專利名稱：分離圖像信號中的亮度信號的方法及相關裝置的制作方法
技術領域：
本發明提供一種圖像信號分離器，尤指一種將一圖像信號分離成一亮度信號及一色度信號的方法及相關裝置。
背景技術：
彩色電視機問市至今已逾五十年了，彩色電視機內的彩色電視圖像信號(composite color TV signal)包含亮度信號(luminance information)及色度信號(chrominance information)，亮度信號的頻率范圍是介于0(DC)至5.5MHz之間，而色度信號是被調變于一載波(carrier)上，該載波的頻率范圍是介于3.58MHz至4.43MHz之間。由于亮度信號與色度信號彼此重疊，因此如何將彩色電視圖像信號中的色度信號(color)及亮度信號(black and white)分離出來一直是彩色電視機的發展重點。現有技術的相關技術已揭露于美國專利US4,703,342、US4,954,885、US5,225,899、US5,231,477、US5,231,478、US5,386,244、US5,416,531、US5,416,532及US5,517,255，以及歐洲專利EP0161923A2等。
請參考圖1，圖1為一現有技術的圖像信號分離器10的功能方塊圖，圖像信號分離器10可將一類比式圖像信號分離成一色度信號及一亮度信號。圖像信號分離器10包含一模擬/數字轉換器12用來將該類比圖像信號轉換成一數位式向下參考圖像信號、一第一線延遲器(line delay circuit)14電連接于模擬/數字轉換器12用來將該向下參考圖像信號延遲一水平掃描線(該水平掃描線的定義容后再述)以產生一目標圖像信號、一第二線延遲器16電連接于第一線延遲器14用來將該目標圖像信號延遲一掃描線以產生一向上參考圖像信號、一水平參考色度信號產生器18用來接收該向下參考圖像信號、該目標圖像信號及該向上參考圖像信號以產生一水平參考色度信號、一垂直參考色度信號產生器20用來接收該目標圖像信號以產生一垂直參考色度信號、一水平/垂直參考色度信號產生器22用來接收該向下參考圖像信號、該目標圖像信號及該向上參考圖像信號以產生一水平/垂直參考色度信號、一判讀器24用來接收該向下參考圖像信號、該目標圖像信號及該向上參考圖像信號以產生一選擇信號、一選擇器26用來依據判讀器24所傳來的選擇信號于該水平參考色度信號、該垂直參考色度信號及水平/垂直參考色度信號三者之中輸出其一、以及一減法器28用來從該目標圖像信號中減去選擇器26所輸出的信號以產生該亮度信號，而選擇器26所輸出的信號即為該色度信號。
上述的類比/轉位轉換器12是以四倍于一色度副載波(colorsubcarrier)fsc的取樣頻率fs(fs＝4fsc)取樣該類比式圖像信號以產生該向下參考圖像信號，所以相鄰兩個取樣點的色度信號的相位相差90度。由于色度副載波fsc是等于(455/2)fH，其中fH為一水平掃描頻率(該水平掃描頻率是等于彩色電視機的映像管每秒發射至一屏幕40上的水平掃描線的數目)，所以屏幕40上相鄰兩水平掃描線上的取樣點的色度信號的相位相差180度。請參考圖2，圖2為屏幕40上相鄰三長水平掃描線上的取樣點的色度信號的相位圖，圖2中所示的線一42、線二44及線三46皆包含五個取樣點，每一個取樣點內的箭頭代表該取樣點的相位。舉例來說，圖2中所示的取樣點48、50及52分別為Y+C、Y-C及Y+C，其中Y為該取樣點的亮度信號，而C為該取樣點的色度信號，取樣點48及50中的色度信號的相位相差180度。
圖像信號分離器10的運作過程說明如下。請再參考圖1，當一NTSC系統中的彩色電視圖像信號通過模擬/數字轉換器12時，模擬/數字轉換器12以取樣頻率fs將該彩色電視圖像信號轉換成該向下參考圖像信號；第一線延遲器14將該向下參考圖像信號延遲一條水平掃描線以產生該目標圖像信號，而第二線延遲器16則將該目標圖像信號延遲一條水平掃描線以產生該向上參考圖像信號；接著該向下參考圖像信號、該目標圖像信號及該向上參考圖像信號通過水平參考色度信號產生器18、垂直參考色度信號產生器20及水平/垂直參考色度信號產生器22以分別產生該水平參考色度信號、該垂直參考色度信號及該水平/垂直參考色度信號。舉例來說，水平參考色度信號產生器18的轉換函數(transfer function)可為Ch(Z)＝(-1/4)(1-Z-2)2，垂直參考色度信號產生器20的轉換函數可為Cv(Z)＝(-1/4)(1-Z-L)2，而水平/垂直參考色度信號產生器22的轉換函數可為Chv(Z)＝(-1/4)(1-Z-2)2(-1/4)(1-Z-L)2，其中Z-1代表延遲一取樣點，而Z-L代表延遲一水平掃描線；而選擇器26選擇何者(水平參考色度信號、垂直參考色度信號或水平/垂直參考色度信號)作為該色度信號是取決于判讀器24所傳來的選擇信號，判讀器24產生該選擇信號的過程說明如下。
