本发明涉及对用电视信号传送的图像区域间的跳变进行平滑或者说 扩展的系统，在上述的处理中一些按第一种方式处理，另一些按第二种 不同的方式处理。

体现图像的标准电视信号(例如NTSC或PAL)的处理常常会变化以适 应信号的环境。这种自适应处理将会产生按一种方式处理图像的某些区 域和按另一种不同方式处理的其邻接区域。如果这种处理中的差别可由 观众察觉出，则这些不同区域及其间的跳变可以分辨出，该图像的质量 就会降级。

例如，在从全视频信号中分离色度和亮度分量时，可使用帧梳状滤 波器。只要在一帧的时间间隔内在图像中无变化，则亮度和色度分量就 可完整地分离出来。如果在一帧的时间间隔内场景有变化，在已分离的 亮度分量中就会出现某些彩色信息，在色度分量中出现某些亮度信息。 行梳状滤波器也可从全视频信号中分离出亮度和色度分量，并且在有图 像移动的情况下不产生明显降级的分量信号。可是，与帧梳状滤波器相 比，行梳状滤波器会降低重放图像的垂直方向分辨率。此外，在发生垂 直方向跳变之处，用行梳状滤波器处理的图像将会降级，其原因是在亮 度分量中引入了彩色信息，产生一种的称为“悬空点”(hanging dot) 的影像之外物，还在色度分量中引入亮度信息而在邻近该跳变处产生不 正确的颜色。

通过检测图像移动是否存在，电视信号可以自适应地得到处理。在 图像稳定的区域内可以使用帧梳状滤波器，而在图像变化的区域内可使 用行梳状滤波器。

这种自适应处理的另一实例是适应双重扫描的逐行扫描转换器。在 这种转换器内，间隙行在本场的行与行之间显示。该间隙行可以是在上 一场的那些行。然而，当存在图像变化的情况下，可见的影像之外物， 例如锯齿沿就会出现。间隙行在本场内还可能插入本场的扫描行内，垂 直方向的分辨率会下降而且可能发生行闪烁。在检测到图像变化的区域 内，显示场内插入的间隙行，未检测到变化时，显示场延迟的间隙行。

又一实例是自适应峰化电路，在该电路中，噪声相对低的区域用相 对高的峰化系数处理。

在上述所有实例中，电视信号的处理随着图像估算参数值而变化。 在亮度/色度分离和双重扫描逐行转换的情况下，该参数是变动的，而 在峰化的情况下，它是相对等级的噪声。在用不同方式处理的区域和这 些区域之间值得注意的界限处，不管该参量在这些区域中是否出现，都 会由于上述类型的自适应处理而引入一种不合需要的图象之外物。因此 在这样的系统中需要降低这种人为产物的可见度，以此改进图像的察觉 质量。

根据1989年9月19日授予H.J.Weckenbrock的美国专利4,868,650 描述的发明，要为画面中的很多点估算该全电视信号的一个参数，然 后根据该参数产生一个控制信号。该控制信号用以控制处理方式的选 取。然后将该控制信号的数值以逐渐减小的方式、围绕着“在至少一 个方向上产生该控制信号”的区域、对称地予以扩展。这样就产生了一 个区域，在此区域中，从执行一种处理的部分到执行另一种处理的部分 时，处理是逐渐改变的。

在以下对控制信号扩展装置的描述中，“水平的”这个词是指沿扫 描行的方向，而“垂直的”这个词是指垂直于扫描行的方向。虽然用模 拟电路可以实现本发明，但还是以数字形式予以描述。

沿扫描行的像素得到控制信号，这些信号具有固定的控制信号幅 度，例如“1”，而其它信号具有基准值，例如“0”。正象本领域的 技术人员所很好理解的那样，每一扫描行都具有固定的像素数，并且在 扫过这个数目的像素后，图像形成装置就在下一行的起点安置下一个像 素。

按照本发明，该控制信号要加到水平展宽器和垂直展宽器，这两个 展宽器是串联的而且两者的次序任意。水平展宽器要把控制信号的每个 逻辑“1”重复n次，n等于该水平展宽器32中时钟延迟元件的个数。 垂直展宽器要把每一扫描行重复m次，m等于垂直展宽器34中的行延迟 数，用“1-H”延迟表示。这样就产生了(m＋1)个相同的扫描行，在沿 着这些行出现了原始控制信号的各位置处都具有逻辑“1”，在这之后 马上另外产生n个“1”。

