专利名称：适应性滤波的设备及方法
技术领域：
本文的具体实例一般关于适应性滤波，且更特定而言是关于视频信号数据的适应性滤波。
背景技术：
可推行在此章节中描述的做法，但这些做法未必为已在之前设想或推行的方法。 因此，除非在本文中另有指示，否则在此章节中描述的方法不为本申请案的申请专利范围的先前技术，且并不由于其包括于此章节中而承认其为先前技术。在传统视频广播系统中，静止接收机(例如，电视接收机)包括一调谐装置，该调谐装置接收选自多个广播台(频道)的广播台传输的视频信号(例如，电视信号)。然而， 使用传统视频广播系统，真行动性(例如，视频信号的行动接收)引入在传统视频广播系统的设计框架(或相关广播标准)内未预见或解决的复杂化，因为此等系统在设计时是针对一传统固定接收装置(例如，静止电视机)而设计。传统视频广播系统的实施例包括国家电视系统委员会(NTSC)标准、相替用线 (PAL)及带记忆的顺序彩色(SECAM)标准。NTSC/PAL/SECAM系统在当前广泛扩展以用于在全世界广播的模拟电视信号。尽管此模拟电视信号最初意欲用于静止接收，但包括调谐装置的新行动装置正变得可用，此情形允许接收此等模拟电视信号。然而，模拟电视信号的行动接收显著比模拟电视信号的传统接收复杂。举例而言， 在传统固定电视机的情况下，使用者可改变接收天线的方向直至接收到一令人满意的信号质量为止。行动接收不提供此灵活度。在行动接收的情况下，模拟电视信号经历时变频道质量(例如，行动接收机的移动)，其引起衰落及在包括严重衰减的时间区的不同位准下接收信号(例如，强衰落或死区)。另外，归因于遮蔽及距传统视频广播系统传输机的较大距离，可遭遇到不良视频接收品质。因而，在行动接收的情况下，所接收的视频信号并不是简单地经历一静态信杂比(如在传统视频广播系统中所发现的)，而是遭受影响视频质量的可变信杂比。
发明内容
鉴于前述，本文的一具体实例提供一种用于适应性地滤除来自一模拟视频广播信号的噪声的系统，该系统包含一天线，其接收模拟视频广播信号数据；一模拟至数字转换器，其耦接至该天线且将该接收的模拟视频广播信号数据转换成数字视频信号数据；一帧缓冲器内存，其将该数字视频信号数据作为多个水平线来储存，其中该多个水平线包含多个像素值；一指令内存，其储存适应性滤波指令；及一适应性滤波器，其耦接至该内存及该模拟至数字转换器，其中该适应性滤波器自该内存读取适应性滤波器指令；执行这些适应性滤波器指令；平均一输入像素与一储存于该帧缓冲器内存中的对应像素；计算一用于储存于该帧缓冲器内存中的该多个像素值中的每一像素的遗忘因子；且基于该遗忘因子滤除来自储存于该帧缓冲器内存中的该多个像素值中的每一像素的噪声。
此系统可进一步包含一耦接至该模拟至数字转换器的模拟信号等化系统，其中该模拟信号等化系统等化该接收的模拟视频广播信号数据。另外，该模拟等化系统可包含一自动增益控制器及一均衡器中的至少一者。此外，该模拟等化系统包含一自动增益控制器， 且该适应性滤波器因一藉由该均衡器测量的噪声补偿该遗忘因子。此外，该模拟等化系统可包含一均衡器，且该适应性滤波器因一藉由该均衡器测量的频道功率补偿该遗忘因子。另外，在此系统中，该模拟视频广播信号数据可包含一奇数模拟视频信号数据及一偶数模拟视频信号数据中的至少一者。此外，该模拟至数字转换器可将该奇数模拟视频信号转换成奇数数字视频信号数据，且该模拟至数字转换器可将该偶数模拟视频信号数据转换成数字视频信号数据。此外，该帧缓冲器内存可包含一显示帧。另外，此系统可进一步包含一显示装置，其中该适应性滤波器平均该输入像素与该帧缓冲器中的一对应像素，且将该平均值发送至该显示装置且至该帧缓冲器内存中的对应像素位置。另外，一水平输入线可在该水平输入线对应于一奇数帧时重新定位，其中该重新定位使用一储存于该帧缓冲器内存中的对应水平线平均一上部输入线及一下部输入线。 此外，该适应性滤波器可使用频道功率的一估计及噪声功率的一估计调整该遗忘因子。本文的另一具体实例提供一种适应性地滤除模拟视频广播信号数据中的噪声的方法，该方法包含接收该模拟信号数据；将该模拟视频广播信号数据转换成包含多个第一像素值的第一数字信号数据；提供储存于一帧缓冲器内存中的第二数字信号数据，其中该第二数字信号数据包含多个第二像素值；计算一用于该第一数字信号数据中的每一像素的遗忘因子；及使用该遗忘因子确定一用以调整该第一数字信号数据的第一权重及一用以调整该第二数字信号数据的第二权重来平均该第一数字信号数据及该第二数字信号数据。