請參考圖3，圖3為判讀器24的功能方塊圖。判讀器24包含一水平亮度信號非相關值計算器60、一水平色度信號非相關值計算器62、一垂直亮度信號非相關值計算器64及一垂直色度信號非相關值計算器66分別用來計算一水平亮度信號非相關值、一水平色度信號非相關值、一垂直亮度信號非相關值及一垂直色度信號非相關值、以及一判讀電路68用來依據該水平亮度信號非相關值、該水平色度信號非相關值、該垂直亮度信號非相關值及該垂直色度信號非相關值產生該選擇信號，也就是判讀電路68依據上述四種非相關值中的最小值產生該選擇信號。前述的非相關計算器60、62、64和66皆是用來計算復數個信號之間的相關性，由于此種相關性的計算已為現有技術，所以于此不再贅述。
當判讀器24產生該選擇信號后，選擇器26就可依據該選擇信號產生該色度信號，而減法器28接著就可依據該色度信號計算該亮度信號，以將該圖像信號中的色度信號及亮度信號分離出來。
雖然現有技術的圖像信號分離器10可將該圖像信號中的色度信號及亮度信號分離出來，但是現有技術的圖像信號分離器10至少有以下的缺點一、圖像信號分離器10中的判讀器24是僅依據三個圖像信號來產生該選擇信號，也就是判讀器24僅依據該目標圖像信號及其上、下兩水平掃描線的圖像信號來決定該選擇信號，如此常易產生錯誤的選擇信號，并進而產生錯誤的色度信號及亮度信號。舉例來說，當該目標圖像信號與其上、下相鄰兩水平掃描線的圖像信號間的差異皆相當大，然而這個相當大的差異彼此之間的差異卻又相當小時，判讀器24中的垂直亮度信號非相關值計算器64所計算的垂直亮度信號非相關值會非常小，判讀電路68就會依據這非常小的垂直亮度信號非相關值將相關的選擇信號發送至選擇器26，如此將誤導選擇器26產生錯誤的色度信號及亮度信號。二、現有技術的圖像信號分離器10是采用hard decision的方式產生該色度信號及該亮度信號，也就是選擇器26僅于該水平參考色度信號、該垂直參考色度信號及水平/垂直參考色度信號三者之中選擇其一作為該色度信號。當判讀器24內的非相關值計算器60、62、64及66所產生的非相關值間的差異相當大時，前述的采用hard decision的方式所產生的色度信號及亮度信號還不致于有太大的誤差。然而，當判讀器24內的非相關值計算器60、62、64及66所產生的非相關值間的差異不明顯時，判讀器24僅依據這些非相關值而產生的選擇信號往往會使選擇器26無法產生正確的色度信號及亮度信號。

發明內容
因此本發明的主要目的在于提供一種檢測顯示裝置上的圖像畫面的圖像信號的亮度的方法、一種檢測顯示裝置上的圖像畫面的圖像信號的色度的方法、以及一種圖像信號分離器，其中，以五條水平掃描線作為判讀一圖像信號的亮度的基礎，以解決現有技術的缺點。
根據本發明，提供分離一圖像信號的方法及裝置，其中該方法包含使用一顯示裝置的陰極射線管以交錯的方式將一包含該圖像信號的圖像畫面發射至該顯示裝置上、使用一處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的復數個第一圖像信號計算一第一加權因數、使用該處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的異于該復數個第一圖像信號的至少一第二圖像信號計算一第二加權因數、以及使用該處理器依據該圖像信號、該第一圖像信號、該第二圖像信號、該第一加權因數及該第二加權因數計算該圖像信號的亮度。
該裝置可將一圖像信號分離成一亮度信號及一色度信號，該圖像信號是依據一取樣頻率取樣自一彩色電視圖像信號(composite color TV signal)，該圖像信號分離器包含復數個用來延遲該圖像信號以產生一目標圖像信號及復數個參考圖像信號的延遲器、一用來依據該目標圖像信號產生一水平色度信號的水平色度信號產生器、一用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生一水平垂直差異值的水平垂直差異值產生器、一用來產生一垂直色度信號的垂直色度信號產生器，該垂直色度信號產生器包含一用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生一上下差異值的上下差異值產生器以及一用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生復數個參考圖像信號的垂直參考圖像信號產生器，其中該垂直色度信號是相關于該上下差異值與該復數個垂直參考圖像信號，該裝置另包含一用來依據該水平色度信號、該垂直色度信號及該水平垂直差異值產生該色度信號的色度信號產生器以及一用來依據該色度信號及該復數個延遲器所產生的信號產生該亮度信號的亮度信號產生器。
