專利名稱：移動探測電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動探測電路，用于探測次尼奎斯特(Sub-Nyguist)取樣(以下簡稱為次取樣)圖象信號的移動畫面區，更確切地說涉及這樣一種移動探測電路，該電路在傳輸高清晰度電視信號的MUSE(多個次尼奎斯特取樣編碼)系統中適合用來作為編碼器和解碼器。
圖1是一方框圖，表示本發明一個實施例的移動探測電路;
圖2是一方框圖，表示已有技術的移動探測電路;
圖3是一方框圖，表示用在本發明中的垂直方向LPF(低通瀘波器)的一個實例;
圖4是一方框圖，表示用在本發明中的另一個垂直方向LPF的實例;
圖5A和5B是波形圖，用來解釋移動信號的形成。
圖2所示是一種傳統的移動探測電路的典型布局。在圖2中，1是幀存儲器。2是減法器，該減法器產生幀間差值信號。3是水平方向LPF(低通瀘波器)，該瀘波器用于消除次取樣圖象信號水平方向上的卷曲區(aliasedportion)。4是絕對值電路，由該電路求得水平方向LPF3的輸出信號絕對值(全波整流值)。5是邊沿探測電路，6是另一個絕對值電路，電路5和6用于探測(微分)圖象邊沿部分的信號以獲得該信號的絕對值。7是除法電路，該電路完成兩個輸入信號α和β的除法運算以產生移動信號α/β。
如上所述，在已有技術中，移動信號是簡單地用經過水平方向LPF3的幀間差值信號除以探測到的邊沿部分信號而產生的。
一種產生移動信號的具體方法將在下面敘述。
圖5A和圖5B是波形圖，用來解釋從圖象幀間差值產生移動信號的過程。圖5A表示當處于較高電平的圖象被移動△X時的相鄰的第n幀和第(n+1)幀的波形和幀間差值波形。同樣，圖5B表示當處于較低電平的圖象被移動△X時的波形。
從圖5A和圖5B之間的比較可明顯地看出，在有相同移動量△X的情況下，幀間差值波形有不同的幅值。因而需要一個用于移動探測的移動量△X，以便用相應的圖象電平來除該位移量，從而使其規范化。
這可以進行如下的數學解釋。幀間差值可表示為-f(x，t+△t)+f(x，t)，其中f(x，t)是前一幅幀而f(x，t+△t)是現在的一幅幀。當經過△t時間后，由于移動了△x而使f(x，t)變為f(x+△x，t+△t)，結果f(x，t)＝f(x+△x，t+△t)。相應地，-f(x，t+△t)+f(x，t)＝-f(x，t+△t)+f(x+△x，t+△t)。這里，如果設t+△t＝t，則上式為f(x+△x，t)-f(x，t)。將f(x+△x，t)展開為泰勒級數，則f(x+△x，t)＝f(x，t)+ (△x)/(O！) f′(x，t)+……∴f(x+△x，t)-f(x，t)≈△x·f′(x，t)這樣，移動量△x可表述為△x≈ (f(x+△x，t)-f(x，t))/(f′(x，t))
其中f′(x，t)＝
f(x，t)換句話說，通過用幀間差值除以邊沿量能求得移動量△x。
然而，使用圖2所示傳統裝置探測移動區域的方法存在以下問題1.如果有一個邊沿處于近似等于白色峰值的高圖象電平絕對值的區域中，作為除數的邊沿量，處于白色峰值電平的邊沿的鄰域不是足夠大，這樣，僅僅由幀間差值除以邊沿量就會得到一個相當大的移動值，由此，上述區域將被錯誤地判斷為移動區域。
2.次取樣圖象信號在水平方向和垂直方向有卷曲區，這樣，所獲得的幀間差值包括了這些卷曲區，因此實際上是靜止的區域將被錯誤地判斷成移動區域。
特別是涉及上述第一條，當一個近似等于白色峰值電平的大的邊沿移動時，將產生大的幀間差值，但是代表邊沿量的動態范圍不能取與幀間差值相比的足夠大的值。特別是，在黑色背景上帶有白色峰值電平的圖象不能探測到足夠大的邊沿量。這樣，例如在靜止圖象上具有白色峰值電平的邊沿中，通過幀間差值除以邊沿量得到的值并不很小，因此靜止圖象將被錯誤地判斷成移動圖象。
