專利名稱：信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，特別是涉及一種用以把復(fù)合視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成分量信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法。
如同本專業(yè)所知，NTSC(國(guó)家電視制式委員會(huì))電視信號(hào)是通過正交調(diào)制對(duì)亮度信號(hào)(Y)和色度信號(hào)(C；具有I和Q分量)進(jìn)行多路復(fù)用產(chǎn)生的。所以，為了接收電視信號(hào)和顯示圖像，就需要從電視信號(hào)分離出亮度信號(hào)和色度信號(hào)(Y/C分離)，并且隨后通過矩陣轉(zhuǎn)換把這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成分量信號(hào)，例如RGB信號(hào)。
但是在執(zhí)行Y/C分離的傳統(tǒng)裝置中，具體目標(biāo)象素的亮度信號(hào)和色度信號(hào)是例如通過進(jìn)行運(yùn)算確定的，該運(yùn)算包括使用目標(biāo)象素和該目標(biāo)象素鄰近象素的復(fù)合信號(hào)以及預(yù)定的固定系數(shù)?？墒?，如果該系數(shù)不適于該目標(biāo)象素的話，則會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)干擾、串色或其它的干擾，從而使得圖像的質(zhì)量下降。
因此提供一種裝置和方法，使之可能把產(chǎn)生的圖像中起因于斑點(diǎn)、串色之類的干擾的圖像劣變現(xiàn)象減低將是有益的。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法，用以把復(fù)合視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成分量視頻信號(hào)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法，其使用目標(biāo)象素的一種分類自適應(yīng)處理系統(tǒng)，以便確定用以把復(fù)合信號(hào)的目標(biāo)象素轉(zhuǎn)換成分量信號(hào)的各種系數(shù)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法，其通過使用將要被轉(zhuǎn)換的象素的分類自適應(yīng)處理系統(tǒng)，降低在各種象素之間的斑點(diǎn)干擾、串色或類似的干擾。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種改進(jìn)的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法，其使用分類自適應(yīng)處理系統(tǒng)，以便降低在從復(fù)合圖像信號(hào)到分量視頻信號(hào)所進(jìn)行的轉(zhuǎn)換過程中、以及在隨后的顯示中出現(xiàn)的圖像質(zhì)量的劣變。
從下面的說明和附圖中，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和明了。
一般而言，本發(fā)明提供一種信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和信號(hào)轉(zhuǎn)換方法，其根據(jù)目標(biāo)象素的復(fù)合信號(hào)和與該目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上靠近的象素的復(fù)合信號(hào)來計(jì)算目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)，并且確定它們之間的相關(guān)性。隨后執(zhí)行分類，以便根據(jù)這些多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性把該目標(biāo)象素分類到多個(gè)預(yù)定類別之一。通過使用對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)象素的類別系數(shù)而執(zhí)行的運(yùn)算，確定該目標(biāo)象素的分量信號(hào)。所以，有可能獲得分量信號(hào)的高質(zhì)量的畫面。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的學(xué)習(xí)(learning)裝置和方法中，用以進(jìn)行學(xué)習(xí)的分量信號(hào)被轉(zhuǎn)換成用以進(jìn)行學(xué)習(xí)的復(fù)合信號(hào)，并且根據(jù)目標(biāo)象素的復(fù)合信號(hào)和與該目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上靠近的象素的復(fù)合信號(hào)計(jì)算出目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)。隨后，確定這些多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性，并且根據(jù)該相關(guān)性通過確定目標(biāo)象素類別來執(zhí)行分類。隨后執(zhí)行用于確定系數(shù)的運(yùn)算，這些系數(shù)降低相對(duì)于用于分量信號(hào)的每個(gè)類別的學(xué)習(xí)的分量信號(hào)的誤差，這些分量信號(hào)是通過使用用于學(xué)習(xí)的復(fù)合信號(hào)和系數(shù)執(zhí)行的運(yùn)算而獲得的。所以，有可能得到獲得分量信號(hào)的高質(zhì)量畫面的系數(shù)。
因此本發(fā)明的方法包括若干個(gè)步驟以及這些步驟之間的一種或多種關(guān)系，并且本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特征把電路的單元和部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行組合，以便適于實(shí)現(xiàn)這些步驟，所有這些在下面的詳細(xì)描述中作為實(shí)例，并且本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求中給出了。
為了更完整地理解本發(fā)明，參照下面的描述和附圖，附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的電視接收機(jī)的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是表示圖1中的分類自適應(yīng)處理電路的一個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)框圖；圖3A、3B和3C表示由圖2的簡(jiǎn)化Y/C分離電路執(zhí)行的處理過程；圖4是由圖2的分離電路執(zhí)行的處理的一個(gè)表格；圖5是數(shù)字NTSC信號(hào)的一場(chǎng)的示例結(jié)構(gòu)；圖6A和6B是由形成圖2電路的預(yù)測(cè)抽頭(tap)形成電路執(zhí)行的處理過程；圖7是由圖2的分類自適應(yīng)處理電路執(zhí)行的處理過程；圖8是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的學(xué)習(xí)裝置的框圖；及圖9是圖8的學(xué)習(xí)裝置執(zhí)行的學(xué)習(xí)過程的流程圖。
參考圖1，其中示出采用本發(fā)明的電視接收機(jī)的實(shí)施例的構(gòu)成圖。調(diào)諧器1檢測(cè)并解調(diào)已經(jīng)由天線(未示出)接收的NTSC電視信號(hào)，并且把復(fù)合視頻圖像信號(hào)(下面將相應(yīng)地稱之為NTSC信號(hào))送到A/D轉(zhuǎn)換器2，并且把音頻信號(hào)送到放大器5。A/D轉(zhuǎn)換器2以預(yù)定的定時(shí)對(duì)于來自調(diào)諧器1的NTSC信號(hào)進(jìn)行取樣，并且由此順序地輸出標(biāo)準(zhǔn)的Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào)。數(shù)字NTSC信號(hào)(Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào))從A/D轉(zhuǎn)換器2輸出，再送到分類自適應(yīng)處理電路3。如果Y-I信號(hào)的相位是0°的話，則Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào)的相位將分別是90°、180°和270°。