相較于現有技術的圖像信號分離器10，本發明的圖像信號分離器70是以五條水平掃描線為基準，先計算出該圖像信號(包含于該五條水平掃描線)與其余四條水平掃描線之間的差異性，再依據該差異性及該五條水平掃描線以漸進決定(soft decision)的方式計算出該圖像信號的亮度及色度，如此就能避免如現有技術的圖像信號分離器10中的判讀器24于判讀該選擇信號時所產生的錯誤。此外，本發明的圖像信號分離器70中的各功能電路(例如水平垂直差異值產生器84、水平差異值產生器87、及垂直差異值產生器89等)中所使用的k、a及b等加權因數可依據圖像信號或該圖像信號所在的電視系統的不同而作適度的修正。
具體來講，按照本發明的一個方面，提供了一種檢測顯示裝置上的圖像畫面的圖像信號的亮度的方法，該方法包含步驟以交錯的方式將該圖像畫面顯示于該顯示裝置上；使用一處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的復數個第二圖像信號計算一第一加權因數；使用該處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的異于該復數個第一圖像信號的至少一第二圖像信號計算一第二加權因數；以及使用該處理器依據該圖像信號、該第一圖像信號、該第二圖像信號、該第一加權因數及該第二加權因數計算該圖像信號的亮度。
按照本發明的另一個方面，提供了一種檢測顯示裝置上的圖像畫面的圖像信號的色度的方法，該方法包括步驟以交錯的方式將該圖像畫面顯示于該顯示裝置上；使用一處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的復數個第二圖像信號計算一第一加權因數；使用該處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的異于該復數個第一圖像信號的至少一第二圖像信號計算一第二加權因數；以及，使用該處理器依據該圖像信號、該第一圖像信號、該第二圖像信號、該第一加權因數及該第二加權因數計算該圖像信號的色度。
按照本發明的再一個方面，提供了一種圖像信號分離器，其可將一圖像信號分離成一亮度信號及一色度信號，該圖像信號是依據一取樣頻率取樣自一彩色電視圖像信號，該圖像信號分離器包含復數個延遲器，用來延遲該圖像信號以產生一目標圖像信號及復數個參考圖像信號；一水平色度信號產生器，用來依據該目標圖像信號產生一水平色度信號；一水平垂直差異值產生器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生一水平垂直差異值；一垂直色度信號產生器，用來產生一垂直色度信號，該垂直色度信號產生器包含一上下差異值產生器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生一上下差異值；以及一垂直參考圖像信號產生器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生復數個參考圖像信號；其中該垂直色度信號是相關于該上下差異值及該復數個垂直參考圖像信號；一色度信號產生器，用來依據該水平色度信號、該垂直色度信號及該水平垂直差異值產生該色度信號；以及一亮度信號產生器，用來依據該色度信號及該復數個延遲器所產生的信號產生該亮度信號。


圖1為現有技術的圖像信號分離器的功能方塊圖，圖2為一屏幕上相鄰三條水平掃描線上的取樣點的色度信號的相位圖。
圖3為圖1所顯示的圖像信號分離器中的判讀器的功能方塊圖。
圖4為本發明圖像信號分離器的功能方塊圖。
圖5為一S型函數的圖形。
圖6為圖4所顯示的圖像信號分離器中的水平干擾計算器的電路圖。
圖7為圖4所顯示的圖像信號分離器中的垂直干擾計算器的電路圖。
圖8為圖4所顯示的圖像信號分離器中的中繼圖像信號產生器的功能方塊圖。
圖9為圖4所顯示的圖像信號分離器中的上下差異值產生器的功能方塊圖。
附圖中的各個附圖標記說明如下10、70圖像信號分離器 12模擬/數字轉換器14第一延遲器 16第二延遲器18水平參考色度信號產生器20垂直參考色度信號產生器22水平/垂直參考色度信號產生器
24判讀器 26選擇器28減法器 40屏幕60水平亮度信號非相關值計算器62水平色度信號非相關值計算器64垂直亮度信號非相關值計算器66垂直色度信號非相關值計算器68判讀電路74第一線延遲器76第二線延遲器78第三線延遲器80第四線延遲器82水平色度信號產生器84水平垂直差異值產生器86水平干擾計算器 87水平差異值產生器88垂直干擾計算器 89垂直差異值產生器90上下垂直差異值模組92垂直色度信號產生器93中繼圖像信號產生器94上下差異值產生器96垂直參考圖像信號產生器98色度信號產生器 100亮度信號產生器110第一加法器112第一一維梳形濾波器 114第二加法器116第二一維梳形濾波器 118第三加法器120第一絕對值器 122第一低通濾波器124取樣點延遲器 126減法器128二維梳形濾波器 130第二絕對值器132第二低通濾波器 150第一減法器152第二減法器 154第三減法器156第三絕對值器 158第三低通濾波器160第二取樣點延遲器 162第四加法器164第二取樣點延遲器 166第五加法器168第四減法器 170第四絕對值器172第四低通濾波器