在此方法中，该第一权重可按照α来计算，且该第二权重可按照l-α来计算，其中α包含该遗忘因子。另外，该模拟视频广播信号数据可包含一奇数模拟视频信号数据及一偶数模拟视频信号数据中的至少一者。此方法可进一步包含将该奇数模拟视频信号转换成该第一数字信号数据，其中该第二数字信号数据包含该偶数模拟视频信号数据的一经数字化复本。另外，该第一数字信号数据可包含多个水平线；且该多个水平线的每一者可包含多个像素值，且该方法可进一步包含平均该多个水平线的一第一水平线及该多个水平线的一第二水平线以获得一中间行。另外，此方法可进一步包含侦测该第一数字信号数据与该第二数字信号数据之间的运动且在侦测到运动时自动地调整该遗忘因子。此方法亦可进一步包含侦测该第一数字信号数据与该第二数字信号数据之间的一场景改变且在侦测到该场景改变时将该遗忘因子自动地设定为一。此外，此方法可进一步包含使用频道功率的一估计及噪声功率的一估计调整该遗忘因子。此外，此方法可进一步包含等化该接收的模拟视频广播信号。当结合以下描述及附图考虑时将更好地了解并理解本文的具体实例的此等及其它态样。然而，应理解，以下描述是以说明而非限制的方式给出，尽管其指示了较佳具体实例及其众多具体细节。在不脱离本文的具体实例的精神的情况下可在本文的具体实例的范畴内作出许多改变及修改，且本文的具体实例包括所有此等修改。
图1说明根据本文的-图2说明根据本文的-图3说明根据本文的-图4说明根据本文的-
-具体实例的适应性行动接收设备的示意图 -具体实例的漏泄积分器的方块图； -具体实例的线组合的示意图； -具体实例的适应性滤波器设备的方块图5为说明根据本文的一具体实例的一较佳方法的流程图；及
图6为根据本文的具体实例使用的计算机架构。
主要组件符号说明
1 适应性滤波器设备
10 接收天线
20 模拟等化系统
30 模拟至数字转换器
40 适应性滤波器
50 帧缓冲器
52 输入帧
54 IF乘法器
56 =FB乘法器
58 加法单元
60 显示器
62 α计算器
64 漏泄积分器
70 奇数线
75 奇数线
80 奇数场
80a 80d 奇数线
85 线
95 偶数场
9 95e 偶数线
100 边界线
112 减法单元
115a ~ 115c 缩放的帧
120 绝对函数
122 乘法单元
130 遗忘因子
140 运动增益(k)
142 加法单元
150 重新定位场贡献
160 截割单元
170a 170c 遗忘因子
200 MO 步骤
300硬件组态
310处理器/中央处理
311磁盘单元
312系统总线
313磁带机
314随机存取内存
315键盘
316只读存储器
317鼠标
318输入/输出配接器
319使用者接口配接器
320通信配接器
321显示配接器
322麦克风
323显示装置
324 扬声器
325数据处理网络
具体实施例方式将参看图式自下文详细描述更好地理解本文的具体实例。参考非限制性具体实例来更充分地解释本文的具体实例及其各种特征及有利细节，这些非限制性具体实例说明于附图中且详述于以下描述中。省略对熟知组件及处理技术的描述以免不必要地混淆本文的具体实例。本文中所使用的实施例仅意欲促进理解可实践本文的具体实例的方式且进一步使熟习此项技术者能够实践本文的具体实例。因此，这些实施例不应被理解为限制本文的具体实例的范畴。本文的具体实例提供在若干频道条件下提供永续高视频质量的设备及方法。现参看图式且更特定而言参看图1至图6，展示较佳具体实例，其中遍及诸图，类似参考字符一致地表示对应特征。图1说明根据本文的一具体实例的适应性滤波器设备的示意图。如图1的具体实例中展示，适应性滤波器设备1包括接收天线10、模拟等化系统20、模拟至数字转换器 (“ADC”)30、适应性滤波器40、帧缓冲器50及显示器60。如熟习此项技术者所知，额外组件可并入至适应性滤波器设备1中而无需过度实验。此等组件的实施例包括(但不限于)数字信号处理器、数字至模拟转换器、随机存取内存、只读存储器等。另外，适应性滤波器设备1描述许多可能装置种类的一个装置种类。举例而言，尽管适应性滤波器设备1包括视频适应性滤波器40，但具有适应性滤波器40的适应性滤波器设备1表示一个装置种类，其它装置种类包括(但不限于)以数字信号处理器、 通用处理器、场可程序化门阵列装置(“FPGA”)或可重新组态计算装置替换适应性滤波器 40的装置。因此，举例而言，数字信号处理器(在图1中未示)可自内存(在图1中未示) 读取适应性滤波器指令，且执行彼等适应性滤波器指令。图1中展示的其它组件可类似地