根據(jù)目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)和在接收的NTSC信號(hào)當(dāng)中的與該目標(biāo)象素在空間和/或時(shí)間上相鄰的象素的數(shù)字NTSC信號(hào)，分類自適應(yīng)處理電路3計(jì)算多個(gè)用于該目標(biāo)象素的亮度信號(hào)，并且確定這些多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性。而且，該分類自適應(yīng)處理電路3還根據(jù)這些多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性而通過確定該目標(biāo)象素所屬的多個(gè)預(yù)定類別來對(duì)于該目標(biāo)象素進(jìn)行分類。分類自適應(yīng)處理電路3隨后使用對(duì)應(yīng)于所確定的該目標(biāo)象素類別的預(yù)測(cè)系數(shù)(下面將描述)執(zhí)行計(jì)算，從而確定分量信號(hào)，例如該目標(biāo)象素的RGB信號(hào)。已經(jīng)由分類自適應(yīng)處理電路3確定的該RGB信號(hào)送到CRT(陰極射線管)4。該CRT 4顯示對(duì)應(yīng)于從分類自適應(yīng)處理電路3提供的RGB信號(hào)的圖像。放大器5放大來自調(diào)諧器1的音頻信號(hào)，并且把放大的音頻信號(hào)送到揚(yáng)聲器6。揚(yáng)聲器6輸出從放大器5提供的音頻信號(hào)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的電視接收機(jī)中，當(dāng)用戶通過操縱遙控器或其它裝置(未示出)選擇一個(gè)特定的頻道時(shí)，調(diào)諧器1檢測(cè)并且解調(diào)對(duì)應(yīng)于所選頻道的電視信號(hào)，并且把NTSC信號(hào)(即，解調(diào)的電視信號(hào)的圖像信號(hào))送到A/D轉(zhuǎn)換器2和音頻放大器5。
A/D轉(zhuǎn)換器2把從調(diào)諧器1提供的模擬NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且將所得到的信號(hào)送至分類自適應(yīng)處理電路3。分類自適應(yīng)處理電路3按照上述的方式把從A/D轉(zhuǎn)換器2提供的數(shù)字NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)。這些RGB信號(hào)再被提供到CRT 4并且進(jìn)行顯示。放大器5對(duì)來自調(diào)諧器1的音頻信號(hào)進(jìn)行放大。放大的音頻信號(hào)送到揚(yáng)聲器6并且由其輸出。
圖2示出圖1中的分類自適應(yīng)處理電路3的最佳結(jié)構(gòu)。在圖2中，從A/D轉(zhuǎn)換器2提供到分類自適應(yīng)處理電路3的數(shù)字NTSC信號(hào)被提供到場(chǎng)存儲(chǔ)器11中。在控制電路17的控制下，場(chǎng)存儲(chǔ)器11(例如可存儲(chǔ)至少三場(chǎng)的數(shù)字NTSC信號(hào))存儲(chǔ)接收的NTSC信號(hào)。隨后場(chǎng)存儲(chǔ)器11讀出存儲(chǔ)的數(shù)字NTSC信號(hào)，并且把它們送到簡(jiǎn)化Y/C分離電路12和預(yù)測(cè)抽頭形成電路18。根據(jù)在場(chǎng)存儲(chǔ)器11中存儲(chǔ)的特定目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)和各數(shù)字NTSC信號(hào)中在時(shí)間和/或空間上與該目標(biāo)象素相鄰的象素的數(shù)字NTSC信號(hào)，簡(jiǎn)化Y/C分離電路12計(jì)算用于特定預(yù)測(cè)目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)。
例如，如同3A所示，P1表示目標(biāo)場(chǎng)中的目標(biāo)象素，而P2A和P3A表示與目標(biāo)象素P1上下相鄰的象素。簡(jiǎn)化Y/C分離電路12確定目標(biāo)象素P1的亮度由公式Y(jié)1=0.5P1+0.25P2A+0.25P3A表示。作為另一個(gè)例子，圖3B中的P1表示目標(biāo)場(chǎng)中的目標(biāo)象素，而P2A和P3A表示位于目標(biāo)象素P1左右側(cè)并且相鄰于與和目標(biāo)象素緊鄰的各象素的象素。簡(jiǎn)化Y/C分離電路12確定作為目標(biāo)象素P1的亮度的亮度信號(hào)Y2，由公式Y(jié)2=0.5P1+0.25P2B+0.25P3B表示。最后，圖3C中的P1表示目標(biāo)場(chǎng)中的目標(biāo)象素，而P2C表示在該目標(biāo)場(chǎng)之前的兩場(chǎng)(一幀)的一場(chǎng)中在與該目標(biāo)象素P1相同位置上的象素。該簡(jiǎn)化Y/C分離電路12確定作為目標(biāo)象素P1的亮度的亮度信號(hào)Y3，由公式Y(jié)3=0.5P1+0.5P2C表示。所以，該簡(jiǎn)化YC分離電路12確定了目標(biāo)象素的上述三個(gè)亮度信號(hào)Y1-Y3作為目標(biāo)象素的亮度信號(hào)，并且把這些亮度信號(hào)輸出到差分電路13。
差分電路13和比較電路14確定來自簡(jiǎn)化Y/C分離電路12的三個(gè)亮度信號(hào)Y1-Y3之間的相關(guān)性。也就是說，例如，差分電路13確定D1至D3的差值絕對(duì)值，由下式表示，并且把用于D1至D3的這些值送到比較電路14。
D1=|Y1-Y2|D2=|Y2-Y3|D3=|Y3-Y1|比較電路14將來自差分電路13的差值絕對(duì)值D1-D3與預(yù)定門限值進(jìn)行比較，并且把表示這三個(gè)亮度信號(hào)Y1-Y3之間的相應(yīng)比較結(jié)果的標(biāo)志F1-F3提供到分類電路15。比較電路14輸出的多個(gè)標(biāo)志F1-F3的每一個(gè)標(biāo)志具有1或0值。當(dāng)對(duì)應(yīng)差值絕對(duì)值D1-D3大于該預(yù)定門限值時(shí)，標(biāo)志F1-F3的值是1。而當(dāng)對(duì)應(yīng)差值絕對(duì)值D1-D3小于該預(yù)定門限值時(shí)，標(biāo)志F1-F3的值是0。
例如在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)Y1和Y2具有較大的差而因此具有較弱的相關(guān)性時(shí)，標(biāo)志F1變?yōu)?，這將表明用于確定Y1并包括該目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)垂直排列的象素(見圖3A)、或用于確定Y2并包括該目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)水平排列的象素(見圖3B)中包括引起Y/C分離信號(hào)的劣變的信號(hào)。具體地說，例如當(dāng)在相交于垂直或水平方向的方向上存在有亮度邊緣時(shí)，該標(biāo)志F1變?yōu)?。另一方面，當(dāng)Y1和Y2之間具有很小的差并且由此具有很強(qiáng)的相關(guān)性時(shí)，該標(biāo)志F1變?yōu)?。運(yùn)就表明在確定Y1過程中使用的包括目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)垂直排列的象素(見圖3A)和在確定Y2過程中使用的包括目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)水平排列的象素(見圖3B)不包括引起Y/C分離的劣變的信號(hào)。
當(dāng)Y2和Y3具有較大的差而因此具有較弱的相關(guān)性時(shí)，標(biāo)志F2變?yōu)?，這將表明用于確定Y2并包括該目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)垂直排列的象素(見圖3B)、或用于確定Y3的三個(gè)水平排列的象素(見圖3C)中包括引起Y/C分離劣變的信號(hào)。具體地說，例如當(dāng)在相交于垂直或水平方向的方向上存在有亮度邊緣時(shí)，該標(biāo)志F2變?yōu)?。另一方面，當(dāng)Y2和Y3之間具有很小的差并且由此具有很強(qiáng)的相關(guān)性時(shí)，該標(biāo)志F2變?yōu)?。這就表明在確定Y2過程中使用的包括目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)垂直排列的象素(見圖3B)和在確定Y3過程中使用的包括目標(biāo)象素在內(nèi)的三個(gè)水平排列的象素(見圖3C)不包括引起Y/C分離的劣變的信號(hào)。
對(duì)于標(biāo)志F3的描述省略了，因?yàn)樯鲜龅膶?duì)于標(biāo)志F2的描述適用于F3，但是針對(duì)Y1和Y2而言的水平和垂直方向應(yīng)該互換。
根據(jù)從比較電路14提供的標(biāo)志F1-F3，分類電路15通過對(duì)把目標(biāo)象素劃分成預(yù)定類別的部分而執(zhí)行分類。該分類電路15按地址把確定的目標(biāo)象素的類別提供到預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16。也就是說，例如在優(yōu)選實(shí)施例中的分類電路15根據(jù)來自比較電路14的標(biāo)志F1-F3而采用圖4中所示的0-7這8個(gè)值之一。該值隨后被提供到預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16中作為地址。