180第一向上圖像信號產生器182第二向上圖像信號產生器184第三向上圖像信號產生器186第四向上圖像信號產生器188加法器 190乘法器192減法器 194解調器95向下差異值產生器 97向上差異值產生器99上下差異值模組具體實施方式
請參閱圖4，圖4為本發明圖像信號分離器70的功能方塊圖。圖像信號分離器70可將一圖像信號分離成一色度信號Sc及一亮度信號Sy，該圖像信號可為一NTSC(National Television Standards Committee)信號或一PAL(phase altemation by line)信號。圖像信號分離器70包含一模擬/數字轉換器72用來將一彩色電視圖像信號轉換成一數位式第二向下參考圖像信號Sdn2、一第一線延遲器74用來將該第二向下參考圖像信號延遲一水平掃描線以產生一第一向下參考圖像信號Sdn1、一第二線延遲器76用來將該第一向下參考圖像信號延遲一水平掃描線以產生一目標圖像信號Sobj、一第三線延遲器78用來將該目標圖像信號延遲一水平掃描線以產生一第一向上參考圖像信號Sup1、一第四線延遲器80用來將該第一向上圖像信號延遲一水平掃描線以產生一第二向上參考圖像信號Sup2、一水平色度信號產生器82用來依據目標圖像信號Sobj產生一水平色度信號Shc、一水平垂直差異值產生器84用來依據目標圖像信號Sobj及該復數個參考圖像信號Sdn1、Sdn2、Sup1及Sup2產生一水平垂直差異值SLFD(horizontal/vertical fading factor)、一垂直色度信號產生器92用來產生一垂直色度信號Svc、一色度信號產生器98用來依據水平色度信號Shc、垂直色度信號Svc及水平垂直差異值SLFD產生色度信號Sc、以及一亮度信號產生器100用來從目標圖像信號Sobj減去色度信號Sc以產生亮度信號Sy。
色度信號產生器98是依據以下的關系式產生色度信號ScSc＝SLFD*Shc+(1-SLFD)*Svc。
水平垂直差異值產生器84產生水平垂直差異值SLFD的方式說明如下請再參考圖4，圖4所示的圖像信號分離器70中的水平垂直差異值產生器84包含一水平干擾計算器86用來依據目標圖像信號Sobj及該復數個參考圖像信號Sdn1、Sdn2、Sup1及Sup2計算一水平色度干擾值Dhc及一水平亮度干擾值Dhy；一水平差異值產生器87用來依據水平色度干擾值Dhc及水平亮度干擾值Dhy產生一水平差異值Hdiff、一垂直干擾計算器88用來依據目標圖像信號Sobj及該復數個參考圖像信號Sdn1、Sdn2、Sup1及Sup2計算一垂直色度干擾值Dvc及一水平亮度干擾值Dvy、一垂直差異值產生器89用來依據垂直色度干擾值Dvc及垂直亮度干擾值Dvy產生一垂直差異值Vdiff、以及一上下垂直差異值模組90用來依據水平差異值Hdiff及垂直差異值Vdiff產生水平垂直差異值SLFD。水平垂直差異值SLFD、水平差異值Hdiff、及垂直差異值Vdiff間的關系式為SLFD＝-Lim(k*Vdiff-Hdiff)，其中k為一加權因數，而Lim()為一S型函數(Sigmoid-like curve)。
請參考圖5，圖5為該S型函數的圖形。由圖5中可看出，當k*Vdiff-Hdiff大于或小于一容錯度(tolerance of error)D時，本發明的圖像信號分離器70是無異于現有技術的圖像信號分離器10，但當k*Vdiff-Hdiff是落于+D與-D之間時，本發明的圖像信號分離器70是以k*Diff-Hdiff于該S型函數中所對應的SLFD為依據來產生色度信號Sc及亮度信號Sy，也就是本發明是采漸進決定(soft decision)的方式產生色度信號Sc及亮度信號Sy。換言之，SLFD可視為一于水平色度記號Shc及垂直色度信號Svc之間作加權運算以產生色度信號Sc及亮度信號Sy的加權因數。換言之，若k*Vdiff較Hdiff小D，表示目標圖像信號Sobj、第一向下參考圖像信號Sdn1及第二向下參考圖像信號Sdn2間的差異性乘以k較目標圖像信號Sobj、第一向上參考圖像信號Sup1及第二向上參考圖像信號Sup2間的差異性為小，圖像信號分離器70就是依據目標圖像信號Sodj、第一向下參考圖像信號Sdn1及第二向下參考圖像信號Sdn2產生色度信號Sc及亮度信號Sy；反之，若k*Vdiff較Hdiff大D，表示目標圖像信號Sobj、第一向下參考圖像信號Sdn1及第二向下參考圖像信號Sdn2間的差異性乘以k較目標圖像信號Sobj、第一向上參考圖像信號Sup1及第二向上參考圖像信號Sup2間的差異性為大，圖像信號分離器70就是依據目標圖像信號Sobj、第一向上參考圖像信號Sup1及第二向上參考圖像信號Sup2產生色度信號Sc及亮度信號Sy。