7由其它组件代替以描述额外装置种类。另外，本文中描述的具体实例可限于一个装置种类或可包括所有装置种类。适应性滤波器设备1可经由接收天线10接收模拟视频信号数据。举例而言，接收天线10可在13. 5MHz的载波频率下接收视频信号数据，该视频信号数据包括(例如)具有分别针对PAL或NTSC的720像素/水平线及288线/垂直场或242线/垂直场的Y/C分量信号数据。接收天线10可接着耦接至模拟等化系统20，其中模拟等化系统20等化接收的模拟视频信号数据。在图1中展示的具体实例中，模拟等化系统20耦接至模拟至数字转换器(ADC) 30，其中ADC 30将接收的模拟视频信号数据转换成数字视频信号数据。ADC 30 耦接至适应性滤波器40，适应性滤波器40可执行下文描述的指令，这些指令指导适应性滤波器40改良视频信号质量——例如，藉由滤除来自数字视频信号数据的过量噪声且改良经由接收天线10接收的视频信号数据的信杂比(SNI )。另外，虽然在图1中未示，但适应性滤波器40可耦接至一显示装置以显示经滤波的数字视频信号数据。此外，虽然在图1中未示，但模拟等化系统20可包括在ADC 30后定位的自动增益控制器(AGC)及模拟信号均衡
ο
模拟视频广播系统通常在帧之间提供短时间间隔。举例而言，针对PAL/NTSC系统，两个相继帧之间的时间分别为0. 04秒/0. 033秒。此外，若不存在快速运动，则几个相继帧的内容几乎为类似的。另外，当这些相继帧经交错以形成一完整显示帧时，两个相继场 (偶数场及奇数场)很可能为同一场景的一部分。为简化下文的一个具体实例的论述，在交错模式期间传输的个别场(无论指一偶数场抑或一奇数场)被简单地称作一分离帧，除非另有指示。所有此等特性允许新颖地将漏泄积分应用于相继帧。参看图1，图2说明根据本文的一具体实例的漏泄积分器64的方块图。如下文进一步详细地描述，图2的具体实例如下将漏泄积分应用于相继中贞:Displayed_frame = Frame_buffer = alpha*current_frame+ (1 alpha)*Frame_buffer，其中α (alpha)为漏泄积分遗忘因子。由于每一新(输出)帧(例如，帧缓冲器50)为来自当前帧(例如，输入帧5 及先前帧(图中未示)的组合，故将在下文的论述中使用一全帧缓冲器(例如，帧缓冲器50)。在图2中，帧缓冲器50的内容由FB乘法器56乘法运算(例如，1_ α )，而当前输入帧(例如，输入帧52)由IF乘法器M乘法运算(例如，α )。组合(例如，加法单元58) 该两个乘法器(例如，IF乘法器M及FB乘法器56)的输出以形成一新帧(图中未示)，该新帧用来替换帧缓冲器50的内容。另外，将由加法单元58产生的新帧(图中未示)发送至显示器60。如下文进一步详细地论述，α计算器(alpha-CalC)62使用帧缓冲器50的内容及输入帧52计算每一像素的α值。在交错模式中，奇数场及偶数场相对于彼此移位一线。结果，直接应用上文的遗忘因子(α)将引起显示的输出视频处的图片抖动。为移除图片抖动，下文描述的具体实例重新定位待与偶数场对准的奇数场。在图3中展示重新定位奇数场的一个具体实例。参看图 1及图2，在图3中，藉由计算(例如，使用适应性滤波器40)奇数帧80的两个连续线(例如，线70及75)的平均值以获得中间线85来获得重新定位。如图3中展示，线85对应于偶数帧95的线95a。在图3中展示的具体实例中，藉由重复输入奇数帧的线101来获得边界线100。图3中展示的具体实例使用两个线之间的所计算的平均值重新定位一奇数帧的
8每一线，其中以距离2分离这些线。然而，图3中展示的具体实例并不限于距离2，且可采用由任何距离分离的任何数目的线的平均值。在图3中展示的具体实例中，重新定位奇数帧(例如，奇数场80)使用具有距离2 的两个线(上部线及下部线)之间的平均。此运算可引起经重新定位帧的垂直分辨率的一些损失。为了减轻此损失，在替代具体实例中，可如下计算(例如，使用适应性滤波器40) 帧缓冲器(例如，帧缓冲器50)的对应偶数线令c为每一奇数线的权重，则对应偶数线的权重应为l_2*c。因而，经重新定位线85是按照& = LlC+L3c+(l-2c)L2来计算，其中RL为经重新定位奇数线(例如，经重新定位线85)，L1为上部奇数线(例如，线70)，L3为下部奇数线(例如，线75)，且L2为对应于Rl的偶数线(例如，线95a)。