預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16包括Y-I存儲(chǔ)器16A、Y-Q存儲(chǔ)器16B、Y+I存儲(chǔ)器16C和Y+Q存儲(chǔ)器16D。這些存儲(chǔ)器的每一個(gè)存儲(chǔ)器都被提供有來自分類電路15的作為地址的目標(biāo)象素的類別以及從控制電路17輸出的一個(gè)CS(片選)信號(hào)。對(duì)NTSC信號(hào)的各個(gè)相位，Y-I存儲(chǔ)器16A、Y-Q存儲(chǔ)器16B、Y+I存儲(chǔ)器16C和Y+Q存儲(chǔ)器16D存儲(chǔ)著用于各個(gè)類別的預(yù)測(cè)系數(shù)，這些系數(shù)用于把目標(biāo)象素的NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)。
圖5示出了用于構(gòu)成一個(gè)NTSC的特定場(chǎng)的象素。在圖5中，符號(hào)“○”表示具有0°相位的Y-I信號(hào)，符號(hào)“□”表示具有90°相位的Y-Q信號(hào)，符號(hào)“●”表示具有180°相位的Y+I信號(hào)，符號(hào)“■”表示具有270°相位的Y+Q信號(hào)，如圖5所示，Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào)是重復(fù)地排列的。在一列中交替地排列Y-I信號(hào)和Y+I信號(hào)，而在相鄰的列中交替地排列Y+Q信號(hào)和Y-Q信號(hào)。
再來看圖2,Y-I存儲(chǔ)器16A,Y-Q存儲(chǔ)器16B、Y+I存儲(chǔ)器16C和Y+Q存儲(chǔ)器16D(下文中合稱為存儲(chǔ)器16A-16D)存儲(chǔ)著用于把Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)的各個(gè)類別的預(yù)測(cè)系數(shù)。對(duì)應(yīng)于從分類電路15提供的目標(biāo)象素的類別的預(yù)測(cè)系數(shù)是根據(jù)來自控制電路17的CS信號(hào)從選擇的存儲(chǔ)器16A-16D中讀出，并且送到運(yùn)算電路19。存儲(chǔ)器16A-16D的每一個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)著用于R、G、B的把NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成R、G、B信號(hào)的預(yù)測(cè)系數(shù)，作為用于各個(gè)類別的預(yù)測(cè)系數(shù)。
控制電路17控制著場(chǎng)存儲(chǔ)器11的讀寫操作，即控制電路17從存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器11中的多個(gè)場(chǎng)中選擇目標(biāo)場(chǎng)。當(dāng)用于特定目標(biāo)場(chǎng)的處理已經(jīng)完成時(shí)，控制電路17指令從場(chǎng)存儲(chǔ)器11讀出下一個(gè)場(chǎng)作為新的目標(biāo)場(chǎng)。而且，控制電路17還以先進(jìn)-先出的方式使得場(chǎng)存儲(chǔ)器11存儲(chǔ)新近提供的場(chǎng)取代已經(jīng)被提供為目標(biāo)場(chǎng)的場(chǎng)。而且，控制電路17指令場(chǎng)存儲(chǔ)器11順序地把目標(biāo)場(chǎng)的象素以行掃描的次序提供到簡(jiǎn)化Y/C分離電路12，并且把對(duì)于來自場(chǎng)存儲(chǔ)器11的目標(biāo)象素進(jìn)行處理所必須的象素提供到簡(jiǎn)化Y/C分離電路12和預(yù)測(cè)抽頭形成電路18。對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素的相位，控制電路17輸出用于選擇存儲(chǔ)器16A-16D之一的CS信號(hào)。也就是說，當(dāng)目標(biāo)象素的NTSC信號(hào)分別是Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào)之一時(shí)，控制電路17把CS信號(hào)提供到預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16，用于選擇Y-I存儲(chǔ)器16A、Y-Q存儲(chǔ)器16B、Y+I存儲(chǔ)器16C和Y+Q存儲(chǔ)器16D之一。
預(yù)測(cè)抽頭形成電路18被提供有從場(chǎng)存儲(chǔ)器11讀出的象素，根據(jù)所提供的這些象素，預(yù)測(cè)抽頭形成電路18形成用于把目標(biāo)信號(hào)的NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)的預(yù)測(cè)抽頭，并且把這些預(yù)測(cè)抽頭送到運(yùn)算電路19。具體地說，例如當(dāng)圖6A中的目標(biāo)場(chǎng)中的象素“a”被認(rèn)為是目標(biāo)象素，則預(yù)測(cè)抽頭形成電路18就把該目標(biāo)場(chǎng)中處在該目標(biāo)象素“a”上、下、左、右并且與之相鄰的象素“b”-“e”、處在該目標(biāo)象素“a”左上、右上、左下、右下、并且與之相鄰的象素“f”-“i”、處在目標(biāo)象素左側(cè)并且與和目標(biāo)象素“a”直接相鄰的象素“d”相鄰的象素“j”、處在目標(biāo)象素右側(cè)并且與和目標(biāo)象素“a”直接相鄰的象素“e”相鄰的象素“k”、以及在該目標(biāo)場(chǎng)之前兩場(chǎng)中的那些處在與象素“a”-“k”相同位置的象素(見圖6B)作為預(yù)測(cè)抽頭使用。這些預(yù)測(cè)抽頭被送到運(yùn)算電路19。
通過使用來自預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器16的預(yù)測(cè)系數(shù)和來自預(yù)測(cè)抽頭形成電路18的預(yù)測(cè)抽頭，運(yùn)算電路19計(jì)算目標(biāo)象素的RGB信號(hào)。如上所述，運(yùn)算電路19被提供有用于把目標(biāo)象素的NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成R、G、B信號(hào)的多組預(yù)測(cè)系數(shù)(來自預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16)以及被提供有被形成為目標(biāo)象素的預(yù)測(cè)抽頭(來自預(yù)測(cè)抽頭形成電路18，見圖6)，其中，上面結(jié)合圖6描述的構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素是“a”-“k”和“a′”-“k′”、用于R的預(yù)測(cè)系數(shù)是wRa-wRk和wRA-wRK。用于G的預(yù)測(cè)系數(shù)是wGa-wGK和wGA-wGK、以及用于B的預(yù)測(cè)系數(shù)是wBa-wBk和wBA-wBK，運(yùn)算電路19是根據(jù)下面的一階線性方程計(jì)算目標(biāo)象素的R、G、B信號(hào)的R=wRaa+wRbb+wRcc+wRdd+wRee+wRff+wRgg+wRhh+wRii+wRjj+wRkk+wRAa′+wRBb′+wRCc′+wRDd′+wREe′+wRFf′+wRGg′+wRHh′+wRIi′+wRJj′+wRKk′+wRoffsetG=wGaa+wGbb+wGcc+wGdd+wGee+wGff+wGgg+wGhh+wGii+wGjj+wGkk+wGAa′+wGBb′+wGCc′+wGDd′+wGEe′+wGFf′+wGGg′+wGHh′+wGIi′+wGJj′+wGKk′+wGoffsetB=wBaa+wBbb+wBcc+wBdd+wBee+wBff+wBgg+wBhh+wBii+wBjj+wBkk+wBAa′+wBBb′+wBCc′+wBDd′+wBEe′+wBFf′+wBGg′+wBHh′+wBIi′+wBJj′+wBKk′+wBoffset……(1)其中的wRoffset、wGoffset、和wBoffset是用于校正在NTSC和RGB信號(hào)之間的固定偏差的常數(shù)項(xiàng)，并且被包括在用于R、G、B的各個(gè)預(yù)測(cè)系數(shù)組中。