在一组被扩展的控制信号值(包括被重复的扫描行)从水平展宽器 和垂直展宽器产生时，就加到行信号扩展器上，该扩展器产生一条数值 不断增加的斜线，从第一个原始的控制信号像素开始并经过它随后的 “1”像素而延展。该行信号扩展器保持它在n个像素的斜线末端处产 生的最大值直到接收到最后的“1”时为止。在这点上，行信号扩展器 在随后的r个像素期间产生一条数值不断减小的斜线。能够理解，r可 以等于n，使得在数值增长的斜线与数值下降的斜线之间达到对称性。

行信号扩展器在原始控制信号刚出现时，产生一个从0逐渐变化到 最大值(例如7)的信号，并在时钟周期数等于邻接控制信号个数的期间 保持这个数值，然后逐渐下降使该信号返回到0，而不具有从0突变到 1然后返回到0的控制信号。在这种情况下有m＋1个相同行。

尽管这使该控制信号沿着m＋1行中的每行水平地扩展，由于所有行 都具有相同的数值，因而没有垂直的扩展。按照本发明的最佳形式，是 通过有效地形成宽为一个时钟周期、高为m＋1行的一个窗口来实现垂直 扩展。该窗口被水平地扫描直到到达这些行的最后为止，然后在重新进 行行扫描之前下降一行。与该窗口底部相对应点的控制信号值是该窗口 内所有数值的函数。人们发现把该窗口内的所有数值简单地相加就行。

正如本领域内的技术人员深入理解的那样，要求以这种方式得出扩 展控制信号所需的延迟会使原始控制信号的扩展控制数值相对于相应的 视频信号延迟n个像素间隔加上m个扫描行的间隔。这可以通过把视频 信号延迟n个像素和m个行扫描间隔来校正。

本方法用以扩展控制信号的突出优点是上升斜线的最大值发生在第 一原始控制信号的像素处而不是象其它方法那样发生在某一后面的像素 处。

图1示出用来扩展表示移动的控制信号、以使按NTSC标准传送的信 号产生较好的彩色图象的电视设备的方框图；

图2示出按照本发明制作的控制信号扩展器的方框图；

图3示出本发明一个实施例的电路；

图3A至图3E分别示出图3中相应字母标注点处呈现的信号数值；

图3B′示出水平和垂直展宽器的位置转换时的操作；

图4A至图4E分别示出在图3中相同字母标注点处产生的信号数值， 计算这些数值就可得出如图4E所示的最后控制信号值；

图5示出使用PROM而不使用图3中MUX的行信号扩展器；

图5A示出解释图5的切换功能的一个表格。

下面描述的示例性的实施例用“移动自适应亮度/色度信号分离 器”来论述。一种类似的布局可以用于诸如双重扫描的非隔行自适应扫 描转换器或者自适应峰化那样的其它自适应处理电路。

在图1中，全电视信号(例如由电视接收机从一个NTSC电视节目中 得到的)加到端子10上。如下所述，在认为存在移动时，移动检测器12 为信号扩展器14(下面描述)提供一个具有某一数值(例如1)的信号， 在认为不存在移动时提供一个基准信号0。k值产生器16响应信号扩展 器14输出端上的信号，产生k值和1－k值，用以控制软开关18和20。在 端子10上的全视频信号通过匹配延迟线22加到帧梳状滤波器24，通过匹 配延迟线26加到行梳状滤波器28上。

当图像中没有移动时，帧梳状滤波器24的输出是用来提供亮度信 号YFC和色度信号CFC。帧梳状滤波器利用这样的事实，亦即在移动不 存在的情况下，以一帧时间间隔分开的两个全视频图像只在色度信号的 相位上不同。因此，一帧相隔的两个全视频信号相加时，色度被抵消而 亮度增强，结果提供一个不含混入的彩色信号的亮度信号。同理，这两 个信号相减抵消亮度而提供一个不含亮度信号混杂的色度信号。然而， 移动存在时，使用行梳状滤波器28的输出。由于从一行到下一行通常几 乎没有什么变化，又由于在相邻行上色度信号相位相差180°，来自相 邻行上相似点的信号相加就会抵消色度分量、加强亮度分量，它们相减 会抵消亮度分量、加强色度分量，因而提供不混杂的亮度信号和色度信 号。但是，行梳状滤波器使垂直分辨率下降一半。