藉由使用原始经重新定位奇数帧(输出线=上部线/2+下部线/2)，且仅藉由2*c 更新α (α ‘(奇数)=α (奇数)*2*c)来实现图3中展示的具体实例的一般描述。在前一方程式中，术语“2*c”充当贡献因子，这是由于其确定当前奇数帧在形成经重新定位帧中作出多少贡献。举例而言，若贡献因子为1，则经重新定位帧是完全自输入奇数帧获得(亦即，无来自缓冲器的偶数帧的贡献)。或者，若贡献因子为0. 5，则经重新定位帧同等地自偶数帧及奇数帧形成，诸如此类。换言之，图3中展示的具体实例在一些环境中(例如，其中偶数帧及奇数帧为实质上不同的，或在存在衰落的情况下，如下文描述)可引起经重新定位帧的垂直分辨率的损失。为了减轻此损失，一替代做法将帧缓冲器的对应偶数线纳入该方程式中。举例而言，在 c为每一奇数线的贡献因子(例如，权重)的情况下，则对应偶数线的权重为l_2*c。由于一频道可跨帧及偶数线变化，故本文中描述的另外具体实例使滤波器(漏泄积分器)系数(例如，遗忘因子或α)适合于帧的每一像素。此等具体实例使用当前频道功率的估计及该频道内的噪声的估计计算(例如，使用适应性滤波器40) α。在一个此具体实例中，自一均衡器(例如，模拟等化系统20)获得每像素的经估计频道的功率(例如，hn， 对应于具有索引η的像素)，且功率的该估计用来按比例缩放遗忘因子。因而，若存在强衰落(例如，hn—0)，则对应遗忘因子(例如，α)将具有极低或甚至零值，且因此输出几乎系自帧缓冲器获得。换言之，随着频道功率减少，对应运算SNR亦减少，但由于遗忘因子(例如，α)较小，故较多平均将应用于信号上，此将引起增强SNR。关注的频道内的低运算SNR的另一来源为噪声功率自身的增加。举例而言，当接收机(例如，接收天线10)距正传输的传输机(图中未示)较大距离时，噪声可增加。在此状况下，接收的弱信号藉由接收机侧(例如，适应性滤波器设备1)处的AGC(例如，模拟等化系统20)重新缩放至全范围，但使用AGC的传统重新缩放亦增加噪声功率以及信号强度。 为在计算所需平均(例如，上文描述的α值)中包括此因子，可使用范数比(Norm Ratio, 殿)，其中NR为经测量(当前)SNR(1/噪声功率)与目标SNR之间的比率。现在，每一输入像素的所得α为:alfa = hi -NR。如图2中展示，漏泄积分器64平均(求和)由FB乘法器56(例如，l-α)缩放之后的帧缓冲器50的内容及由IF乘法器M (例如，α)缩放之后的当前输入帧(例如，输入帧52)。结果，α值愈低(如由α计算器62计算)，帧缓冲器50对新输出帧(图中未示) 的构造(例如，使用加法单元58)的贡献愈大，新输出帧替换帧缓冲器的内容。由于帧缓冲器50的内容为前一平均(求和)运算的结果自身，故对帧缓冲器50的较大相依性(例如，低α值)意谓在构造新帧中的先前帧的较多包括。换言之，低α对应于许多先前帧之间为了构造新输出帧进行的较多平均。在本文的一个具体实例中，如由α计算器62确定的 α的值将自动地调整以应用达成目标SNR的平均的量。藉由以具有可接受图片质量(几乎无噪声)的位准设定目标SNR，根据本文的具体实例的适应性解决方案将确保维持此图片质量位准。在设定一目标SNR时，选择过高目标SNR将引起过量平均，过量平均又将使显示视频的运动信息(运动质量)失真。此运动质量降级可表现为对象的比正常情形慢的运动及场景干扰，在场景干扰中两个或两个以上不同场景在输出帧处组合在一起。在传统系统中，图片质量与运动质量成反比，且传统系统在该两个经测量的质量 (例如，图片质量及运动质量)之间进行权衡。为克服传统系统的此等限制，本文的一个具体实例根据如下步骤修改如由α计算器62计算的α 按区安排范数比(例如，针对SNR的每一运算范围设定一目标SNR)；运动侦测/α补偿(例如，侦测运动且根据经测量的运动量(当前帧与先前帧之间的差)增加α)；场景改变指示器(例如，侦测是否存在新场景且完全停止平均)。在下文进一步详细地论述相比于传统系统的此等改良的每一者。因此，针对噪声功率的每一范围，本文中描述的一个具体实例计算(例如，使用适应性滤波器40) —最佳正规化因子(例如，NF)，该最佳正规化因子提供成反比的运动质量与图片质量之间的最佳折衷。举例而言，若将目标SNR设定为30dB (例如，藉由适应性滤波器40)，则针对大于或等于30dB的所有运算SNR范围，不存在平均(例如，藉由适应性滤波器40)。