如上所述，在運(yùn)算電路19中，使用對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素的類別的系數(shù)(預(yù)測(cè)系數(shù))的處理過程，即自適應(yīng)地使用對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素的性質(zhì)(特征)的預(yù)測(cè)系數(shù)的處理過程，被稱之為自適應(yīng)處理?，F(xiàn)在來簡(jiǎn)要描述該自適應(yīng)處理過程。舉例而言，目標(biāo)象素的分量信號(hào)y的預(yù)測(cè)值E[y]可以通過使用一階線性組合模型來確定，這種模型是通過時(shí)間上和/或空間上與目標(biāo)象素相鄰的象素(包括該目標(biāo)象素)的復(fù)合信號(hào)(下面將相應(yīng)地稱作學(xué)習(xí)數(shù)據(jù))x1、x2…以及預(yù)定的預(yù)測(cè)系數(shù)w1、w2…的線性組合。這種預(yù)測(cè)值E[y]可以用下式表示E[y]=w1x1+w2x2+……(2)一般而言，矩陣W是一組預(yù)測(cè)系數(shù)w，矩陣X是一組學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，而矩陣Y′是一組預(yù)測(cè)值E[y]，其定義如下X=x11x12…x1nx21x22…x2n…………xm1xm2…xmn]]>W=w1w2…wn,Y′=E[y1]E[y2]…E[ym]]]>…(3)下列的觀測(cè)成立XW=Y′ …(4)類似于目標(biāo)象素的分量信號(hào)y的預(yù)測(cè)值E[y]是通過把最小二乘法應(yīng)用到上述的觀測(cè)方程實(shí)現(xiàn)的。在此情況中，作為教師(teacher)數(shù)據(jù)的一組目標(biāo)象素的真分量信號(hào)的矩陣Y和與該分量信號(hào)y相關(guān)的一組預(yù)測(cè)值E[y]殘差的矩陣E是通過下式確定的E=e1e2…em,Y=y1y2…ym]]>…(5)從等式(4)和(5)，下列的殘差方程成立XW=Y+E …(6)
在此情況中，用于確定與分量信號(hào)y相似的預(yù)測(cè)值E[y]的預(yù)測(cè)系數(shù)w1是通過減小下式的平方誤差確定的Σi=1mei2-------(7)]]>所以，滿足下列等式的預(yù)測(cè)系數(shù)wi(當(dāng)預(yù)測(cè)系數(shù)wi是0時(shí)從上述的平方誤差的導(dǎo)出量)是用于確定相似于分量信號(hào)y的預(yù)測(cè)值E[y]的最佳值。e1∂e1∂wi+e2∂e2∂wi+…+em∂em∂wi=0(i=1,2,…n)-------(8)]]>從上述的觀點(diǎn)看，首先，通過對(duì)預(yù)測(cè)系數(shù)w1微分方程(8)得到下列等式∂ei∂w1=xi1,∂ei∂w2=xi2,…,∂ei∂wn=xin,(i=1,2,…,m)]]>…(9)從等式(8)和等式(9)得到等式(10)Σi=1meixi1=0,Σi=1meixi2=0…,Σi=1meixin=0]]>…(10)通過考慮在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)x、預(yù)測(cè)系數(shù)w、教師數(shù)據(jù)y和在等式(8)中的殘差e之間的關(guān)系，從等式(10)得到下列的正規(guī)方程
…(11)可以得到與所要確定的預(yù)測(cè)系數(shù)w的數(shù)目相同的正規(guī)方程(11)。所以，可以通過求解方程(11)得到最佳預(yù)測(cè)系數(shù)(對(duì)于可求解的等式(11)來說，預(yù)測(cè)系數(shù)的系數(shù)矩陣W必須是正規(guī)的)。為了求解等式(11)，有可能使用消除法(高斯-若爾當(dāng)(Gauss-Jordan)消除法)或類似方法。
自適應(yīng)處理是以上述的方式確定最佳預(yù)測(cè)系數(shù)w、并且隨后根據(jù)公式(2)并利用最佳預(yù)測(cè)系數(shù)w確定最接近分量信號(hào)y的預(yù)測(cè)值E[y]的過程(自適應(yīng)過程包括事先確定預(yù)測(cè)系數(shù)w以及通過使用預(yù)測(cè)系數(shù)w而確定該預(yù)測(cè)值的情況)。圖2的預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16針對(duì)NTSC信號(hào)的各個(gè)相位存儲(chǔ)針對(duì)R、G、B的各個(gè)類別的預(yù)測(cè)系數(shù)，這些系數(shù)是通過下述的學(xué)習(xí)過程確立正規(guī)方程(11)且隨后求解這些正規(guī)方程而確定的。在本實(shí)施例中，如上所述，預(yù)測(cè)數(shù)包括有常數(shù)項(xiàng)wRofset、wGoffset、和wBoffset。這些常數(shù)項(xiàng)可以通過擴(kuò)展上述技術(shù)并且求解正規(guī)方程(11)來確定。
隨后，參考圖7的流程圖描述在圖2中示出的分類自適應(yīng)處理電路3執(zhí)行的處理。在步驟S1中，在把數(shù)字NTSC信號(hào)存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器11中之后，通過控制電路17把特定場(chǎng)選擇為目標(biāo)場(chǎng)，而且把在目標(biāo)場(chǎng)中的特定象素選擇為目標(biāo)象素?？刂齐娐?7從場(chǎng)存儲(chǔ)器11中讀出對(duì)于執(zhí)行該目標(biāo)象素的簡(jiǎn)化Y/C分離而言是必須的附加象素(結(jié)合附圖3描述過的)，并且將其送到簡(jiǎn)化Y/C分離電路12。
在步驟S2中，通過使用來自場(chǎng)存儲(chǔ)器11的象素，簡(jiǎn)化Y/C分離電路12執(zhí)行簡(jiǎn)化Y/C分離。以上述的方式確定用于目標(biāo)象素的亮度信號(hào)Y1至Y3，并且提供給差分電路13。在步驟S3，根據(jù)從簡(jiǎn)化Y/C分離電路12提供并以上述方式計(jì)算的亮度信號(hào)Y1至Y3，差分電路13把差值絕對(duì)值D1-D3提供到比較電路14。在步驟S4，比較電路14把來自差分電路13的差值絕對(duì)值D1-D3與相應(yīng)的預(yù)定門限值相比較。指示如上所述的幅度與門限值關(guān)系的標(biāo)志F1至F3送到分類電路15。
在步驟S5，根據(jù)從比較電路14提供的標(biāo)志F1-F3并以如上所述結(jié)合附圖4描述的方式，分類電路15對(duì)于目標(biāo)象素進(jìn)行分類。產(chǎn)生的目標(biāo)象素的所屬類別被送到預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16作為地址。此時(shí)，當(dāng)目標(biāo)象素的NTSC信號(hào)分別是Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)和Y+Q信號(hào)時(shí)，控制電路17把CS信號(hào)送到預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16，以選擇Y-I存儲(chǔ)器16A、Y-Q存儲(chǔ)器16B、Y+I存儲(chǔ)器16C、Y+Q存儲(chǔ)器16D。
在步驟S6，處于對(duì)應(yīng)于從分類電路15提供的目標(biāo)象素類別的地址的用于R、G、B的各個(gè)組的預(yù)測(cè)系數(shù)，從根據(jù)控制電路17所提供的CS信號(hào)選擇的存儲(chǔ)器16A-16D之一中讀出，并且送到運(yùn)算電路19。
在步驟S7，控制電路17把從場(chǎng)存儲(chǔ)器11讀出的象素送到預(yù)測(cè)抽頭形成電路18，且該預(yù)測(cè)抽頭形成電路18對(duì)目標(biāo)象素形成參考圖6描述的預(yù)測(cè)抽頭。該預(yù)測(cè)抽頭送到運(yùn)算電路19。步驟S7可以和步驟S2-S6并行執(zhí)行。
在從預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16接收了預(yù)測(cè)系數(shù)和從預(yù)測(cè)抽頭形成電路18接收了預(yù)測(cè)抽頭之后，運(yùn)算電路19在步驟S8執(zhí)行上述的自適應(yīng)處理。具體地說，運(yùn)算電路19通過計(jì)算一階線性方程(1)來確定用于目標(biāo)象素的R、G、B信號(hào)，并且輸出這些信號(hào)。
在步驟S9，控制電路17確定是否已經(jīng)對(duì)于存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器中的構(gòu)成目標(biāo)場(chǎng)中的所有象素執(zhí)行了該處理過程。如果在步驟S9中確定還沒有對(duì)構(gòu)成目標(biāo)場(chǎng)的所有象素執(zhí)行處理，則程序返回到步驟S1，此時(shí)，構(gòu)成目標(biāo)場(chǎng)的象素之一、但是還沒有作為目標(biāo)象素的一個(gè)象素被用作一個(gè)新的目標(biāo)象素。隨后，重復(fù)步驟S2和隨后的步驟。如果在步驟S9中判斷已經(jīng)針對(duì)構(gòu)成目標(biāo)場(chǎng)的所有象素執(zhí)行了該處理過程，則結(jié)束該處理。在每次采用一個(gè)新場(chǎng)作為目標(biāo)場(chǎng)時(shí)，重復(fù)圖7的流程圖中的步驟S1-S9。
圖8示出了學(xué)習(xí)裝置的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)成的實(shí)例，該裝置用于確定要被存儲(chǔ)在圖2的預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分16中的R、G、B信號(hào)的各類別的預(yù)測(cè)系數(shù)。包括用于學(xué)習(xí)的RGB信號(hào)的預(yù)定數(shù)目的場(chǎng)(用于學(xué)習(xí)的分量信號(hào))的圖像被送到場(chǎng)存儲(chǔ)器21并存儲(chǔ)在其中。在控制電路27的控制下，構(gòu)成用于學(xué)習(xí)的圖像的象素的RGB信號(hào)從場(chǎng)存儲(chǔ)器21讀出，并被送到RGB/NTSC編碼器22和控制電路27。RGB/NTSC編碼器22把從場(chǎng)存儲(chǔ)器21提供的每個(gè)象素的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字NTSC信號(hào)。該數(shù)字NTSC信號(hào)再被送到簡(jiǎn)化Y/C分離電路23和控制電路27。簡(jiǎn)化Y/C分離電路23、差分電路24、比較電路25、分類電路26的構(gòu)成和圖2中示出的簡(jiǎn)化Y/C分離電路12、差分電路13、比較電路14、分類電路15分別相同。指示目標(biāo)象素所屬類別的類別碼是從分類電路26輸出并且送到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28作為地址。