如果帧梳状滤波器24来的帧梳状滤波信号只在无图象移动时使用， 而来自行梳状滤波器28的行梳状滤波信号只在有移动时使用的话，无 移动的画面区与有移动的画面区之间的差别在大多数情况下是非常明显 的。因此，在图像的扫描接近有移动的区域时，最好逐渐地少用来自 帧梳状滤波器24的信号而多用来自行梳状滤波器28的信号。有移动的地 方k＝1，无移动的地方k＝0。在移动区周围的区域里k取中间值。这 样，k值确定梳状滤波器24和28的输出的相对数量，这两个梳状滤波器 的输出在软开关18和20中混合。

信号扩展器14在有移动的点上输出一个最大值，并且随着离开有移 动区的距离增加，数值逐渐变小。

参照图2，图2示出按本发明构成的控制信号扩展器的主要元件的方 框图。

在诸如移动的现象存在时具有数值为1、在该现象不存在时数值为 0的控制信号加到端子30上。适合于提供这样的控制信号的装置是图1 中的移动检测器12。

水平展器32被连接在输入端子30上，并让加到端子30的所有“1” 通过，在最后的“1”加到端子30上之后，产生另外的n个“1”。与 水平展宽器32连接的垂直展宽器34重复从水平展宽器来的每一行m次。

与垂直展宽器34连接的行信号扩展器36在从垂直展宽器34来的各行 中的前n＋1个“1”期间，提供一条数值增长中的斜线，只要“1”存 在，该扩展器就保持该斜线的最大值，并在下面的r个像素期间提供一 条数值下降中的斜线。在通常情况下，n＝r以在两条斜线之间实现对 称性。这样，就有m＋1行，它们具有一条数值增长中的斜线、一系列最 大值和一条数值下降中的斜线。

与行信号扩展器36相连接的垂直信号扩展器38和瞬时扩展器40输出 控制信号供k值产生器16使用。k值产生器16产生k和1－k接着去控制 软开关18和20。瞬时扩展器40(如果需要的话)是一个低通滤波器是适 合的，它在瞬时范畴内在一个场景的静止部分和移动部分之间提供一个 渐变的变化。

通过扫过一个窗口(该窗口在光栅上宽为一个时钟周期、高为m＋1 行)和按一定方式组合该窗口之内的数值来形成这些控制信号值。虽然 用不同函数来组合这些数值都是可行的，但业已发现简单的加法就行。

参照图3的电路以描述图2方块图中所示的(除了任选特性的瞬时 扩展器40不常使用以外)本发明的一个详尽的实施例。水平展宽器32 具有一个输入端子44，该输入端子与一串n个时钟延迟元件串联连接。 在本例中使用六个时钟延迟元件46～56。或门(OR)58的输出端被连接到 输出端子60上。或门58的七个输入端分别与输入端子44、和时钟延迟元 件46～56的远离输入端子44的那些端部相连接。具有幅度为“1”(指 明诸如移动的现象存在)的任何一个控制信号将在输出端子60处重复6 次。

图3中的垂直展宽器34具有类似的结构。串联的m个“1-H延迟” 元件串接到输入端子62上。在本例中有4个“1-H延迟”元件64、66、 68和70，因此m＝4。或门72的输出端连接在输出端子74上，它的5个 输入端分别与输入端子62和“1-H延迟”元件64～70的远离输入端子62 的那些端部相连接。加在输入端子62上的控制信号的任一行都将在输出 端子74上重复4次。

水平展宽器32和垂直展宽器34被示为按指定次序串联连接在扩展器 系统的输入端子30与展宽器电路的输出端子76之间。但是，如将要描述 的，水平和垂直扩展器的次序可以是颠倒的。在任一情况下，具有逻辑 值为0的控制信号无延迟地通过该展宽器电路32和34，而具有逻辑1(表 明移动现象存在)的信号被重复以形成一个具有多个逻辑1的矩形，其 宽为n＋1个时钟周期、高为m＋1行。