本發明的目的是提供一種移動探測電路，該電路用幀間差值信號除以探測的邊沿值和邊沿圖象本身電平值的混合值，以便確保產生一個沒有任何誤差的移動圖象信號。
為了實現這一目的，按照本發明提供的移動探測電路包括產生次取樣圖象信號的幀間差值信號的裝置;瀘波裝置，用來從上述發生裝置的輸出分離在水平方向和垂直方向幀間差值信號的低頻分量;探測裝置，用于探測圖象信號的邊沿;混合裝置，用來混合圖象信號的電平絕對值和從探測裝置輸出的絕對值;除法裝置，用以將瀘波裝置輸出的絕對值除以混合裝置的輸出以便提供移動信號。
按照本發明，幀間差值信號是被在圖象邊沿產生的信號和圖象的對應電平值來除的。由于取樣產生的垂直方向的卷曲區能夠從幀間差值信號中消除，因而由于卷曲區引起的移動探測誤差能被消除。
因此，在這種情況下，在圖象具有近似于白色峰值電平(象一個建筑物中的窗框)的垂直邊沿的地方，垂直方向的卷曲區能被消除，從而重現一個在移動探測中沒有缺陷的預期的圖象。
下面將參照附圖對本發明的一個實施例所述的移動探測電路進行詳細說明。
圖1表示本發明一個實施例所述的移動探測電路的結構原理。在圖1中，1是幀存儲器，圖象信號被送至該存儲器;2是減法器，它產生幀間差值信號;101是卷曲區消除部分，該部分在次取樣圖象信號的水平方向和垂直方向消除卷曲區;4是絕對值電路，該電路產生來自卷曲區消除部分101的輸出信號絕對值(全波整流值);5是邊沿探測電路，該電路探測(微分)圖象邊沿部分的信號;6是絕對值電路，該電路產生上述信號的絕對值;7是除法電路，它完成兩個輸入信號α和β的除法運算，從而提供一個移動信號α/β;100是混合部分，它以適當比例將圖象邊沿部分的探測信號和圖象的對應電平值相混合;8是絕對值電路，該電路產生圖象電平值的絕對值;9是混合電路，該電路把通過邊沿探測電路5和絕對值電路6獲得的邊沿信號x與從絕對值電路8獲得的圖象電平信號y相混合。混合部分100由絕對值電路8和混合電路9組成。上述β是從混合電路9輸出的信號。卷曲區消除部分101由水平方向LPF3和垂直方向LPF10串聯而成。11是輸入端。12是輸出端。
現在參照圖1分別對各部分的工作原理進行詳細說明。
次取樣圖象信號在移動探測電路的輸入端11分成三路(1)幀間差值探測;
(2)邊沿探測;和(3)電平探測。
通路(1)由分路(a)和(a′)組成。分路(a)通過幀存儲器1連到減法器2;另一分路(a′)直接連減法器2。從減法器2輸出的是幀間差值信號。這個信號必須經過水平方向LPF3和垂直方向LPF10的處理。水平方向LPF3有多個抽頭，抽頭的數目取決于原始信號的頻譜特性。例如，在MUSE系統的解碼器中，把三個或四個設有3到7個抽頭的水平方向LPF3串聯使用。垂直方向LPF10有大量的延遲，以至于其硬件尺度可能相當大。設想垂直方向LPF10具有多個抽頭，但也可以是下面將要描述的如圖3和圖4所示的簡單的LPF。
上述邊沿探測通路(2)和電平探測通路(3)分別是圖1所示的通路(b)和(c)。邊沿信號x由通路(b)上的邊沿探測電路5和絕對值電路6產生，圖象電平信號y由通路(c)上的絕對值電路8產生。信號x和y由混合電路9以適當的比例(AX+By)進行混合。A和B分別為對x和y任意設定的加權系統。
雖然混合電路9在圖1的實施例中完成線性混合，但是它也可以利用例如二次函數完煞竅咝曰旌希 Ax2+By2+Cxy+dx+ey+f
