影像處理電路及影像處理方法

2023-05-27 03:32:56 2

專利名稱：影像處理電路及影像處理方法
技術領域：
本發明涉及一種影像處理方法及影像處理電路，尤指一種基於塞康制(SECAM)系 統的影像處理方法及影像處理電路。
背景技術：
合成視訊基頻訊號(compositevideo baseband signal, CVBS)是目前廣 為使用的一種模擬視訊訊號，並系由影像的亮度(Iuma)訊號及色度(chroma)訊號混 合而成。CVBS的相關規範主要有三大類國家電視標準委員會(NationalTelevision System Committee, NTSC)系統、逐行倒相(Phase Alternating Line, PAL)系統及塞康制 (Sequential Couleur Avec Memo ire, SECAM)系統。請參閱圖1，圖1為CVBS的波形示意圖。同步提示訊號10用以標示每條水平掃描 線的起始之處。載色訊號(color burst) 12呈現一弦波狀，用以提供與色度相關的參考訊 號。於圖1中，在載色訊號12之後呈現階梯狀的訊號是代表影像訊號中的亮度訊號。舉例 來說，圖1中的vMX可能對應於灰階值為255的亮度，vMIN則可能對應於灰階值為O的亮度。在SECAM系統的規範中，色度訊號是由加諸於亮度訊號之上的弦波表示，如圖1中 位於亮度訊號上的弦波訊號，借著比較色度訊號與載色訊號之間的角頻率，就可計算出對 應的色度值(顏色)。圖2顯示習知技術中用於解碼SECAM制訊號的色度成分的影像處理電路。影像處 理電路1包含接收單元13、濾波單元11、頻率解調模塊14及色度轉換單元16。濾波單元 11耦接至接收單元13，頻率解調模模塊14耦接至濾波單元11，色度轉換單元16耦接至頻 率解調模塊14。接收單元13用以接收依循SECAM系統規範所編碼的影像，影像中某一個 像素的影像訊號可以表示為S = Y+Sin[( c+A ω)* +Φ1]，其中Y為亮度訊號， Sin[( c+A co)*t]為色度訊號，《C為SECAM系統的載波角頻率，Δ ω為影像訊號的振蕩 角頻率與載波角頻率的頻率差，Φ1為相位。由於SECAM制的色度訊號是以頻率調變方式 編碼，因此Δ ω可對應一色度值。濾波單元11主要用來濾除影像訊號的亮度成分(亮度訊號)，其可以包含帶通濾 波器(band pass filter)(未繪示)以及鐘形濾波器(cloche filter)(未繪示)。濾波後 的影像訊號只剩下色度成分(色度訊號)，色度訊號再經由頻率解調模塊14處理後，計算出 Δ ω，之後再經由色度轉換單元16得出對應Δ ω的色度值(顏色)。頻率解調模塊14與 色度轉換單元16為熟習此項技藝者所熟知的技術，故其詳細的操作原理便不再贅述。SECAM系統中，影像的色度訊號是以載波角頻率(carrier frequency)振蕩變 化，載波角頻率可為4. 25MHz及4. 41MHz。請參閱圖3 (a)，若圖3 (a)中的亮度訊號以接 近載波角頻率的頻率振蕩時，則此影像訊號中的亮度訊號就無法以先前技術的影像處 理方法濾除，原因是亮度訊號的高頻成分也被帶入了色度訊號的頻率解調(frequency demodulation)計算。所以，於影像處理方法的頻率解調計算中，亮度訊號的規律振蕩會有一對應的色度值(顏色)，因而於灰階多脈衝圖樣中產生了異常的色塊。圖3(b)為多脈衝 圖樣中產生異常色塊的示意圖，多個黑色長條間隔排列構成灰階多脈衝圖樣，而具有顏色 的色塊20形成於多脈衝圖樣中。因此，如何避免發生上述多脈衝圖樣中的異常色塊現象，是本發明的影像處理方法及影像處理電路欲解決的主要問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種影像處理電路及影像處理方法，可有效地 解決先前技術中處理多脈衝圖樣所產生的異常色塊現象，且可動態地調整權值比例，以廣 泛地處理影像中各種顏色分布情況。為了解決以上技術問題，本發明提供了如下技術方案本發明提供了一種影像處理方法，用以處理基於塞康制系統的影像，並能解決先 前技術中處理多脈衝圖樣所產生的異常色塊現象。根據一具體實施例，該影像包含複數個像素，該等像素至少包含連續排列的一第 一像素、一第二像素及一第三像素，且分別對應一第一影像訊號、一第二影像訊號及一第三 影像訊號。該影像處理方法包含下列步驟。