例如，控制電路27按照行掃描次序順序指定存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器21中的一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)，并且使得進(jìn)行目標(biāo)象素的處理所需的象素的RGB信號(hào)另外從場(chǎng)存儲(chǔ)器21讀出并且送到RGB/NTSC編碼器22和控制電路27本身。具體地說，控制電路27把進(jìn)行目標(biāo)象素的簡(jiǎn)化Y/C分類(結(jié)合圖3描述)所需的象素的RGB信號(hào)讀出并且送到RGB/NTSC編碼器22。RGB/NTSC編碼器22把進(jìn)行目標(biāo)象素的簡(jiǎn)化Y/C分類所需的象素的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字NTSC信號(hào)，該數(shù)字NTSC信號(hào)送到簡(jiǎn)化Y/C分離電路23?？刂齐娐?7還使得目標(biāo)象素的RGB信號(hào)和構(gòu)成用于目標(biāo)象素的預(yù)測(cè)抽頭的RGB信號(hào)從場(chǎng)存儲(chǔ)器21讀出，并且使得目標(biāo)象素的RGB信號(hào)送到控制電路27本身，并把構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的RGB信號(hào)送到RGB/NTSC編碼器22。結(jié)果是，在RGB/NTSC編碼器22中，構(gòu)成該預(yù)測(cè)抽頭的象素的RGB信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字NTSC信號(hào)(用于學(xué)習(xí)的復(fù)合信號(hào))，并且把該數(shù)字NTSC信號(hào)提供到控制電路27。
而且，當(dāng)以上述的方式從RGB/NTSC編碼器22接收構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的數(shù)字NTSC信號(hào)時(shí)，控制電路27采用數(shù)字NTSC信號(hào)的預(yù)測(cè)抽頭作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并且采用已經(jīng)從場(chǎng)存儲(chǔ)器21讀出的目標(biāo)象素的RGB信號(hào)作為教師數(shù)據(jù)?？刂齐娐?7組合學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和教師數(shù)據(jù)，并把組合的數(shù)據(jù)送到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28。也就是說，利用與上述結(jié)合附圖6描述的目標(biāo)象素位置相關(guān)的目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)，組合該目標(biāo)象素的RGB信號(hào)，并且把組合的數(shù)據(jù)提供到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28。
控制電路27輸出CS信號(hào)，用于對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素的相位從構(gòu)成學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28的Y-I存儲(chǔ)器28A、Y-Q存儲(chǔ)器28B、Y+I存儲(chǔ)器28C和Y+Q存儲(chǔ)器28D中選擇其一(這些存儲(chǔ)器在后面描述，并且相應(yīng)地稱作存儲(chǔ)器28A-28D)。也就是說，當(dāng)目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)分別是Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)時(shí)，控制電路27就把CS信號(hào)送到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28，以從其中選擇Y-I存儲(chǔ)器28A、Y-Q存儲(chǔ)器28B、Y+I存儲(chǔ)器28C和Y+Q存儲(chǔ)器28D其一。
學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28包括Y-I存儲(chǔ)器28A、Y-Q存儲(chǔ)器28B、Y+I存儲(chǔ)器28C和Y+Q存儲(chǔ)器28D，它們被提供有來自分類電路26的作為地址的目標(biāo)象素的類別和從控制電路27輸出的CS信號(hào)。學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28被提供有上述的教師數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的組合。這種從控制電路27輸出的教師和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的組合存儲(chǔ)在由來自控制電路27的CS信號(hào)選擇的存儲(chǔ)器28A-28D之一的對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素類別的地址中，該類別是從分類電路26輸出的。
所以，在目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)是Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)的情況中，目標(biāo)象素的RGB信號(hào)(教師數(shù)據(jù))的組合和構(gòu)成用于該目標(biāo)象素的預(yù)測(cè)抽頭的象素的數(shù)字NTSC信號(hào)被分別地存儲(chǔ)在Y-I存儲(chǔ)器28A、Y-Q存儲(chǔ)器28B、Y+I存儲(chǔ)器28C、Y+Q存儲(chǔ)器28D中。也就是說，教師數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的這種組合被存儲(chǔ)在用于目標(biāo)象素的NTSC信號(hào)每個(gè)相位的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28中。存儲(chǔ)器28A-28D中的每一個(gè)被構(gòu)成得能在同一地址存儲(chǔ)多件信息，從而使得分類成同樣類別的象素的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和教師數(shù)據(jù)能夠被存儲(chǔ)在同一地址中。
在采用構(gòu)成存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器中的用于學(xué)習(xí)的圖像的所有象素作為目標(biāo)象素實(shí)施處理之后，每個(gè)運(yùn)算電路29A-29D讀出作為學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的NTSC信號(hào)，以及作為教師數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在每個(gè)存儲(chǔ)器28A-28D中的每個(gè)地址的RGB信號(hào)的組合。隨后，每個(gè)運(yùn)算電路29A、29B、29C、29D采用最小二乘法計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)，該預(yù)測(cè)系數(shù)使在RGB信號(hào)的預(yù)測(cè)值和教師數(shù)據(jù)之間的誤差達(dá)到最小。也就是說，每個(gè)運(yùn)算電路29A-29D確立用于每個(gè)類別和R、G、B信號(hào)的每一個(gè)的正規(guī)方程(11)，并且通過求解該正規(guī)方程來確定用于每個(gè)類別的R、G、B的預(yù)測(cè)系數(shù)(R預(yù)測(cè)系數(shù)wRa至wRk、wRA至wRK和wRpoffset；G預(yù)測(cè)系數(shù)wGa至wGk、wGA至wGK和wGoffset；B預(yù)測(cè)系數(shù)wBa至wBk、wBA至wBK和wBoffset)由于運(yùn)算電路29A-29D分別使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器28A-28D中的數(shù)據(jù)執(zhí)行該處理過程，它們產(chǎn)生用于數(shù)字NTSC信號(hào)的各個(gè)相位的預(yù)測(cè)系數(shù)，即用于把Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)分別地轉(zhuǎn)換成為RGB信號(hào)的系數(shù)。Y-I存儲(chǔ)器30A、Y-Q存儲(chǔ)器30B、Y+I存儲(chǔ)器30C、Y+Q存儲(chǔ)器30D中的每一個(gè)(下面相應(yīng)地稱作存儲(chǔ)器30A-30D)存儲(chǔ)用于R、G、B信號(hào)的多組預(yù)測(cè)系數(shù)，這些系數(shù)已經(jīng)由運(yùn)算電路29A、29B、29C或29D以對(duì)應(yīng)于每一個(gè)類別的地址確定，以便用于把Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)。