圖4中所顯示的水平垂直差異值產生器84中的水平差異值產生器87是依據以下的關系式計算水平差異值HdiffHdiff＝a*Dhy+(1-a)*Dhc，其中a為加權因數；而垂直差異值產生器89是依據以下的關系式計算垂直差異值VdiffVdiff＝b*Dvy+(1-b)*Dvc，其中b為加權因數。a及b可依據該圖像信號或該圖像信號所在的電視系統的不同而作適度的修正。
水平色度干擾值Dhc、水平亮度干擾值Dhy、垂直色度干擾值Dvc及垂直亮度干擾值Dvy的產生方式說明如下請參考圖6及圖7，圖6為水平干擾計算器86的電路圖，圖7為垂直干擾計算器88的電路圖。水平干擾計算器86包含一第一加法器110用來將目標圖像信號Sobj與第一向上參考圖像信號Sup1相加以產生一第一垂直亮度干擾信號Vy1；一第一一維梳形濾波器(comb filter)112用來將第一垂直亮度干擾信號Vy1轉換成一第一垂直亮度過濾信號Vfy1、一第二加法器114用來將目標圖像信號Sobj與第一向下參考圖像信號Sdn1相加以產生一第二垂直亮度干擾信號Vy2、一第二一維梳形濾波器116用來將第二垂直亮度干擾信號Vy2轉換成一第二垂直亮度過濾信號Vfy2；一第三加法器118用來將第一垂直亮度過濾信號Vfy1與第二垂直亮度過濾信號Vfy2相加以產生一垂直亮度信號Svy；一第一絕對值器120用來將垂直亮度信號Svy轉換成一正垂直亮度信號Spvy；一第一低通濾波器122用來將正垂直亮度信號Spvy轉換成水平亮度干擾值Dhy；一第一取樣點延遲器(sample point delay)124用來將目標圖像信號Sobj延遲兩個取樣點以產生一向右參考圖像信號Srref；一減法器126用來從目標圖像信號Sobj中減去向右參考圖像信號Srref以產生一水平色度干擾信號Hc；一二維梳形濾波器128用來將水平色度干擾信號Hc轉換成一水平色度過濾信號Hfc；一第二絕對值器130用來將水平色度過濾信號Hfc轉換成一正水平色度信號Sphc；以及一第二低通濾波器132用來將正水平色度信號Sphc轉換成水平色度干擾值Dhc。
圖7所顯示的垂直干擾計算器88包含一第一減法器150用來從目標圖像信號Sobj中減去第一向上參考圖像信號Sup1以產生一第一垂直色度干擾信號Vc1；一第二減法器152用來從目標圖像信號Sobj中減去第一向下參考圖像信號Sdn1以產生一第二垂直色度干擾信號Vc2；一第三減法器154用來將第一垂直色度信號Vc1與第二垂直色度信號Vc2相減以產生一垂直色度信號Svc；一第三絕對值器156用來將垂直色度信號Svc轉換成一正垂直色度信號Spvc；一第三低通濾波器158用來將正垂直色度信號Spvc轉換成垂直色度干擾值Dvc；一第二取樣點延遲器160用來將第一向上圖像信號Sup1延遲兩個取樣點以產生一第一向右參考圖像信號Sr1ref；一第四加法器162用來將第一向上參考圖像信號Sup1加上第一向右參考圖像信號Sr1ref以產生一第一水平亮度干擾信號Hy1；一第二取樣點延遲器164用來將第一向下圖像信號Sdn1延遲兩個取樣點以產生一第二向右參考圖像信號Sr2ref；一第五加法器166用來將第一向下參考圖像信號Sdn1加上第二向右參考圖像信號Sr2ref以產生一第二水平亮度干擾信號Hy2；一第四減法器168用來將第一水平亮度干擾信號Hy與第二水平亮度干擾信號Hy2相減以產生一水平亮度信號Shy；一第四絕對值器170用來將水平亮度信號Shy轉換成一正水平亮度信號Sphy；以及一第四低通濾波器172用來將正水平亮度信號Sphy轉換成水平亮度干擾值Dvy。
垂直色度信號產生器92產生垂直色度信號Svc的方式說明如下垂直色度信號產生器92包含一中繼圖像信號產生器93用來依據目標信號Sobj及該復數個參考圖像信號Sdn1、Sdn2、Sup1及Sup2產生復數個中繼圖像信號；一上下差異值產生器94用來依據該復數個中繼圖像信號計算一上下差異值UDFD(up/down fading factor)；以及一垂直參考圖像信號產生器96用來依據該上下差異值及該復數個中繼圖像信號產生垂直色度信號Svc。
垂直色度信號產生器92中的中繼圖像信號產生器93產生該復數個中繼圖像信號的方式說明如下請參考圖8，圖8為中繼圖像信號產生器93的功能方塊圖。中繼圖像信號產生器93包含一第一向上圖像信號產生器180用來依據目標圖像信號Sobj及第一向上參考圖像信號Sup1產生一第一向上圖像信號Sup1；一第二向上圖像信號產生器182用來依據第一向上參考圖像信號Sup1及第二向上參考圖像信號Sup2產生一第二向上圖像信號Ssup2；一第一向下圖像信號產生器184用來依據目標圖像信號Sobj及第一向下參考圖像信號Sdn1產生一第一向下圖像信號Ssdn1；以及一第二向下圖像信號產生器186用來依據第一向下參考圖像信號Sdn1及第二向下參考圖像信號Sdn2產生一第二向下圖像信號Ssdn2。