首先，執行步驟(a)，根據該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三影像訊號，並 經由一縱向濾波(vertical filter)程序，計算出一第一色度訊號；接著，執行步驟(b)，根 據該第一色度訊號，並經由一頻率解調(frequency demodulation)程序，計算出一第一色 度角頻率；最後，執行步驟(c)，根據該第一色度角頻率，計算出一第一色度值。此外，本發明的影像處理方法還能依據所接收影像的不同顏色分布情況，計算出 影像中正確的顏色。首先，執行步驟(d)，於該第一、第二及第三影像訊號中選出一目標影像訊號，並對 該目標影像訊號執行一濾波程序，計算出一第二色度訊號；接著，執行步驟(e)，根據該第 二色度訊號，並經由該頻率解調程序，計算出一第二色度角頻率；接著，執行步驟(f)，根據 該第二色度角頻率，得出一第二色度值。最後，執行步驟(h)，將步驟(C)計算而得的該第一色度值及步驟(f)計算而得的 該第二色度值分別乘以一第一權值及一第二權值後加總，以計算出一代表色度值。其中，第 一權值及第二權值可根據所接收影像的顏色分布情況，適當地調整權重比例。由於本發明 同時採用先前技術的影像處理方法及上述的影像處理方法，因此本發明的影像處理方法更 能處理於原始影像中的各種顏色分布情況。本發明另提供了一種影像處理電路，用以處理基於塞康制系統的影像，並能解決 先前技術中處理多脈衝圖樣所產生的異常色塊現象。根據一具體實施例，本發明的影像處理電路包含接收單元、縱向濾波模塊、頻率解 調模塊及色度轉換單元。縱向濾波模塊耦接至該接收單元，頻率解調模塊耦接至該縱向濾 波模塊，色度轉換單元耦接至該頻率解調模塊。接收單元用以接收該影像，該影像包含複數個像素。該等像素至少包含同一垂直 線上連續排列的一第一像素、一第二像素及一第三像素，且分別對應一第一影像訊號、一第 二影像訊號及一第三影像訊號。
縱向濾波模塊根據該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三影像訊號，產生一第一色度訊號。頻率解調模塊根據該第一色度訊號計算出一第一色度角頻率。接著，色度轉換單 元根據該第一色度角頻率計算出一第一色度值。本發明採用的影像處理電路及影像處理方法透過縱向濾波程序，有效地去除振蕩 頻率接近載波角頻率的亮度訊號，而不會將亮度訊號帶入後續的頻率解調程序。因此，本發 明可有效地解決先前技術中處理多脈衝圖樣所產生的異常色塊現象。此外，本發明進而透 過色度值加權方式，融合了先前技術及本發明的影像處理方式。因而，本發明可動態地調整 權值比例，以廣泛地處理影像中各種顏色分布情況。


圖1為一般CVBS的波形示意圖。圖2為先前技術中的影像處理電路的功能方塊圖。圖3(a)為多脈衝圖樣的CVBS的波形示意圖。圖3(b)為先前技術的影像處理電路處理圖3(a)中的CVBS後所顯示的影像。圖4為根據本發明第一具體實施例的影像處理電路的功能方塊圖。圖5為根據一具體實施例的顏色分布示意圖。圖6為根據另一具體實施例的顏色分布示意圖。圖7(a)為根據本發明第二具體實施例的影像處理電路的功能方塊圖。圖7(b)為根據另一具體實施例的影像訊號的頻譜圖。圖8為根據本發明第三具體實施例的影像處理電路的功能方塊圖。主要組件符號說明1、3、5、7 影像處理電路16、36、58、79 色度轉換單元13、30、50、70 接收單元 53 第一陷形濾波單元14、34、74 頻率解調模塊 32、52 縱向濾波模塊320 第一乘法單元322 加法單元11:濾波單元55:色度邊緣偵測模塊57:亮度邊緣偵測模塊56:色度加權模塊550 第一減法單元552 第一判斷單元560 第一設定單元562 第二設定單元564 第三設定單元570 第二減法單元572 第二判斷單元75 第二陷形濾波單元77 第三陷形濾波單元78 第三減法單元76:亮度加權模塊760:第四設定單元10 起始提示訊號12 載色訊號Sl 第一影像訊號20、22、24 色塊S2 第二影像訊號S3 第三影像訊號VI:第一色度值V2:第二色度值
V3:第三色度值V4:第四色度值VO 代表色度值Yl 第一亮度值Y2 第二亮度值Y3 第三亮度值Y4:第四亮度值Y5:第五亮度值YO 代表亮度值51 帶通濾波單元