然而，若运算SNR为25dB，则维持30dB所需的平均(例如，如由适应性滤波器40 计算)的量为5dB。针对运算SNR 15dB，平均(例如，如由适应性滤波器40计算)的量为 15dB。如所展示，运算SNR的减少将增加平均(例如，如由适应性滤波器40计算)，且因此使针对低SNR运算点的运动质量降级。在本文中描述的其它具体实例中，并非使用固定目标SNR，而是关于图片质量SNR 进行折衷以避免显示的运动质量的可观测降级。在另外具体实例中，为减少因可变平均 (例如，针对不同运算及目标SNR对，存在不同平均)引起的运动抖动，替代固定目标SNR， 针对每一区计算(例如，藉由适应性滤波器40) —平均增益。在下文描述的具体实例中， 固定平均增益亦为范数比[NR]。举例而言，针对运算SNR范围> 30dB，将NR设定为NR = OdB，而针对运算SNR范围25dB至30dB，指派NR = 5dB，诸如此类。换言之，上文描述的平均增益指在应用漏泄积分(如图2中展示)之后的输出帧的SNR增加。根据本文的一个具体实例，平均增益为NR(其中α值以dB为单位来测量，假设频道功率=1)。另外，为了实现诸区之间的较平滑过渡，使NR范围的数目及边界为可程序化的。本文中描述的另外具体实例包括一运动侦测计算(例如，使用适应性滤波器40) 及基于该计算补偿α (如下文描述)。在此等具体实例中，针对输入帧52的每一输入像素计算一运动量度。较佳地以实时方式将每一输入像素发送至漏泄积分器64。如下文论述，运动的量度(例如，dn)为输入像素与前一帧(例如，储存于帧缓冲器50中)的对应者之间的差dn= IPn-PlriI,其中PnS输入像素，且Plri为前一帧的对应像素。dn的范围取决于PJ々 范围，Pn可针对每一视频分量(明度及色度)来加以确定。理想地，大于零的dn的任何值指示运动事件。此计算(例如，如由适应性滤波器40执行)的目的在于在对应运动量度指示运动侦测的情况下停止针对每一输入像素的平均。但使用此强制α算法(Alpha-Forcing algorithm)(针对任何dn>0，均设定α = 1)将很偏向于运动(任何运动(无论将观测到多少运动)均将传递至输出及帧缓冲器而不平均)。取而代之，替代具体实例使用像素值 dn(运动量度)的软绝对差作为将观测到多少运动的直接量度。举例而言，当前像素与先前像素之间的明度分量的绝对差范围为0至1(明度范围为0至1)。较小值(dn—0)指示微小亮度改变且因此相比总运动状况(dn — 1)较不可观测到，且因此，平均的量(α值)可藉由运动量的经缩放版本k*dn按比例调整，其中k为增益或缩放比例(scaler)。所得基于运动的α更新为
k* d a = mm(h2nNR * (1 + ~~),1)
rnax(hn,hmm)NR前一方程式具有两项，第一项为基于频道功率及范数比的正常α适应方程式。第二项为用以藉由将经缩放的运动量度与图片质量α项(第一项)相加来减少平均的运动补偿(质量)项。尽管运动补偿项不应取决于频道状态(无论为何种图片或频道质量状态， 均应基于运动量减少平均)，但上文的α的计算包括频道功率值的预定极限(例如，/^ )。在衰落频道中，时变频道功率可降落至极严重低位准。在此等周期(死区)中，对应经等化图片信息几乎因噪声及类似截割的其它实施方面的劣化而破坏。且，运动侦测器将很可能错误地侦测运动。此等死区为极讨厌的且应防止出现在输出处。在无频道功率下限(在前一方程式的第二项的分母中展示)的情况下应用运动补偿项将盲目地将死区传递至帧缓冲器中且又传递至输出显示器。当如上文的具体实例中所描述计算α (例如，使用适应性滤波器)时，出现两种状况。在状况1中，经估计的频道功率大于频道功率下限。在此状况下，遗忘因子(例如，α)将按照α =min(h2NR+k*d，l)更新。在此状况下，高运动量(第二项)将独立于频道(图片)质量(由第一项提供)支配α的增加(减少平均)。 在状况2中，经估计的频道功率小于频道功率下限。极低的频道功率值将停止运动补偿，因
h2
为α按照α= min(^2iVR +y P忒1)得以计算(例如，使用适应性滤波器40)。