下面參考圖9的流程圖描述圖8的學(xué)習(xí)裝置中執(zhí)行的學(xué)習(xí)過程。在用于學(xué)習(xí)的RGB信號(hào)已經(jīng)存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器21中之后，控制電路27在步驟S11從用于學(xué)習(xí)的圖像中選擇某個(gè)象素作為目標(biāo)象素。隨后，控制電路27還使得對(duì)于該目標(biāo)象素執(zhí)行簡(jiǎn)化Y/C分離所必須的其它象素從場(chǎng)存儲(chǔ)器21中讀出，并且送到RGB/NTSC編碼器22。在RGB/NTSC編碼器22中，從場(chǎng)存儲(chǔ)器21來的各個(gè)象素的RGB信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字NTSC信號(hào)，再送到簡(jiǎn)化Y/C分離電路23。
在步驟S12，簡(jiǎn)化Y/C分離電路23使用來自RGB/NTSC編碼器22的象素執(zhí)行簡(jiǎn)化Y/C分離，從而以上述參照?qǐng)D2描述的方式確定用于目標(biāo)象素的三個(gè)亮度信號(hào)Y1-Y3，并且隨后將它們送到差分電路24。隨后，在步驟S13-S15中，差分電路24、比較電路25和分類電路26執(zhí)行與圖7中的步驟S3-S5相同的處理過程，以便從分類電路26輸出目標(biāo)象素所屬的類別。目標(biāo)象素類別被送到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28作為地址。
在步驟S16，當(dāng)分配給目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)分別是Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)時(shí)，控制電路27則將CS信號(hào)送到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28，用于分別地選擇Y-I存儲(chǔ)器28A、Y-Q存儲(chǔ)器28B、Y+I存儲(chǔ)器28C、Y+Q存儲(chǔ)器28D。而且，在步驟S16，控制電路27使得目標(biāo)象素的RGB信號(hào)和用于該目標(biāo)象素的、構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的RGB信號(hào)從場(chǎng)存儲(chǔ)器21讀出。隨后，目標(biāo)象素的RGB信號(hào)送到控制電路27自身，而且構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的RGB信號(hào)送到RGB/NTSC編碼器22。在此情況中，RGB/NTSC編碼器22把構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字NTSC信號(hào)，再送到控制電路27。
隨后，控制電路27把來自RGB/NTSC編碼器22的構(gòu)成預(yù)測(cè)抽頭的象素的數(shù)字NTSC信號(hào)用作學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并且把來自場(chǎng)存儲(chǔ)器21的目標(biāo)象素的RGB信號(hào)用作教師數(shù)據(jù)?？刂齐娐?7組合該學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和教師數(shù)據(jù)，并且把組合數(shù)據(jù)送到學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器部分28。步驟S16可以與步驟S12-S15并行地執(zhí)行。在步驟S17，以對(duì)應(yīng)于來自分類電路26的目標(biāo)象素類別的地址，把從控制電路27輸出的教師數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的組合存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器28A-28D之一中。用于存儲(chǔ)的特定存儲(chǔ)器是由來自控制電路27的CS信號(hào)選擇的。
隨后，在步驟S18中，控制電路27確定是否已經(jīng)對(duì)存儲(chǔ)在場(chǎng)存儲(chǔ)器21中的構(gòu)成用于學(xué)習(xí)的圖像的全部象素進(jìn)行了處理。如果在步驟S18中確定還沒有對(duì)構(gòu)成用于學(xué)習(xí)的圖像的全部象素執(zhí)行處理，則處理返回到步驟S11，此時(shí)將尚未處理的象素作為新的目標(biāo)象素。隨后重復(fù)步驟S12及以后的各步驟。
如果在步驟S18中確定已經(jīng)對(duì)構(gòu)成用于學(xué)習(xí)的圖像的全部象素執(zhí)行了處理，則處理進(jìn)入到步驟S19。在步驟S19，每個(gè)運(yùn)算電路29A-29D以每個(gè)地址從存儲(chǔ)器Y-I存儲(chǔ)器28A、Y-Q存儲(chǔ)器28B、Y+I存儲(chǔ)器28C或Y+Q存儲(chǔ)器28D讀出學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和教師數(shù)據(jù)的組合，并且針對(duì)R、G、B的每一個(gè)確立正規(guī)方程(11)。而且，在步驟S19求解建立的正規(guī)方程，從而針對(duì)每個(gè)類別確定用于把Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)的各組預(yù)測(cè)系數(shù)。對(duì)應(yīng)于Y-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、Y+Q信號(hào)的各個(gè)類別的各組預(yù)測(cè)系數(shù)被送到相應(yīng)的存儲(chǔ)器30A-30D，并且存儲(chǔ)在其中。該學(xué)習(xí)過程到此結(jié)束。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器30A-30D中的針對(duì)于R、G、B的各組預(yù)測(cè)系數(shù)隨后被存儲(chǔ)到圖2示出的相應(yīng)的存儲(chǔ)器16A-16D中。
在上述的學(xué)習(xí)過程中，可以會(huì)出現(xiàn)這樣的類別，即不能得到為確定預(yù)測(cè)系數(shù)所需的數(shù)目的正規(guī)方程。對(duì)于這種情況，例如，將在放棄某些特定的類別之后通過建立正規(guī)方程并且求解這些正規(guī)方程而獲得的預(yù)測(cè)系數(shù)作為缺省預(yù)測(cè)系數(shù)。
如上所述，根據(jù)針對(duì)目標(biāo)象素確定的多個(gè)亮度信號(hào)與該目標(biāo)象素的數(shù)字NTSC信號(hào)之間的相關(guān)性，對(duì)于目標(biāo)象素作分類。通過使用對(duì)應(yīng)于從適于該目標(biāo)象素的預(yù)測(cè)系數(shù)得到的類別而把目標(biāo)象素轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)。因此，可減少起因于亮度邊緣和串色的斑點(diǎn)干擾的出現(xiàn)頻率，即與亮度相關(guān)的顏色變化。
在上述實(shí)施例中，由于NTSC信號(hào)被直接轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)(通過學(xué)習(xí)確定用于這種轉(zhuǎn)換的預(yù)測(cè)系數(shù))，所以裝置的規(guī)?？梢员蛔龅帽仍趥鹘y(tǒng)的情況中通過Y/C分離一個(gè)NTSC信號(hào)并對(duì)于所得到的YIQ信號(hào)進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)換而確定RGB信號(hào)的裝置規(guī)模要小。亦即，例如，在通過對(duì)NTSC信號(hào)進(jìn)行Y/C分離并且對(duì)于產(chǎn)生的YIQ信號(hào)實(shí)行矩陣轉(zhuǎn)換而確定的RGB信號(hào)的情況下，均需要用于Y/C分離的芯片和用于矩陣轉(zhuǎn)換的芯片。相比而言，可以以單片的形式構(gòu)成在圖2示出的分類自適應(yīng)處理電路3。