具體實施例方式為了讓本發明的實施方式更容易了解而分成五個主要段落敘述第一、本發明的二維影像處理方法；第二、為何二維影像處理方法能解決多脈衝圖樣的異常色塊問題；第 三、二維影像處理方法所遇到的問題；第四、色度的權值設定；第五、亮度的權值設定。先前技術的影像處理方法處理單一像素，以計算出色度值。然而，本發明的影像處 理方法處理至少三個連續排列於同一垂直線上的像素，以計算出色度值。因此，於下述說明 中，將先前技術的影像處理方法稱之為一維影像處理方法，將本發明的影像處理方法稱之 為二維影像處理方法。第一、本發明的二維影像處理方法請參閱圖4，圖4為根據本發明第一具體實施例的影像處理電路3的功能方塊圖。 如圖4所示，影像處理電路3用以實行本發明的二維影像處理方法，包含接收單元30、縱向 濾波模塊32、頻率解調模塊34及色度轉換單元36。縱向濾波模塊32耦接至接收單元30， 用以濾除影像訊號中的亮度訊號，以留下色度訊號。頻率解調模塊34耦接至縱向濾波模塊 32，用以將色度訊號解出色度頻率。色度轉換單元36耦接至頻率解調模塊34，用以將色度 頻率轉換為色度值。接收單元30用以接收依循SECAM系統規範所編碼的影像，該影像包含至少三個連 續排列於同一垂直線上的像素，該等像素分別對應第一影像訊號Si、第二影像訊號S2及第 三影像訊號S3。縱向濾波模塊32根據第一影像訊號Si、第二影像訊號S2及第三影像訊號 S3，計算出色度訊號；頻率解調模塊34根據色度訊號，計算出色度角頻率，接著色度轉換單 元36找出對應色度角頻率的第一色度值VI。縱向濾波模塊32包含第一乘法單元320及加法單元322。第一乘法單元320將第 一影像訊號Si、第二影像訊號S2及第三影像訊號S3分別乘以第一倍數、第二倍數及第三倍 數，其中第一倍數、第二倍數與第三倍數的總和為零。加法單元322耦接至第一乘法單元320，將乘法運算後的第一影像訊號、乘法運算 後的第二影像訊號及乘法運算後的第三影像訊號相加。由於第一倍數、第二倍數及第三倍 數的總和為零，因此亮度訊號的總和等於零，進而濾出影像訊號的色度訊號。SECAM制的訊號具有以下特色縱向連續排列的三個像素，其所對應的三個影像 訊號中，必有一個的相位與另兩個相差η (假設三個像素具有相同的亮度與色度)。為了讓 上述說明更容易了解，舉一例說明縱向濾除模塊32的處理流程。縱向連續排列的三個像素 分別對應的第一影像訊號Si、第二影像訊號S2及第三影像訊號S3為Sl = Y+Sin [ (ω c+ Δ ω) Φ 1],S2 = Y+Sin [ (ω c+ Δ ω) Φ 1],S3 = Y+Sin[(coc+A ω)* +Φ 1+31 ]。
第一乘法單元320將S1、S2、S3分別乘以第一倍數(Ni)、第二倍數(N2)及第三倍 數(N3)，之後由加法單元322進行加總，其中W+N2+N3 = 0。計算後的結果N1*S1+N2*S2+N3*S3 = Y*(N1+N2+N3)+Nl*Sin [ ( ωc+Δ ω)Φ 1]+N2*Si η[(ω0+Δ ω)Φ +Φ 1]+Ν3*8 η[(ω0+Δ ω) +Φ1+3 ] = Y (Ν1+Ν2+Ν3) + (Ν1+Ν2—Ν3) Sin[(coc+A ω)* +Φ 1]其中，上式結果的第一項Υ*(Ν1+Ν2+Ν3) = 0，代表亮度訊號被濾除，然而，另一項 (Nl+N2-N3)*Sin[(oc+A ω)^+Φ1]興0，代表色度訊號被保留下來。因此，縱向濾波模塊 32可有效地濾出影像訊號的色度訊號，以下稱該色度訊號為第一色度訊號。接著，縱向濾波模塊32所濾出的第一色度訊號輸入至頻率解調模塊34，頻率解調模塊34可解析出第一色度訊號的第一色度角頻率(△ ω)。頻率解調模塊34的操作原理與 頻率解調模塊14相同，故不再贅述。此處需注意的是，基於相位角應該連續地變化的邏輯，Δω的絕對值應該不大於 η弧度，也就是不大於180度，所以對應兩像素的兩相位角之間的差值應落於π弧度及 (_ ^O弧度之間。換句話說，若相位差大於η弧度，則需減去2 π弧度；若相位差小於(-π) 弧度，則需加上2 π弧度。上述說明了本發明的影像處理電路及其實施的影像處理方法。然而，為何一維影 像處理方法於多脈衝圖樣(multi-burst pattern)中會解出異常的色塊，而本發明的二維 影像處理方法就不會解出異常色塊，請見下述說明。第二、為何二維影像處理方法能解決多脈衝圖樣的異常色塊問題舉例來說，於黑 白相間的多脈衝圖樣中，目標影像訊號S'應為S' = Y+Sin[ (coc) *t]因黑白相間的多脈衝圖樣不具有顏色，所以代表色度的色度角頻率(Δ ω)為零， 而代表亮度訊號的Y在多脈衝圖樣中以特定頻率變化。於此例子中，亮度訊號以接近載波 角頻率的頻率(《C+δ ω)振蕩變化，其中δ ω代表微小的頻率差。