對于邊沿信號，輸入混合電路的信號可以是6位左右，而對于圖象電平的圖象信號可以高于6位。
順便提一下，上述移動探測電路應設置成使編碼器和解碼器兩方面都能產生所需的技術上的優良效果。
圖1所示垂直方向LPF10的一個實例在圖3中用框圖形式表示。圖3中，31是1H(一水平線)延遲電路;32是加法器;33是 1/2 乘法器;34是輸入端;35是輸出端。
圖3中所示結構是一個已知的數字瀘波器，適合作為垂直方向LPF。下面將解釋它的工作原理。從圖1的減法器2輸出的幀間差值信號通過水平方向LPF3被送至輸入端34。于是，該幀間差值信被送到加法器32的一端以及1H延遲電路31。從1H延遲電路31輸出的信號送至加法器32的另一端。幀間差值信號和從1H延遲電路31輸出的信號在加法器32中相加。加法器32的輸出由 1/2 乘法器33進行 1/2 乘法運算。從輸出端35得到 1/2 乘法器33的輸出，該輸出是消除了垂直方向卷曲區的幀間差值信號。
圖1所示垂直方向LPF10的另一個實例在圖4中用框圖形式表示。在圖4中，41和42分別是1H延遲電路;43和45分別是 1/4 乘法器;44是 1/2 乘法器;46是累加電路;47是輸入端;48是輸出端。
圖4所示結構也是公知的數字瀘波器，它適合作為垂直方向LPF。下面將解釋它的工作原理。幀間差值信號被送至輸入端47，然后，所提供的幀間差值信號被送到1H延遲電路41和 1/4 乘法器43。從1H延遲電路41輸出的信號被送到1H延遲電路42和 1/2 乘法器44。從1H延遲電路42輸出的信號被送至 1/4 乘法電路45。分別從 1/2 乘法器44、 1/4 乘法器43和45輸出的各信號被送入累加電路46并在累加電路中累加。從累加電路46輸出的信號(累加結果)通過輸出端48得到。該輸出是瀘除了垂直方向卷曲區的幀間差值信號。
權利要求
1.一種移動探測電路，其特征在于包括一種裝置，用于產生次取樣圖象信號的幀間差值信號；瀘波裝置，用于從上述發生裝置輸出的幀間差值信號中消除其卷曲區；探測裝置，用于探測圖象信號的邊沿；混合裝置，用于把圖象信號的電平絕對值與探測裝置的輸出信號絕對值進行混合；除法裝置，用于將瀘波裝置的輸出信號絕對值除以混合裝置的輸出信號，從而提供移動信號。
2.按照權利要求1所述的移動探測電路，其特征在于，瀘波裝置包括在水平方向上消除幀間差值信號卷曲區的瀘波裝置。
3.按照權利要求1所述的移動探測電路，其特征在于，瀘波裝置包括一個在水平方向上消除幀間差值信號卷曲區的瀘波裝置，還包括另一個在垂直方向上消除幀間差值信號卷曲區的瀘波裝置。
4.按照權利要求1所述的移動探測電路，其特征在于，混合裝置將圖象的電平絕對值和探測裝置輸出信號的絕對值進行線性混合。
5.按照權利要求4所述的移動探測電路，其特征在于，對圖象信號的電平絕對值和探測裝置輸出信號的絕對值分別給予加權系數。
6.按照權利要求1所述的移動探測電路，其特征在于，混合裝置將所述圖象信號的電平絕對值和探測裝置輸出信號的絕對值進行非線性混合。
7.按照權利要求1齙囊貧講獾緶罰涮卣髟謨冢糜誆〖洳鈧敵藕諾姆⑸爸糜芍〈媧⒆爸煤圖醴ㄆ鞴鉤傘
全文摘要
一種移動探測電路，該電路是這樣構成的幀間差值信號通過串聯的水平方向LPF和垂直方向LPF，然后將幀間差值信號除以通過混合電路把圖象的邊沿信號和圖象的圖象電平信號相混合而得到的值，從而獲得移動信號。
文檔編號H04N7/32GK1032475SQ88107490
公開日1989年4月19日 申請日期1988年9月30日 優先權日1987年10月2日
發明者二宮佑一, 大塚吉道, 和泉吉則, 合志清一, 鹿喰善明 申請人:日本放送協會