中繼圖像信號產生器93中的圖像信號產生器180、182、184及186分別皆包含一加法器188、一乘法器190、一減法器192及一解調器194。該復數個中繼圖像信號Ssup1、Ssup2、Ssdn1及Ssdn2分別包含一圖像亮度信號、一朝一第一方向的圖像第一色度信號及一朝一第二方向的圖像第二色度信號，該第一方向不平行于該第二方向。一般而言，該第一方向是垂直(正交)于該第二方向。
該復數個圖像信號產生器180、182、184及186產生該圖像亮度信號、該圖像第一色度信號及該圖像第二色度信號的方式說明如下以圖像信號產生器180為例，圖像亮度信號Ycu為第一向上參考圖像信號Sup1與目標圖像信號Sobj的算術平均數，而目標圖像信號Sobj減去該圖像亮度信號后所產生的信號經過解調器194的解調過后就可產生圖像第一色度信號Ucu及圖像第二色度信號Vcu，其中解調器94是依據該載波(見于現有技術)解調該信號。
垂直色度信號產生器92中的上下差異值產生器94計算上下差異值的方式說明如下請參考圖9，圖9為上下差異值產生器94的功能方塊圖。上下差異值產生器94包含一向上差異值產生器97用來依據中繼圖像信號Ssup1及Ssup2產生一向上差異值Diffup；一向下差異值產生器95用來依據中繼圖像信號Ssdn1及Ssdn2產生一向下差異值Diffdn；以及一上下差異值模組99用來依據向上差異值Diffup及向下差異值Diffdn產生上下差異值UDFD。上下差異值UDFD、向上差異值Diffup、及向下差異值Diffdn間的關系式為UDFD(up/domn fading factor)＝Lim(Diffdn-Diffup)。而Diffup＝ABS(Yu-Ycu)+sqrt((Uu-Ucu)2+(Vu-Vcu)2)，其中ABS(x)為x的絕對值，而sqrt(y)為y的平方根。
相較于現有技術的圖像信號分離器10，本發明的圖像信號分離器70是以五條水平掃描線為基準，先計算出該圖像信號(包含于該五條水平掃描線)與其余四條水平掃描線之間的差異性，再依據該差異性及該五條水平掃描線以漸進決定(soft decision)的方式計算出該圖像信號的亮度及色度，如此就能避免如現有技術的圖像信號分離器10中的判讀器24于判讀該選擇信號時所產生的錯誤。此外，本發明的圖像信號分離器70中的各功能電路(例如水平垂直差異值產生器84、水平差異值產生器87、及垂直差異值產生器89等)中所使用的k、a及b等加權因數可依據圖像信號或該圖像信號所在的電視系統的不同而作適度的修正。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求書所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種檢測顯示裝置上的圖像畫面的圖像信號的亮度的方法，該方法包含步驟以交錯的方式將該圖像畫面顯示于該顯示裝置上；使用一處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的復數個第二圖像信號計算一第一加權因數；使用該處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的異于該復數個第一圖像信號的至少一第二圖像信號計算一第二加權因數；以及使用該處理器依據該圖像信號、該第一圖像信號、該第二圖像信號、該第一加權因數及該第二加權因數計算該圖像信號的亮度。
2.如權利要求1所述的方法，還包括步驟使用一第一電路依據該圖像信號及該第一圖像信號產生一第一亮度；使用一第二電路依據該圖像信號及該第二圖像信號產生一第二亮度；其中該圖像信號的亮度＝UDFD*該第一亮度+(1-UDFD)*該第二亮度，其中UDFD＝Lim(Diffdn-Diffup)，其中Diffdn為該第一加權因數，Diffup為該第二加權因數，而Lim( )為一S型函數。
3.一種檢測顯示裝置上的圖像畫面的圖像信號的色度的方法，該方法包括步驟以交錯的方式將該圖像畫面顯示于該顯示裝置上；使用一處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的復數個第二圖像信號計算一第一加權因數；使用該處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的異于該復數個第一圖像信號的至少一第二圖像信號計算一第二加權因數；以及使用該處理器依據該圖像信號、該第一圖像信號、該第二圖像信號、該第一加權因數及該第二加權因數計算該圖像信號的色度。
4.如權利要求3所述的方法，還包括步驟使用一第一電路依據該圖像信號及該第一圖像信號產生一第一色度；使用一第二電路依據該圖像信號及該第二圖像信號產生一第二色度；其中該圖像信號的色度＝UDFD*該第一色度+(1-UDFD)*該第二色度，其中UDFD＝Lim(Diffdn-Diffup)，其中Diffdn為該第一加權因數，Diffup為該第二加權因數，而Lim( )為一S型函數。