hmin由于低频道功率对显示图片的效应亦取决于运算噪声位准(或运算SNR= 1/ σ ，故频道功率下限针对每一运算SNR范围具有不同值。举例而言，若运算SNR为30dB， 则仅极低频道功率值将显著地影响显示图片的质量，且此具体实例会将频道下限设定(例如，经由适应性滤波器40)为极低值。另一方面，针对较低SNR(例如，约10dB)，图片质量针对频道功率的缓和降落将开始严重地降级。继而，在此范围处，频道下限需要为较高的。为了支持较灵活运动侦测，下文描述的具体实例针对奇数场及偶数场提供不同运动增益k，这是由于针对交错模式，两个相继场(例如，偶数场95及奇数场80，图3中展示) 最可能来自同一场景且因此运动很可能较低。在先前论述中，已忽略噪声对经测量的运动(像素差)的效应，但实际上，噪声引入运动侦测的艰难挑战，这是由于噪声可为经测量的像素差dn的主要来源。为减少噪声效应，本文中描述的一具体实例测量(例如，经由适应性滤波器40)具有连续η个像素的每一区块的一个差，其中总距离《为每一像素的平均值。可使用具有较多像素的区块获得较多噪声减少，但随着区块大小增加，一些运动信息由于内部运动(在一个区块内部)可在无完全侦测的情况下离去而丢失。场景改变指示器为一特殊运动状况，其中在帧缓冲器适应性滤波器的输入处出现完全不同场景。若此场景与前一帧平均(可在类似死区的严重频道条件下发生)，则因此得到的显示图片看起来极假。为处置此等状况，本文中描述的特定具体实例包括一场景改变指示器，其平均(例如，适应性滤波器40)针对当前帧的所有区块测量的距离。若帧距离超过一可程序化临限值，则设定一场景改变旗标，其迫使下一帧的所有α均为1(亦即，完全替换帧缓冲器内容)。应注意，场景改变的侦测被延迟了一个帧，这是由于估计是遍及输入帧的所有区块来进行。该一个帧延迟不具有可觉察效应，这是由于经平均的场景在由新帧替换之前在输出时占据极短时间(1/25秒或1/30秒)。参看图1至图3，图4说明根据本文的一具体实例的适应性滤波器40的方块图。 在图4的具体实例中，经缩放的帧(例如，11 至115c)对应于一分量视频信号的每一分量，且为接收帧的经修改(例如，经降减)版本以便适合目标显示分辨率。ABS 120为一绝对函数。另外，遗忘因子130为在将两个适应性滤波器系数(例如，适应性滤波器40)设定为α及Ι-α时使用的控制变量。亦在图4中展示减法单元112、乘法单元122、加法单元 142、截割单元160及遗忘因子170a至170c。如上文描述，遗忘因子170a至170c针对分量视频信号的每一分量设定一遗忘因子。因而，遗忘因子170a至170c呈现的值愈大，输出帧愈不取决于先前帧。另外，经重新定位场的贡献150为在产生当前经定位场时使用前一帧的百分比(如上文在图3中描述)。参看图1至图4，图5说明根据本文的一具体实例的流程图。在图5的方法中，步骤200描述接收一模拟信号(例如，使用接收天线10，图1中展示)。步骤210描述将信号数据转换成第一数字信号数据(例如，使用ADC 30)。步骤220描述提供储存于帧缓冲器内存(例如，帧缓冲器50)的第二数字信号数据。步骤230描述计算用于第一数字信号数据的每一像素的遗忘因子(例如，使用适应性滤波器40)。然后，图4的方法描述使用遗忘因子(例如，如在步骤230中计算)确定第一数字信号数据的第一权重及第二数字信号数据的第二权重来平均第一及第二数字信号数据(例如，使用适应性滤波器40)。本文的具体实例可实施于一模拟电视应用中。在此方法中，第一权重可按照α来计算，且第二权重可按照l-α来计算，其中α 包含遗忘因子。另外，模拟视频广播信号数据可包含一奇数模拟视频信号数据及一偶数模拟视频信号数据的至少一者。此方法可进一步包含将奇数模拟视频信号转换成第一数字信号数据，其中第二数字信号数据包含偶数模拟视频信号数据的一经数字化复本。另外，第一数字信号数据可包含多个水平线；且该多个水平线的每一者可包含多个像素值，且该方法可进一步包含平均该多个水平线的第一水平线及该多个水平线的第二水平线以获得一中间行。另外，此方法可进一步包含侦测第一数字信号数据与第二数字信号数据之间的运动且在侦测到运动时自动地调整遗忘因子。此方法亦可进一步包含侦测第一数字信号数据与第二数字信号数据之间的场景改变且在侦测到场景改变时将遗忘因子自动地设定为一。 此外，此方法可进一步包含使用频道功率的估计及噪声功率的估计调整遗忘因子。此外，此方法可进一步包含等化接收的模拟视频广播信号。藉由本文的具体实例提供的技术可实施于集成电路芯片(图中未示)上。芯片设计是以图形计算机程序设计语言产生，且储存于计算机储存媒体(诸如，磁盘、磁带、实体硬盘机或诸如在储存存取网络的虚拟硬盘机)中。若设计者不制造芯片或用以制造芯片的光微影屏蔽，则设计者藉由实体构件(例如，藉由提供储存该设计的储存媒体的复本)或以CN 102223505 A