一般來說，亮度訊號為低頻的訊號，其頻率比起載波角頻率(coc)來說低得多，因 此圖2所示習知的濾波單元11用過濾特定頻率範圍的方式就可以濾除亮度訊號。然而，若 亮度訊號的振蕩頻率接近載波頻率ω c,則傳統的濾波單元11 (圖2所示)則無法有效地過 濾亮度訊號。亦即，以特定震蕩頻率變化的亮度訊號在習知的影像處理電路中會被誤以為 是色度訊號，而造成於黑白相間的多脈衝圖樣中產生了異常的色塊，如圖3(b)所示。對多脈衝圖樣而言，影像處理電路3的縱向濾波模塊32並非透過頻率過濾的方式 去除亮度訊號，而是利用SECAM制的特性將亮度訊號去除。因此，本發明的影像處理電路可 有效地處理振蕩變化的亮度訊號，並不會於黑白相間的多脈衝圖樣中解碼出異常色塊。第三、二維影像處理方法所遇到的問題於下列兩種情況Α、跨色區情況及B、顏色分布不均勻的情況，圖4中的影像處理 電路3所進行的二維影像處理方法會有較不理想的結果產生，將分別描述如下。Α、跨色區的情況(如圖5所示)上述二維影像處理方法的前提是三個縱向連續排列的像素皆是以同一頻率震蕩。 實際上，於跨色區的情況下，也就是說若色區邊緣位在所採用的三個像素之間，三個像素的 其中一個像素的振蕩頻率會與另兩個像素的振蕩頻率不同。
舉例來說，三條連續排列的像素中的第二像素與第三像素若分別位於不同顏色的 色區，則第一、第二及第三像素所對應的影像訊號(Si'、S2'、S3')分別為
formula see original document page 10其中 Δ ω2≠ Δ ω 。經過圖4中的縱向濾波模塊32的計算後，可得到 Sin[(coc+△w1)*t]+Sin[(coc+△w2)*t]的項次，相當於具有振蕩頻率為(coc+Δ ω1) 與(ω c+ Δ ω 2)的訊號。進而，圖4中的頻率解調模塊34與色度轉換單元36計算出的色度 值，將會是Δ ω 1與Δ ω 2所對應的顏色的混合，而非Δ ω 1或Δ ω 2所對應的顏色。也就 是說，於跨色區的情況下，會解出異於相鄰兩色區的顏色，並形成色塊於色區邊緣上，如圖5 所示。圖5為上下相鄰且顏色相異的兩色區，而兩色區之間的邊緣形成了異常的色塊22。B、顏色分布不均勻(如圖6所示)於上述二維影像處理方法中，連續排列的三個像素所對應的三個影像訊號中，必 有一個的相位與另兩個相差η (SECAM系統的特性)。但是，若水平掃瞄線的前端顏色分布 不勻(如圖6的左半部的顏色分布情形)，就會造成額外的相位差。舉例來說，第一、第二及 第三水平掃瞄線分別對應的影像訊號(Si"、S2〃、S3〃 )為:formula see original document page 10其中+ π為SECAM系統的規範相位差，而Φ 1、Φ 2、Φ 3系因為前端顏色分布不均 勻所造成的相位差異。因此，造成此連續三個像素所對應的影像訊號的相位差不是單純的差值π。假如 剛好ΦΙ、Φ2、Φ3+π的相位差為0，輸入圖4中的縱向濾波模塊32後，計算結果將會是 0，可視為Sin[( c+(-coc))*t]的訊號，也就是色度角頻率的絕對值等於載波角頻率，但 實際上色度角頻率不等於載波角頻率。根據SECAM的色度角頻率與色度值(顏色)的對照 表，Δ ω =-coc的對應顏色約為深紅色。總之，如此可能會讓二維影像處理方法計算出非 預期的顏色，如圖6所示。圖6為左右相鄰且顏色相異的色區，而左半部色區中的顏色分布 不均勻，導致左右半部色區相接的邊緣處出現了異常的色塊24。第四、色度的權值設定為了改善上述跨色區及顏色分布不均情況中所產生的影像處理問題，本發明透過 權值的設定來應對。更詳細地說，請參閱圖7 (a)，同一影像經由本發明的二維影像處理方式 (亦即經由縱向濾波模塊52、頻率解調模塊54及色度轉換單元58)得到第一色度值，以及 經由一維影像處理方法(亦即經由帶通濾波單元51、頻率解調模塊54及色度轉換單元58) 得到第二色度值。接著，則將第一色度值與第二色度值分別乘以第一權值及第二權值後加 總，以計算出代表色度值。利用第一權值與第二權值的調整，來設定第一色度值及第二色度 值的重要性。如此一來，就可適用於不同顏色呈現狀況，增加了本發明的影像處理方法的使 用彈性。請參閱圖7 (a)，影像處理電路5包含色度加權模塊56。色度加權模塊56耦接至 色度轉換單元58，將第一色度值Vl及第二色度值V2分別乘以第一權值及第二權值後加總，以計算出代表色度值VO。色度加權模塊56包含第一設定單元560、第二設定單元562及第三設定單元564。 