行信号扩展器36与输出端子76连接，其作用是在所涉及的前n个控 制信号期间内沿着从0值增长到最大值(如7)的一行产生一条信号值增 长中的斜线。然后，在端子76上只要出现1，它就保持最大值。而当这些 1不再存在时，在r个时钟周期的期间内，该扩展器沿该行产生一条信 号值下降中的斜线。在通常的情况下，r＝n。每当该控制信号假设为 逻辑值1时沿着该行和沿着m个后续行以相同的方式做这一切，因而有 m＋1个相同行。

在图3所示的、用以执行刚才所述的行信号扩展功能的电路中， 复用器(MUX)78具有一个输出端80、一个标注“0”的输入端、一个标 注“1”的输入端和一个切换控制输入端82，在该输入端82上施加逻辑 值0和1。当逻辑0加到该控制输入端82上时，输出端80与标注0的输 入端连接，当逻辑1加到该输入端82上时，输出端80与标注1的输入端 连接。“一个时钟延迟”元件84和产生器86在输出端80和标注0的输入 端之间串联连接，产生器86执行函数f(x)＝x－1运算，它不能低于数值 0。这样，当检测无移动和输入端子30为逻辑0时，逻辑0通过展宽电 路32和34到达端子76，MUX78的输出80将为0。如果由于某种原因在 MUX78输出端80上的信号不是0，它将借助于产生器86的运算在最多为m 个时钟周期以后降到0。正如将会看到的，MUX78将产生前面提到的那 条数值下降中的斜线。

前面提到的数值增长中的斜线是由MUX88产生的，它具有与MUX78 的标注1的输入端连接的一个输出端90、一个标注0的输入端、一个标 注1的输入端和一个切换控制输入端92，该输入端92上施加逻辑值0或 1。如在MUX78中那样，控制输入端92上的逻辑1使输出端90与标注1 的输入端连接，而其上的逻辑0使输出端90与标注0的输入端连接。 “一个时钟延迟”元件94和产生器96在输出端90与标注1的输入端之间 串联连接，产生器96执行函数f(x)＝x＋1运算，它不能产生高于某一选 定的最大值(如7)的信号值。MUX88的标注0的输入端与MUX78的输出 端80相连接。

垂直信号扩展器38提供的信号值可用于图2中的k值产生器16以便 为每个像素位置产生k值和1－k。该垂直信号扩展器38包括：用以沿着 寻求k值的扫描行连续地为每个位置和在这些位置之上的一些位置取得 信号值的装置；以及用以按照预定函数组合每组数值的装置。

用以取得沿该扫描行对应像素的信号的装置在这里被表示为含有m 个1-H延迟元件。示出了延迟元件98、100、102和104，因此在这个具 体的实施例中m＝4。

而输出端80和4个“1-H延迟”元件98～104远离输出端80的那些 端部处的信号在加法器106内进行组合之前可以分别地予以加权。

电路工作情况：

参照图3A至图3E，这些图示出图3中相应字母标注点上呈现的信号 数值，现在来解释图3电路的工作情况。

为了便于解释，假设加在输入端子30上的控制信号(控制信号扩展 器的A点)只具有两个连续的数值1(表明给定的现象例如移动存在)，而 该扫描行上的其它位置具有基准值逻辑0。这种情况示于图3A中，沿一 条扫描行L1出现的这些原始的控制信号1在方框108内。可以理解，行 L1具有的信号数值要比这里示出的多得多。

图3B示出在B点(即水平扩展器32的输出端子60处)呈现的信号。 该信号包括方框108内的原始控制信号和n个重复的第二控制信号数值 逻辑1。在本例中，假设n＝6，所以沿当描行L1有8个逻辑1。

B点上的信号被加在垂直展宽器34的输入端子62上以重复L1行m 次。在本例中，m＝4，所以在C点上产生逻辑1，这包括在方框的信号 值在内，其宽度等于邻接的控制信号个数加上重复控制信号的n，其高度 为m＋1行。

如果垂直展宽器34先于水平展宽器32，其输出示于图3B′，并且可 以明显地看出，在这些信号加在水平展宽器32之后，将会产生图3C的信 号。

行信号扩展器36的工作情况如下：包括图3C中行L1至L5在内的所有 行的控制信号数值连续地提供到端子76上，如图所示，该端子与MUX78 和88的切换控制输入端82和92相连接。如果MUX78的输出80不是0，几个 0加到端子76上将使MUX78计数降到0，并在输出端80上呈现。MUX88的 输出90也会是0，其原因是只要其切换输入端92接收一个逻辑0，其标注0 的输入端就与MUX78的输出端80相连接。