5.一種圖像信號分離器，其可將一圖像信號分離成一亮度信號及一色度信號，該圖像信號是依據一取樣頻率取樣自一彩色電視圖像信號，該圖像信號分離器包含復數個延遲器，用來延遲該圖像信號以產生一目標圖像信號及復數個參考圖像信號；一水平色度信號產生器，用來依據該目標圖像信號產生一水平色度信號；一水平垂直差異值產生器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生一水平垂直差異值；一垂直色度信號產生器，用來產生一垂直色度信號，該垂直色度信號產生器包含一上下差異值產生器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生一上下差異值；以及一垂直參考圖像信號產生器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號產生復數個參考圖像信號；其中該垂直色度信號是相關于該上下差異值及該復數個垂直參考圖像信號；一色度信號產生器，用來依據該水平色度信號、該垂直色度信號及該水平垂直差異值產生該色度信號；以及一亮度信號產生器，用來依據該色度信號及該復數個延遲器所產生的信號產生該亮度信號。
6.如權利要求5所述的圖像信號分離器，其中該復數個參考圖像信號包含一第一向上參考圖像信號、一第二向上參考圖像信號、一第一向下參考圖像信號及一第二向下參考圖像信號，而該圖像信號為該第二向下參考圖像信號，該復數個延遲器包含一第一延遲器，用來將該圖像信號延遲一預定數目的掃描線以產生該第一向下參考圖像信號；一第二延遲器，用來將該第一向下參考圖像信號延遲該預定數目的掃描線以產生該目標圖像信號；一第三延遲器，用來將該目標圖像信號延遲該預定數目的掃描線以產生該第一向上參考圖像信號；以及一第四延遲器，用來將該第一向上參考圖像信號延遲該預定數目的掃描線以產生該第二向上參考圖像信號；該垂直參考圖像信號產生器包含一第一向上圖像信號產生器，用來依據該目標圖像信號及該第一向上參考圖像信號產生一第一向上圖像信號；一第二向上圖像信號產生器，用來依據該第一向上參考圖像信號及該第二向上參考圖像信號產生一第二向上圖像信號；一第一向下圖像信號產生器，用來依據該目標圖像信號及該第一向下參考圖像信號產生一第一向下圖像信號；以及一第二向下圖像信號產生器，用來依據該第一向下參考圖像信號及該第二向下參考圖像信號產生一第二向下圖像信號；該上下差異值產生器包含一向上差異值產生器，用來依據該第一向上圖像信號及該第二向上圖像信號產生一向上差異值；一向下差異值產生器，用來依據該第一向下圖像信號及該第二向下圖像信號產生一向下差異值；以及一上下差異值模組，用來依據該向上差異值及該向下差異值產生該上下差異值。
7.如權利要求6所述的圖像信號分離器，其中該上下差異值、該向上差異值、及該向下差異值間的關系式為UDFD＝Lim(Diffdn-Diffup)，其中UDFD為該上下差異值，Diffdn為該向下差異值，Diffup為該向上差異值，而Lim( )為一S型函數。
8.如權利要求6所述的圖像信號分離器，其中該第一向上圖像信號包含一第一向上圖像亮度信號、一朝一第一方向的第一向上圖像第一色度信號及一朝一第二方向的第一向上圖像第二色度信號，該第一方向不平行于該第二方向，該第二向上圖像信號包含一第二向上圖像亮度信號、一朝該第一方向的第二向上圖像第一色度信號及一朝該第二方向的第二向上圖像第二色度信號，該向上差異值與該第一向上圖像亮度信號、該第一向上圖像第一色度信號、該第一向上圖像第二色度信號、該第二向上圖像亮度信號、該第二向上圖像第一色度信號、及該第二向上圖像第二色度信號間的關系式為Diffup＝ABS(Yu-Ycu)+SQRT((Uu-Ucu)2+(Vu-Vcu)2)，其中Diffup為該向上差異值，Yu為該第二向上圖像亮度信號，Ycu為該第一向上圖像亮度信號，Uu為該第二向上圖像第一色度信號，Vu為該第二向上圖像第二色度信號，Ucu為該第一向上圖像第一色度信號，Vcu為該第一向上圖像第二色度信號，ABS(Yd-Ycd)為(Yd-Ycd)的絕對值，而SQRT((Ud-Ucd)2+(Vd-Vcd)2)為((Ud-Ucd)2+(Vd-Vcd)2)的正平方根。
9.如權利要求6所述的圖像信號分離器，其中該第一向下圖像信號包含一第一向下圖像亮度信號、一朝一第一方向的第一向下圖像第一色度信號及一朝一第二方向的第一向下圖像第二色度信號，該第一方向不平行于該第二方向，該第二向下圖像信號包含一第二向下圖像亮度信號、一朝該第一方向的第二向下圖像第一色度信號及一朝該第二方向的第二向下圖像第二色度信號，該向下差異值與該第一向下圖像亮度信號、該第一向下圖像第一色度信號、該第一向下圖像第二色度信號、該第二向下圖像亮度信號、該第二向下圖像第一色度信號、及該第二向下圖像第二色度信號間的關系式為Diffdown＝ABS(Yd-Ycd)+SQRT((Ud-Ucd)2+(Vd-Vcd)2)，其中Diffdown為該向下差異值，Yd為該第二向下圖像亮度信號，Ycd為該第一向下圖像亮度信號，Ud為該第二向下圖像第一色度信號，Vd為該第二向下圖像第二色度信號，Ucd為該第一向下圖像第一色度信號，Vcd為該第一向下圖像第二色度信號，ABS(Yd-Ycd)為(Yd-Ycd)的絕對值，而SQRT(Ud-Ucd)2+(Vd-Vcd)2)為((Ud-Ucd)2+(Vd-Vcd)2)的正平方根。