針對影像的不同狀況，對色度值進行加權設定，而詳細的加權設定流程描述於下。1、第一設定單元根據上述第三點中顏色分布不均的說明可知，二維影像處理方法所計算出的第一 色度角頻率與SECAM系統的載波角頻率之間的角頻率差可能會很大，因而第一設定單元 560可針對此種情況加以適度地調低第一權值並且調高第二權值。也就是當第一色度角頻 率與SECAM系統的載波角頻率之間的角頻率差很大時，本發明的二維影像處理方法很可能 會產生較不理想的效果，因此配合一維影像處理方法來得到較佳的效果。根據以上的說明，第一設定單元560會判斷第一色度角頻率是否超過一預定門坎 值。若判斷結果為是，則設定第一權值小於第二權值；若判斷結果為否，則設定第一權值大 於第二權值。2、第二設定單元接收單元50所接收的影像更包含第四像素與第五像素，且這些像素在垂直方向 上依序連續排列由上而下為第四、第一、第二、第三及第五像素，分別對應第四、第一、第 二、第三及第五影像訊號。縱向濾波模塊52、頻率解調模塊54及色度轉換單元58根據第四 影像訊號、第一影像訊號及第二影像訊號，計算出第三色度值V3，並且根據第二影像訊號、 第三影像訊號及第五影像訊號，計算出第四色度值V4。本發明的影像處理電路5包含色度邊緣偵測模塊55，耦接至色度轉換單元58。色 度邊緣偵測模塊55根據色度轉換單元58輸出的第三色度值V3、第一色度值Vl及第四色度 值V4，計算出色度邊緣強度(色度差值)。色度加權模塊56的第二設定單元562耦接至色度邊緣偵測模塊55。第二設定單 元562依據色度邊緣偵測模塊55所輸出的色度邊緣強度的大小，設定代表色度值VO的計
算所需第一權值及該第二權值。邏輯上，若色度邊緣出現在第一、第二、第三像素之間，則第一色度值VI、第三色度 值V3與第四色度值V4其中的兩色度值必有相當的差異。所以，本發明藉由色度邊緣強度 (色度差值)來判斷是否為色區邊緣，而色度邊緣強度的計算如下所述。色度邊緣偵測模塊55包含第一減法單元550及第一判斷單元552。第一判斷單元 552耦接至第一減法單元550。第一減法單元550將色度轉換單元58所輸出的第三色度值 V3減去第一色度值Vl後，計算出第一色度差值，並且將第四色度值V4減去第一色度值Vl， 計算出第二色度差值。第一判斷單元552判斷該第一色度差值的絕對值是否大於該第二色 度差值的絕對值。若判斷結果為是，則第一判斷單元552設定該色度邊緣強度為該第一色 度差值的絕對值；若判斷結果為否，則第一判斷單元552設定該色度邊緣強度為該第二色 度差的絕對值。若縱向相鄰排列的兩像素分屬於不同顏色的色區，則分別對應的色度值會有一定 程度的差異。因此，第二設定單元562可根據色度邊緣強度，分辨出目前是否處於跨越色區 的情況。藉此，第二設定單元562就可依據色度邊緣強度(色度差值)的大小設定該第一 權值及該第二權值。舉例來說，若色度邊緣強度為第一色度差值的絕對值並且大於一預定 門坎值，則極有可能第一像素至第三像素之間存在有色塊邊緣。因此，將二維影像處理方法所計算出的第一色度值Vi，賦予較低的權重比例。3、第三設定單元除了判別色度邊緣之外，本發明亦將亮度邊緣納入考慮。如圖7(a)所示，本發明的影像處理電路5包含第一陷形濾波單元53及亮度邊緣偵測模塊57。第一陷形濾波單元53耦接至接收單元50，亮度邊緣偵測模塊57耦接至第一 陷形濾波單元53。第一陷形濾波單元53用以處理第一影像訊號、第二影像訊號及第三影像 訊號，以分別計算出對應第一像素的第一亮度值Y1、對應第二像素的第二亮度值Y2及對應 第三像素的第三亮度值Y3。如圖7(b)所示，曲線62及64分別代表影像訊號的亮度成分與 色度成分，虛線66代表第一陷形濾波單元53保留了大部分的低頻訊號(代表亮度成分)， 而濾除了以載波角頻率(《C)為中心的一頻率範圍的訊號(代表色度成分)。亮度邊緣偵測模塊57根據第一陷形濾波單元53所輸出的第一亮度值Y1、第二亮 度值Y2及第三亮度值Y3，計算出亮度邊緣強度。色度加權模塊56包含第三設定單元564，耦接至亮度邊緣偵測模塊57。第三設定 單元564依據亮度邊緣偵測模塊57所輸出的亮度邊緣強度的大小，設定代表色度值VO的 計算所需的第一權值及第二權值。關於亮度邊緣強度的計算，亮度邊緣偵測模塊57是透過第二減法單元及570及第 二判斷單元572來完成。第二判斷單元572耦接至第一減法單元570。第二減法單元570 將第一陷形濾波單元53所輸出的第一亮度值Yl減去第二亮度值Y2，計算出第一亮度差值， 並且將第三亮度值Y3減去第二亮度值Y2，計算出第二亮度差值。