.

［5］Achiha M.A MotionAdaptive HighDefinition Converter for NTSC Color TV Signals［J］.SMPTE Journal，1984，93(5):471473.

作者簡介 李彥琢 女，1981年出生，河南濮陽人，在讀研究生。研究方向?yàn)殡娐放c系統(tǒng)。