10.如權利要求5所述的圖像信號分離器，其中該水平垂直差異值產生器包含一水平干擾計算器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號計算一水平色度干擾值及一水平亮度干擾值；一垂直干擾計算器，用來依據該目標圖像信號及該復數個參考圖像信號計算一垂直色度干擾值及一垂直亮度干擾值；一水平差異值產生器，用來依據該水平色度干擾值及該水平亮度干擾值產生一水平差異值；一垂直差異值產生器，用來依據該垂直色度干擾值及該垂直亮度干擾值產生一垂直差異值；以及一水平垂直差異值模組，用來依據該水平差異值及該垂直差異值產生該水平垂直差異值；其中該水平垂直差異值、該水平差異值、及該垂直差異值間的關系式為SLFD＝Lim(k*Vdiff-Hdiff)，其中SLFD為該水平垂直差異值，Vdiff為該垂直差異值，Hdiff為該水平差異值，k為一常數，而Lim( )為一S型函數。
11.如權利要求10所述的圖像信號分離器，其中該水平干擾計算器包含一第一加法器，用來將該目標圖像信號與一向上參考圖像信號相加以產生一第一垂直亮度干擾信號，該向上參考圖像信號較該目標圖像信號延遲一預定數目的掃描線；一第一一維梳形濾波器，用來將該第一垂直亮度干擾信號轉換成一第一垂直亮度過濾信號；一第二加法器，用來將該目標圖像信號與一向下參考圖像信號相加以產生一第二垂直亮度干擾信號，該向下參考圖像信號較該目標圖像信號領先該預定數目的掃描線；一第二一維梳形濾波器，用來將該第二垂直亮度干擾信號轉換成一第二垂直亮度過濾信號；一第三加法器，用來將該第一垂直亮度過濾信號與該第二垂直亮度過濾信號相加以產生一垂直亮度信號；一第一絕對值器，用來將該垂直亮度信號轉換成一正垂直亮度信號；一第一低通濾波器，用來將該正垂直亮度信號轉換成該水平亮度干擾值；一取樣點延遲器，用來將該目標圖像信號延遲兩個取樣點以產生一向右參考圖像信號；一減法器，用來從該目標圖像信號中減去該向右參考圖像信號以產生一水平色度干擾信號；一二維梳形濾波器，用來將該水平色度干擾信號轉換成一水平色度過濾信號；一第二絕對值器，用來將該水平色度過濾信號轉換成一正水平色度信號；以及一第二低通濾波器，用來將該正水平色度信號轉換成該水平色度干擾值。
12.如權利要求10所述的圖像信號分離器，其中該垂直干擾計算器包含一第一減法器，用來從該目標圖像信號中減去一向上參考圖像信號以產生一第一垂直色度干擾信號，該向上參考圖像信號較該目標圖像信號延遲一預定數目的掃描線；一第二減法器，用來從該目標圖像信號中減去一向下參考圖像信號以產生一第二垂直色度干擾信號，該向下參考圖像信號較該目標圖像信號領先該預定數目的掃描線；一第三減法器，用來將該第一垂直色度信號與該第二垂直色度信號相減以產生一垂直色度信號；一第三絕對值器，用來將該垂直色度信號轉換成一正垂直色度信號；一第三低通濾波器，用來將該正垂直色度信號轉換成該垂直色度干擾值；一第四加法器，用來將該向上參考圖像信號加上一第一向右參考圖像信號以產生一第一水平亮度干擾信號，該第一向右參考圖像信號較該向上參考圖像信號延遲二個該取樣頻率的倒數；一第五加法器，用來將該向下參考圖像信號加上一第二向右參考圖像信號以產生一第二水平亮度干擾信號，該第二向右參考圖像信號較該向上參考圖像信號延遲二個該取樣頻率的倒數；一第四減法器，用來將該第一水平亮度干擾信號與該第二水平亮度干擾信號相減以產生一水平亮度信號；一第四絕對值器，用來將該水平亮度信號轉換成一正水平亮度信號；以及一第四低通濾波器，用來將該正水平亮度信號轉換成該水平亮度干擾值。
13.如權利要求5所述的圖像信號分離器，其中該圖像信號為一NTSC圖像信號。
14.如權利要求5所述的圖像信號分離器，其中該圖像信號為一PAL圖像信號。
全文摘要
本發明是提供一種分離圖像信號的方法及裝置，該方法包含使用一顯示裝置的陰極射線管以交錯的方式將一包含該圖像信號的圖像畫面發射至該顯示裝置上、使用一處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的復數個第一圖像信號計算一第一加權因數、使用該處理器依據該圖像信號及與該圖像信號相鄰的異于該復數個第一圖像信號的至少一第二圖像信號計算一第二加權因數、以及使用該處理器依據該圖像信號、該第一圖像信號、該第二圖像信號、該第一加權因數及該第二加權因數計算該圖像信號的亮度。
文檔編號H04N9/78GK1536896SQ0311028
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月8日 優先權日2003年4月8日
發明者吳振禧 申請人:聯發科技股份有限公司