方框108中原始控制信号的第一个逻辑1一到达端子76，MUX78和 88的输出80和90就与它们标注1的输入端相连接，这意味着MUX78的输 出端80与MUX88的输出端90相连接，MUX88的输出端90与其标注1的输 入端相连接，以接收产生器96提供的一个一个时钟递增的数值。n个时 钟后(在本案中n为6)，信号数值为7，产生器96使其最大输出为7。在 L1行的下两个逻辑1期间，最大值7得以保持。然而，接下去的控制信 号数值为逻辑0，则MUX78和88被切换。这时，MUX78的输出80与其标注 0的输入端连接，在其输出端80上的数值在每个时钟计数时减1，产生器 86要使它不低于0。当另一种控制信号，当然是具有逻辑1的数值，被 遇到时，整个过程将会重复进行。

图3D示出MUX78的输出端80亦即该电路中D点的输出数值。每一行 都得到刚才所述的处理，于是在相应的位置处它们都具有相同的数值。

请注意，产生器86和96可以被编程序，以产生非线性的斜线而不是 如图所示线性的，例如它们可被编程序以对给定的输入数值具有不同的 增量和减量。

参照图3D和3E来解释垂直扩展器38工作情况。如上所述，图3D表 示D点亦即垂直扩展器的输入端处呈现的连续的相同行的数值。输出端 80和“1-H延迟”元件98～104有效地形成诸如图3D中W那样的垂直窗 口，其宽度为一个时钟周期、其高度为m＋1行。在扫描这些行之后，它 下降一扫描行，在下一组的扫描行上进行扫描。在这个具体的实施例 中，“1-H延迟”元件98～104和加法器106在位置W1之内时产生数值 1，这就是在L1行中所示的第一个位置所使用的数值。由于上四个像素都 是0，因此加法器106的输出会与图3D中L1行内的数值相同。

在接下来的扫描中，该窗口下降一行到W2所示的垂直位置上，加法 器106的输出为如图3E中L2行所表示的。在该窗口进行连续扫描时，所 得出的信号数值如图3E所示。作为图示，要考虑到在某一时刻以矩形W1 的位置开始该窗口垂直下降一行时加法器106的输出是什么。所得到的 数值将是受本发明的扩展器影响的第一栏的数值。在接续的垂直的位置 上，该窗口之内的数值之和将要加1，直到到达最大值5时为止。在下一 步时，该窗口中的最低的像素将为0，于是产生数值4。

从图3D中各行的数值可以明显地看出，该窗口从左开始到中间时该 窗口之内的数值之和会增加，如图3E所示，而随着它更远地到达右边时 将会减小。还明显地看出，随着该窗口降到图3D的底行，这些数值之和 将会增加，而当它下降在那点之下时将会减小。

图3E中用矩形110框强调的最大值35指明在矩形108中的原始控制 信号的位置。在原始控制信号后n个时钟计数(在本例中为6)加上m行 (在本例中为4)就得到这些信号。通过在视频信号通路中插入适当的匹 配延迟，可使数值35发生在与视频相同的时间上。

图4A至图4E示出响应图4A所示的各组控制信号脉冲由图3控制信号 扩展器产生的信号数值。可是，这里是有差别的，图3A至图3E示出向右 和向下移动时的将来的取样值，而图4A至图4E示出向左和向上移动的取 样值。这些取样值在相同情况只有两种不同的透视。

现在参照图5，该图示出行信号扩展器36的一个不同的电路。在图 5中与图3相对应的元件和点用相同的编号表示。在原理上的不同是可 编程序的只读存储器(PROM)110被编程序以执行产生器86和MUX78的功 能，以及PROM112被编程序以执行产生器96和MUX88的功能。图5A的表 格说明图5电路的工作响应于在MUX78(图3)的端子76上呈现的控制信 号数值0和1。由于该电路基本上按图3所示电路相同的方式扩展行信 号，因此这正如本领域的那些技术人员所理解的那样不需赘述了。

虽然已经描述了本发明的几个具体的实施例，但是除了这些实施例 以外的其它装置对于本领域的技术人员来说也是很清楚的。