盡管上述的實(shí)施例中，通過對(duì)于NTSC信號(hào)和預(yù)測(cè)系數(shù)的一階線性公式進(jìn)行計(jì)算而把NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)，但是，例如通過計(jì)算非線性運(yùn)算公式，該NTSC信號(hào)也可以用其它的方法轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)。
盡管在上述實(shí)施例中的簡(jiǎn)化Y/C分離是通過使用在三個(gè)方向上排列的象素執(zhí)行的，即在水平或垂直、或在時(shí)間上排列在同樣位置上定位的象素，但是也可以使用其它的方法。例如有可能通過使用在傾斜方向上排列的象素，或定位在不同位置和時(shí)間上排列的象素，來執(zhí)行Y/C分離，并且隨后確定目標(biāo)象素的亮度信號(hào)。而且，使用在簡(jiǎn)化Y/C分離中的運(yùn)算公式并不局限于上述的情況。
雖然上述的實(shí)施例中的預(yù)測(cè)抽頭是利用參照?qǐng)D6描述的象素形成的，但是這些預(yù)測(cè)抽頭也可以用其它象素形成。
盡管上述的實(shí)施例中的自適應(yīng)處理和學(xué)習(xí)過程是對(duì)于NTSC信號(hào)的每一個(gè)相位實(shí)施的，但是它們的執(zhí)行也可以不針對(duì)NTSC信號(hào)的相位。可是，通過對(duì)于NTSC信號(hào)的每一個(gè)相位執(zhí)行自適應(yīng)處理過程和學(xué)習(xí)過程，能夠得到更為精確的RGB信號(hào)和預(yù)測(cè)系數(shù)。
盡管上述的實(shí)施例中是把NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)(三基色信號(hào))，但是其它的轉(zhuǎn)換也是可能的。例如，也可以根據(jù)PAL方法等把信號(hào)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)，或者把NTSC信號(hào)轉(zhuǎn)換成YUV信號(hào)(一個(gè)亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)U和V)或YIQ信號(hào)。也就是說，對(duì)于轉(zhuǎn)換前的復(fù)合信號(hào)和轉(zhuǎn)換后的分量信號(hào)都沒有特定限制。
盡管在上述的實(shí)施例中使用的是表示在預(yù)定門限值和針對(duì)目標(biāo)象素確定的多個(gè)亮度信號(hào)之間的差值絕對(duì)值之間的幅度關(guān)系的標(biāo)志作為相關(guān)值，但是也可以采用其它物理量。
盡管上述的實(shí)施例是針對(duì)逐場(chǎng)過程的，但是其它類型的處理過程也是可以的，例如逐幀過程。
本發(fā)明還可以用于除去電視接收機(jī)之外的其它的圖像處理裝置，例如VTR(磁帶錄象機(jī))和VDR(視盤錄象機(jī))等。而且，本發(fā)明可以用于運(yùn)動(dòng)圖像和靜止圖像。
盡管上述實(shí)施例中是通過對(duì)NTSC信號(hào)取樣而得到Y(jié)-I信號(hào)、Y-Q信號(hào)、Y+I信號(hào)、和Y+Q信號(hào)，但是對(duì)NTSC信號(hào)的取樣可以用任何定時(shí)進(jìn)行，只要每四個(gè)取樣運(yùn)算中得到相同相位的信號(hào)即可。但是在后一種情況中，在進(jìn)行學(xué)習(xí)過程中需要使用相同相位的信號(hào)。
本發(fā)明可以通過在一般的計(jì)算機(jī)中使用的計(jì)算機(jī)程序以及硬件來實(shí)行。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法中，根據(jù)目標(biāo)象素復(fù)合信號(hào)和與該目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上靠近的象素的復(fù)合信號(hào)，來計(jì)算目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)，并且確定它們彼此之間的相關(guān)性。隨后執(zhí)行分類，以便根據(jù)這些多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性把該目標(biāo)象素分類到多個(gè)預(yù)定類別之一，并且通過使用對(duì)應(yīng)于該目標(biāo)象素類別的系數(shù)而執(zhí)行的運(yùn)算，確定該目標(biāo)象素的分量信號(hào)。所以，有可能獲得分量信號(hào)的高質(zhì)量畫面。
在根據(jù)本發(fā)明的學(xué)習(xí)裝置和方法中，用以進(jìn)行學(xué)習(xí)的分量信號(hào)被轉(zhuǎn)換成用以進(jìn)行學(xué)習(xí)的復(fù)合信號(hào)，并且根據(jù)目標(biāo)象素的復(fù)合信號(hào)和與該目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上靠近的象素的復(fù)合信號(hào)來計(jì)算出目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)。隨后，確定這些多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性，并且根據(jù)該相關(guān)性通過進(jìn)行目標(biāo)象素類別的確定來執(zhí)行分類。隨后對(duì)于每個(gè)類別執(zhí)行用于確定系數(shù)的運(yùn)算，這些系數(shù)相對(duì)于用于學(xué)習(xí)的分量信號(hào)降低分量信號(hào)的誤差，這些分量信號(hào)是通過使用用于學(xué)習(xí)的復(fù)合信號(hào)和系數(shù)而執(zhí)行的運(yùn)算而獲得的。所以，有可能得到獲得用于分量信號(hào)的高質(zhì)量畫面的系數(shù)。
因此，有效地實(shí)現(xiàn)了可從本發(fā)明的上述內(nèi)容看出的本發(fā)明的目的，并且，由于可在不背離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的前提下在實(shí)施上述方法時(shí)和在實(shí)施上述結(jié)構(gòu)時(shí)進(jìn)行某些變化，所以，上面的描述和附圖示出的內(nèi)容將被理解為是進(jìn)行說明性的而不是作為限定。
應(yīng)理解的是，所附加權(quán)利要求力圖覆蓋這里所描述的本發(fā)明的所有實(shí)質(zhì)和特征，而且以語言述及的本發(fā)明的范圍將包含在實(shí)質(zhì)內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1．一種用于把復(fù)合信號(hào)轉(zhuǎn)換成分量信號(hào)的方法，包括下列步驟根據(jù)對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素的復(fù)合信號(hào)和對(duì)應(yīng)于與所述目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上相鄰的至少一個(gè)象素的復(fù)合信號(hào)，計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)；確定所述多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性；根據(jù)所述確定的相關(guān)性，把所述目標(biāo)象素分類成屬于預(yù)定數(shù)目類別之根據(jù)所述目標(biāo)象素的分類，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的類別信息；以及根據(jù)對(duì)應(yīng)于所述類別信息的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)以及對(duì)應(yīng)于相鄰于所述目標(biāo)象素的所述至少一個(gè)象素的至少一個(gè)復(fù)合信號(hào)，產(chǎn)生用于所述目標(biāo)象素的分量信號(hào)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所述類別信息從存儲(chǔ)器中讀出所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)，將用于所述各個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的每一個(gè)包括用于每個(gè)分量信號(hào)的預(yù)測(cè)系數(shù)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，針對(duì)所述復(fù)合信號(hào)的每一個(gè)相位，存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)。