说明书
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电子方式(例如，经由因特网)直接地或间接地将因此得到的设计传输至此等实体。所储存的设计接着转换成用于制造光微影屏蔽的适当格式(例如，⑶SII)，这些光微影屏蔽典型地包括待形成于晶圆上的所述芯片设计的多个复本。利用这些光微影屏蔽来界定待蚀刻或以其它方式处理的晶圆(及/或其上之层)的区域。所得集成电路芯片可由制造商以原始晶圆形式(亦即，作为具有多个未封装芯片的单一晶圆)、作为裸晶粒或以一经封装形式散布。在以经封装形式散布的状况下，芯片安装于单芯片封装(诸如，塑料载体，其具有附着至母板或其它较高阶载体的引线)中或多芯片封装(诸如，陶瓷载体，其具有表面互连或内埋互连之一者或两者)中。在任何状况下，芯片接着与其它芯片、离散电路组件及/或其它信号处理装置整合作为(a)中间产品(诸如母板)或(b)最终产品的一部分。最终产品可为包括集成电路芯片的任何产品，自玩具及其它低端应用延伸至具有显示器、键盘或其它输入装置，及中央处理器的进阶计算机产品。本文的具体实例可采用一完全硬件具体实例、一完全软件具体实例或一包括硬件及软件组件两者的具体实例的形式。以软件实施的具体实例包括(但不限于)韧体、常驻软件、微码等。此外，本文的具体实例可采用可自计算机可使用或计算机可读取媒体存取的计算机程序产品的形式，该媒体提供由计算机或任何指令执行系统使用或结合计算机或任何指令执行系统使用的程序代码。出于此描述的目的，计算机可使用或计算机可读取媒体可为可包含、储存、传达、传播或输送用于由指令执行系统、设备或装置或结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何设备。该媒体可为电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统(或设备或装置)或传播媒体。计算机可读取媒体的实施例包括半导体或固态内存、磁带、抽取式计算机磁盘、随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘及光盘。光盘的当前实施例包括紧密光盘-只读存储器(CD-ROM)、紧密光盘-读取/写入(CD-R/W)及数字激光视盘(DVD)。适合于储存及/或执行程序代码的数据处理系统将包括直接或经由系统总线间接地耦接至内存组件的至少一个处理器。内存组件可包括在程序代码的实际执行期间所使用的本机内存、大容量储存器及高速缓存，高速缓存提供对至少某一程序代码的临时储存， 以便减少在执行期间必须自大容量储存器撷取程序代码的次数。输入/输出(I/O)装置(包括(但不限于)键盘、显示器、指针装置等)可直接或经由介入的I/O控制器耦接至系统。网络配接器亦可耦接至系统以使数据处理系统能够经由介入的私用或公用网络而耦接至其它数据处理系统或远程打印机或储存装置。调制解调器、缆线调制解调器及以太网络卡仅为当前可用的网络配接器类型中的少数几种。在图6中描绘用于实践本文的具体实例的硬件环境的更一般表示。此示意图说明根据本文的具体实例的信息处置/计算机系统的硬件组态300。硬件组态300包含至少一个处理器或中央处理单元(CPU)310。这些CPU 310经由系统总线312互连至诸如随机存取内存(RAM) 314、只读存储器(ROM) 316及输入/输出(I/O)配接器318的各种装置。I/ 0配接器318可连接至诸如磁盘单元311及磁带机313的周边装置或可由系统读取的其它程序储存装置。该系统可读取这些程序储存装置上的本发明的指令，且遵循此等指令来执行本文的具体实例的方法。该系统进一步包括一使用者接口配接器319，该使用者接口配接器319将键盘315、鼠标317、扬声器324、麦克风322及/或诸如触控屏幕装置(图中未示)的其它使用者接口装置连接至总线312以收集使用者输入。另外，通信配接器320将总线312连接至数据处理网络325，且显示配接器321将总线312连接至显示装置323，举例而言，显示装置323可体现为诸如监视器、打印机或传输机的输出装置。