第二判斷單元572判斷第二減法單元570所輸出的第一亮度差值的絕對值是否大 於第二亮度差值的絕對值。若判斷結果為是，則第二判斷單元572設定亮度邊緣強度為第 一亮度差值的絕對值；若判斷結果為否，則第二判斷單元572設定亮度邊緣強度為第二亮 度差值的絕對值。若縱向相鄰排列的兩像素分屬於不同亮度的區域，則分別對應的亮度值會有一定 程度的差異。因此，第三設定單元564可根據亮度邊緣強度，分辨出目前是否處於跨越不同 亮度區域的情況。舉例來說，若亮度邊緣強度為第一亮度差值的絕對值並且大於一預定門 坎值，則極有可能第一像素與第二像素之間存在有亮度邊緣。因此，將二維影像處理方法所 計算出的第一色度值Vl，賦予較低的權重比例。第五、亮度的權值設定。上述說明描述了色度值的計算及權值的設定。對於用以濾出亮度訊號的陷形濾波 程序而言，也可依循類似的權值概念，來設定過濾頻率的範圍。為了獲得較佳的亮度表現，本發明提供另一種影像處理電路7，請參閱圖8。如圖 8所示，影像處理電路7包含第二陷形濾波單元75、第三陷形濾波單元77及亮度加權模塊 76。第二陷形濾波單元75及第三陷形濾波單元77皆耦接至接收單元70，亮度加權模塊76 耦接至第二陷形濾波單元75及第三陷形濾波單元77。接收單元70用以接收基於SECAM制規範的影像，該影像包含複數個像素，該等像 素至少包含垂直方向上連續排列的第一像素、第二像素及第三像素，且分別對應第一影像 訊號、第二影像訊號及第三影像訊號。第二陷形濾波單元75及第三陷形濾波單元77以第一、第二及第三影像訊號中的其中一影像訊號作為一目標影像訊號，並分別以第一頻率範圍及第二頻率範圍處理該目標 影像訊號，以分別計算出第四亮度值Y4及第五亮度值Y5，其中第二頻率範圍涵蓋且大於第 一頻率範圍。亮度加權模塊76將第四亮度值Y4及第五亮度值Y5分別乘以第三權值及第四權 值後加總，以計算出對應目標影像訊號的代表亮度值Y0。其中，亮度加權模塊76是依據一 維影像處理方法及二維影像處理方法分別計算而得的色度值，來設定第三權值及第四權值 的大小，而詳細的處理流程將描述於下。影像處理電路7另包含色度轉換單元79及耦接至色度轉換單元79的第三減法單 元78。第三減法單元78將色度轉換單元79輸出的第一色度值Vl減去第二色度值V2後， 計算出色度差值。亮度加權模塊76包含第四設定單元760，耦接至第三減法單元78，根據第三減法 單元78所輸出的色度差值的絕對值的大小設定第三權值及第四權值。若色度差值的絕對 值愈大，則儘量採用較窄的頻率範圍，所以設定第三權值大於第四權值；反之，若色度差值 的絕對值愈小，則儘量採用較寬的頻率範圍，所以設定第三權值小於第四權值。綜合上述，由上述第一點及第二點可知，本發明的二維影像處理方法(圖4的影像處理電路3)透過縱向濾波計算，解決先前技術的一維影像處理方法(圖2的影像處理電路 1)於多脈衝圖樣所計算出的異常色塊。由上述第三點及第四點可知，本發明(圖7(a)的影像處理電路5)透過權值設定 的方式，將本發明的二維影像處理方法及習知的一維影像方法分別計算而得的第一色度值 及第二色度值，適度地賦予一權重比例。因此，於不同的顏色分布情況，本發明皆能計算出 可信的色度值。由上述第五點可知，本發明(圖8的影像處理電路7)根據第一色度值及第二色度 值的差值來判斷目前顏色分布狀況，進而於陷形濾波程序中能適當地設定用以過濾出亮度 訊號的過濾頻率範圍。因此，於不同顏色分布情況下，本發明的陷形濾波程序皆能有效地分 離亮度及色度訊號。藉由以上較佳具體實施例的詳述，系希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神， 而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希 望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明權利要求的範疇內。因此，本發明權利要求 的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性 的安排。
權利要求