5．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，根據(jù)事先在進(jìn)行學(xué)習(xí)(learning)中使用的分量信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的每一個(gè)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分量信號(hào)是亮度信號(hào)和色差信號(hào)。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分量信號(hào)是三基色信號(hào)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟根據(jù)在門限值和多個(gè)亮度信號(hào)之差之間的幅度關(guān)系，確定所述多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性。
9．一種用于把復(fù)合信號(hào)轉(zhuǎn)換成分量信號(hào)的裝置，包括計(jì)算裝置，根據(jù)對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素的復(fù)合信號(hào)和對(duì)應(yīng)于與所述目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上相鄰的至少一個(gè)象素的復(fù)合信號(hào)，計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)；確定裝置，確定所述多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性；分類裝置，根據(jù)所述確定的相關(guān)性，把所述目標(biāo)象素分類成屬于預(yù)定數(shù)目類別之一，并且根據(jù)所述目標(biāo)象素的分類，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的類別信息；和產(chǎn)生裝置，根據(jù)對(duì)應(yīng)于所述類別信息的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)以及對(duì)應(yīng)于與所述目標(biāo)象素相鄰的所述至少一個(gè)象素的至少一個(gè)復(fù)合信號(hào)，產(chǎn)生用于所述目標(biāo)象素的分量信號(hào)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述產(chǎn)生裝置包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述各個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)，根據(jù)各個(gè)類別信息，從所述存儲(chǔ)器中讀出所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的每一個(gè)包括用于每個(gè)分量信號(hào)的預(yù)測(cè)系數(shù)。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所述復(fù)合信號(hào)的每個(gè)相位的所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，根據(jù)事先在進(jìn)行學(xué)習(xí)中使用的分量信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的每一個(gè)。
14．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述分量信號(hào)是亮度信號(hào)和色差信號(hào)。
15．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述分量信號(hào)是三基色信號(hào)。
16．根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述確定裝置根據(jù)在門限值和多個(gè)亮度信號(hào)之差之間的幅度關(guān)系來確定的所述多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性。
17．一種用于把復(fù)合信號(hào)轉(zhuǎn)換成分量信號(hào)的裝置，包括信號(hào)接收器；與所述信號(hào)接收器耦合的計(jì)算器，用于從它接收象素信息；與所述計(jì)算器耦合的確定器，用于從它接收信息；與所述信號(hào)接收器耦合的分類器，用于從它接收所述象素信息；和與所述分類器和信號(hào)接收器耦合的分量信號(hào)產(chǎn)生器，用于從它接收信息；其中，根據(jù)對(duì)應(yīng)于從所述信號(hào)接收器接收的目標(biāo)象素的復(fù)合信號(hào)和從所述接收器接收的對(duì)應(yīng)于與所述目標(biāo)象素在時(shí)間或空間上相鄰的至少一個(gè)象素的復(fù)合信號(hào)，所述計(jì)算器計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)，所述確定器根據(jù)從所述計(jì)算器接收的信息來確定所述多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性，所述分類器根據(jù)由所述確定器確定的相關(guān)性，把從所述信號(hào)產(chǎn)生器接收的目標(biāo)象素分類成屬于預(yù)定數(shù)目類別之一，并且根據(jù)所述目標(biāo)象素的分類產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的類別信息；并且其中，所述分量信號(hào)產(chǎn)生器根據(jù)對(duì)應(yīng)于從所述類別信息產(chǎn)生器接收的所述類別信息的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)以及對(duì)應(yīng)于與從所述信號(hào)接收器接收的所述目標(biāo)象素相鄰的所述至少一個(gè)象素的至少一個(gè)復(fù)合信號(hào)，產(chǎn)生所述目標(biāo)象素的分量信號(hào)。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括與所述分類器耦合的存儲(chǔ)器；其中，所述預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，并且根據(jù)所述分類信息從所述存儲(chǔ)器中讀出。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的每一個(gè)包括用于每個(gè)分量信號(hào)的預(yù)測(cè)系數(shù)。
20．根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于所述復(fù)合信號(hào)的每一個(gè)相位的所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)。
21．根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，根據(jù)事先在進(jìn)行學(xué)習(xí)中使用的分量信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)預(yù)定數(shù)目類別中的每一個(gè)的所述至少一組預(yù)測(cè)系數(shù)的每一個(gè)。
22．根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述分量信號(hào)是亮度信號(hào)和色差信號(hào)。
23．根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述分量信號(hào)是三基色信號(hào)。
24．根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述確定器根據(jù)在門限值和所述多個(gè)亮度信號(hào)之差之間的幅度關(guān)系來確定在所述多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性。
全文摘要
一種簡(jiǎn)化Y/C分離電路,其中根據(jù)目標(biāo)象素的NTSC信號(hào)和與該目標(biāo)象素在空間或時(shí)間上靠近的象素的NTSC信號(hào)計(jì)算用于該目標(biāo)象素的多個(gè)亮度信號(hào)。在差分電路和比較電路中獲得多個(gè)亮度信號(hào)的相關(guān)性。在分類電路中執(zhí)行分類,即根據(jù)多個(gè)亮度信號(hào)之間的相關(guān)性把目標(biāo)象素分類成屬于某個(gè)類別。從預(yù)測(cè)系數(shù)存儲(chǔ)器部分讀出對(duì)應(yīng)于目標(biāo)象素類別的預(yù)測(cè)系數(shù)。隨后通過計(jì)算預(yù)定的一階線性方程確定用于該目標(biāo)象素的RGB亮度信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N9/78GK1236269SQ9812717
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1998年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月25日
發(fā)明者近藤哲二郎, 小林直樹, 中屋秀雄, 星野隆也, 西片丈晴 申請(qǐng)人:索尼公司