一種影像處理方法，用以處理基於一塞康制系統的一影像，該影像包含同一垂直線上連續排列的一第一像素、一第二像素及一第三像素，且分別對應一第一影像訊號、一第二影像訊號及一第三影像訊號，其特徵在於，該影像處理方法包含下列步驟(a)根據該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三影像訊號，並經由一縱向濾波程序，計算出一第一色度訊號；(b)根據該第一色度訊號，並經由一頻率解調程序，計算出一第一色度角頻率；以及(c)根據該第一色度角頻率產生一第一色度值。
2.如權利要求1所述的影像處理方法，其特徵在於，步驟(a)包含下列步驟(al)將該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三影像訊號分別乘以一第一倍數、一 第二倍數及一第三倍數，其中該第一倍數、該第二倍數與該第三倍數的總和為零；以及(a2)將乘法運算後的該第一影像訊號、乘法運算後的該第二影像訊號及乘法運算後的 該第三影像訊號相加，計算出該第一色度訊號。
3.如權利要求1所述的影像處理方法，其特徵在於，更包含下列步驟(d)於該第一、第二及第三影像訊號中選出一目標影像訊號，並對該目標影像訊號執行 一濾波程序，計算出一第二色度訊號；(e)根據該第二色度訊號，並經由該頻率解調程序，計算出一第二色度角頻率；以及(f)根據該第二色度角頻率得出一第二色度值。
4.如權利要求3所述的影像處理方法，其特徵在於，更包含下列步驟(h)將該第一色度值及該第二色度值分別乘以一第一權值及一第二權值後加總，以計 算出一代表色度值。
5.如權利要求4所述的影像處理方法，其特徵在於，於步驟(h)之前，包含下列步驟 (gl)判斷該第一色度角頻率是否超過一門坎值；(g2)若判斷結果為是，則設定該第一權值小於該第二權值；以及 (g3)若判斷結果為否，則設定該第一權值大於該第二權值。
6.如權利要求4所述的影像處理方法，其特徵在於，該等同一垂直線上連續排列的像 素更包含一第四像素及一第五像素，分別對應一第四影像訊號及一第五影像訊號，該第四 像素、該第一像素、該第二像素、該第三像素及該第五像素依序連續排列，於步驟(h)之前 包含下列步驟(gl)根據該第四影像訊號、該第一影像訊號及該第二影像訊號，並經由該縱向濾波程 序及該頻率解調程序，計算出一第三色度值；(g2)根據該第二影像訊號、該第三影像訊號及該第五影像訊號，並經由該縱向濾波程 序及該頻率解調程序，計算出一第四色度值；(g3)根據該第三色度值、該第一色度值及該第四色度值，並經由一色度邊緣偵測程序， 計算出一色度邊緣強度；以及(g4)依據該色度邊緣強度的大小設定該第一權值及該第二權值。
7.如權利要求4所述的影像處理方法，其特徵在於，於步驟(h)之前包含下列步驟 (gl)分別對該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三影像訊號執行一陷形濾波程序，以計算出對應該第一像素的一第一亮度值、對應該第二像素的一第二亮度值及對應該 第三像素的一第三亮度值；(g2)根據該第一亮度值、該第二亮度值及該第三亮度值，並經由一亮度邊緣偵測程序， 計算出一亮度邊緣強度；以及(g3)依據該亮度邊緣強度的大小設定該第一權值及該第二權值。
8.如權利要求3所述的影像處理方法，其特徵在於，更包含下列步驟(il)設定一陷形濾波程序的一第一頻率範圍及一第二頻率範圍，該第二頻率範圍涵蓋 且大於該第一頻率範圍；( 2)以該第一頻率範圍對該目標影像訊號執行該陷形濾波程序，計算出一第四亮度值；( 3)以該第二頻率範圍對該目標影像訊號執行該陷形濾波程序，計算出一第五亮度 值；以及( 4)將該第四亮度值及該第五亮度值分別乘以一第三權值及一第四權值後加總，以計 算出對應該目標影像訊號的一代表亮度值。
9.如權利要求8所述的影像處理方法，其特徵在於，於步驟(i4)之前包含下列步驟 將該第一色度值減去該第二色度值後，計算出一色度差值；以及根據該色度差值的大小設定該第三權值及該第四權值。
10.一種影像處理電路，用以處理基於塞康制系統的一影像，其特徵在於，該影像處理 電路包含一接收單元，用以接收該影像，該影像包含同一垂直線上連續排列的一第一像素、一第 二像素及一第三像素，且分別對應一第一影像訊號、一第二影像訊號及一第三影像訊號；一縱向濾波模塊，耦接至該接收單元，根據該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三 影像訊號，計算出一第一色度訊號；一頻率解調模塊，耦接至該縱向濾波模塊，根據該第一色度訊號，計算出一第一色度角 頻率；以及一色度轉換單元，耦接於該頻率解調模塊，用以根據該第一色度角頻率而產生一第一 色度值。
11.如權利要求10所述的影像處理電路，其特徵在於，該縱向濾波模塊包含一第一乘法單元，將該第一影像訊號、該第二影像訊號及該第三影像訊號分別乘以一 第一倍數、一第二倍數及一第三倍數，其中該第一倍數、該第二倍數與該第三倍數的總和為 零；以及一加法單元，耦接至該第一乘法單元，將乘法運算後的該第一影像訊號、乘法運算後的 該第二影像訊號及乘法運算後的該第三影像訊號相加，計算出該第一色度訊號。
12.如權利要求10所述的影像處理電路，其特徵在於，更包含一濾波單元，耦接至該接收單元，用以根據一目標影像訊號計算出一第二色度訊號，該 目標影像訊號係為該第一、第二及第三影像訊號其中之一；其中，該頻率解調模塊更耦接至該濾波單元，根據該第二色度訊號計算出一第二色度 角頻率，該色度轉換單元更根據該第二色度角頻率產生一第二色度值。
13.如權利要求12所述的影像處理電路，其特徵在於，更包含一色度加權模塊，耦接至 該色度轉換單元，將該第一色度值及該第二色度值分別乘以一第一權值及一第二權值後加 總，以計算出一代表色度值。
14.如權利要求13所述的影像處理電路，其特徵在於，該色度加權模塊包含一第一設 定單元，耦接至該頻率解調模塊，判斷該第一色度角頻率是否超過一門坎值，若是，則設定 該第一權值小於該第二權值，若否，則設定該第一權值大於該第二權值。
15.如權利要求13所述的影像處理電路，其特徵在於，該等同一垂直線上連續排列的 像素更包含一第四像素及一第五像素，分別對應一第四影像訊號及一第五影像訊號，該第 四像素、該第一像素、該第二像素、該第三像素及該第五像素依序連續排列，該縱向濾波模 塊、該頻率解調模塊及該色度轉換單元根據該第四影像訊號、該第一影像訊號及該第二影 像訊號，計算出一第三色度值，並且根據該第二影像訊號、該第三影像訊號及該第五影像訊 號，計算出一第四色度值，該影像處理電路更包含一色度邊緣偵測模塊，耦接至該色度轉換模塊，根據該第三色度值、該第一色度值及該 第四色度值，計算出一色度邊緣強度；其中，該色度加權模塊包含一第二設定單元，耦接至該色度邊緣偵測模塊，依據該色度 邊緣強度的大小設定該第一權值及該第二權值。
16.如權利要求13所述的影像處理電路，其特徵在於，更包含一第一陷形濾波單元，耦接至該接收單元，用來處理該第一影像訊號、該第二影像訊號 及該第三影像訊號，以分別計算出對應該第一像素的一第一亮度值、對應該第二像素的一 第二亮度值及對應該第三像素的一第三亮度值；以及一亮度邊緣偵測模塊，耦接至該第一陷形濾波單元，根據該第一亮度值、該第二亮度值 及該第三亮度值，計算出一亮度邊緣強度；其中，該色度加權模塊包含一第三設定單元，耦接至該亮度邊緣偵測模塊，依據該亮度 邊緣強度的大小設定該第一權值及該第二權值。
17.如權利要求12所述的影像處理電路，其特徵在於，更包含一第二陷形濾波單元，耦接至該接收單元，以一第一頻率範圍處理該目標影像訊號，以 計算出一第四亮度值；一第三陷形濾波單元，耦接至該接收單元，以一第二頻率範圍處理該目標影像訊號，以 計算出一第五亮度值，其中該第二濾波頻率範圍涵蓋且大於該第一濾波頻率範圍；以及一亮度加權模塊，耦接至該第二陷形濾波單元及該第三陷形濾波單元，將該第四亮度 值及該第五亮度值分別乘以一第三權值及一第四權值後加總，以計算出對應該目標影像訊 號的一代表亮度值。
18.如權利要求17所述的影像處理電路，其特徵在於，更包含一第三減法單元，耦接至該色度轉換單元，將該第一色度值減去該第二色度值後，計算 出一色度差值；其中該亮度加權模塊包含一第四設定單元，耦接至該第三減法單元，根據該色度差值 的大小設定該第三權值及該第四權值。
全文摘要
本發明公開了一種影像處理電路及影像處理方法，可有效地解決先前技術中處理多脈衝圖樣所產生的異常色塊現象，且可動態地調整權值比例，以廣泛地處理影像中各種顏色分布情況，用以處理基於塞康制系統的影像。影像包含同一垂直線上連續排列的第一像素、第二像素及第三像素，且分別對應第一影像訊號、第二影像訊號及第三影像訊號。影像處理方法包含下列步驟首先，根據第一影像訊號、第二影像訊號及第三影像訊號，並經由縱向濾波程序，計算出色度訊號；接著，根據色度訊號並經由頻率解調程序，計算出色度角頻率；最後，根據色度角頻率產生出色度值。
文檔編號H04N9/66GK101808249SQ20091000901
公開日2010年8月18日 申請日期2009年2月12日 優先權日2009年2月12日
發明者廖明豪 申請人:晨星軟體研發(深圳)有限公司;晨星半導體股份有限公司