对具体实例的前述描述将充分地揭露本文的具体实例的一般性质，以至于其它人在不脱离一般概念的情况下可藉由应用当前的知识来针对各种应用容易地修改及/或调适此等具体实例，且因此，此等调适及修改应且意欲包含在所揭示具体实例的等效物的意义及范围内。应理解，本文所使用的词组或术语是出于达成描述而非限制的目的。因此，虽然已按照较佳具体实例描述了本文的具体实例，但熟习此项技术者将认识到在所附申请专利范围的精神及范畴内，可在作出修改的情况下实践本文的具体实例。
权利要求
1.一种用于适应性地滤除来自一模拟视频广播信号的噪声的系统，该系统包含 一天线，其接收模拟视频广播信号数据；一模拟至数字转换器，其耦接至该天线且将该接收的模拟视频广播信号数据转换成数字视频信号数据；一帧缓冲器内存，其储存该数字视频信号数据为多个水平线，其中该多个水平线包含多个像素值；一指令内存，其储存适应性滤波指令；及一适应性滤波器，其耦接至该内存及该模拟至数字转换器，其中该适应性滤波器 自该内存读取这些适应性滤波器指令； 执行这些适应性滤波器指令；平均一输入像素与一储存于该帧缓冲器内存中的对应像素； 计算一用于储存于该帧缓冲器内存中的该多个像素值中的每一像素的遗忘因子；且基于该遗忘因子滤除来自储存于该帧缓冲器内存中的该多个像素值中的每一像素的噪声。
2.如权利要求1所述的系统，其进一步包含一耦接至该模拟至数字转换器的模拟信号等化系统，其中该模拟信号等化系统等化该接收的模拟视频广播信号数据。
3.如权利要求2所述的系统，其中该模拟等化系统包含一自动增益控制器及一均衡器的至少一者。
4.如权利要求3所述的系统，其中该模拟等化系统包含一自动增益控制器，且该适应性滤波器对于一由该均衡器测量的噪声补偿该遗忘因子。
5.如权利要求3所述的系统，其中该模拟等化系统包含一均衡器，且该适应性滤波器对于一由该均衡器测量的频道功率补偿该遗忘因子。
6.如权利要求1所述的系统，其中该模拟视频广播信号数据包含一奇数模拟视频信号数据及一偶数模拟视频信号数据的至少一者。
7.如权利要求6所述的系统，其中该模拟至数字转换器将该奇数模拟视频信号转换成奇数数字视频信号数据，且该模拟至数字转换器将该偶数模拟视频信号数据转换成数字视频信号数据。
8.如权利要求7所述的系统，其中该帧缓冲器内存包含一显示帧。
9.如权利要求8所述的系统，其进一步包含一显示装置，其中该适应性滤波器平均该输入像素与该帧缓冲器中的一对应像素，且将该平均值发送至该显示装置及该帧缓冲器内存中的该对应像素位置。
10.如权利要求9所述的系统，其中一水平输入线在该水平输入线对应于一奇数帧时重新定位，其中该重新定位使用一储存于该帧缓冲器内存中的对应水平线以平均一上部及一下部输入线。
11.如权利要求1所述的系统，其中该适应性滤波器使用频道功率的一估计及噪声功率的一估计以调整该遗忘因子。
12.—种适应性地滤除模拟视频广播信号数据中的噪声的方法，该方法包含 接收该模拟信号数据；将该模拟视频广播信号数据转换成包含多个第一像素值的第一数字信号数据；提供储存于一帧缓冲器内存中的第二数字信号数据，其中该第二数字信号数据包含多个第二像素值；计算一用于该第一数字信号数据中的每一像素的遗忘因子；及使用该遗忘因子以决定一用以调整该第一数字信号数据的第一权重及一用以调整该第二数字信号数据的第二权重来平均该第一数字信号数据及该第二数字信号数据。
13.如权利要求12所述的方法，其中该第一权重计算为α，且该第二权重计算为1-α， 其中α包含该遗忘因子。
14.如权利要求12所述的方法，其中该模拟视频广播信号数据包含一奇数模拟视频信号数据及一偶数模拟视频信号数据中的至少一者。
15.如权利要求14所述的方法，其进一步包含将该奇数模拟视频信号转换成该第一数字信号数据，其中该第二数字信号数据包含该偶数模拟视频信号数据的一经数字化的复本。
16.如权利要求15所述的方法，其中该第一数字信号数据包含多个水平线；且该多个水平线的每一者包含多个像素值，且该方法进一步包含平均该多个水平线的一第一水平线及该多个水平线的一第二水平线以获得一中间线。
17.如权利要求12所述的方法，其进一步包含侦测该第一数字信号数据与该第二数字信号数据之间的运动，且在侦测到运动时自动地调整该遗忘因子。
18.如权利要求12所述的方法，其进一步包含侦测该第一数字信号数据与该第二数字信号数据之间的一场景改变，且在侦测到该场景改变时自动将该遗忘因子设定为一。
19.如权利要求12所述的方法，其进一步包含使用频道功率的一估计及噪声功率的一估计调整该遗忘因子。
20.如权利要求12所述的方法，其进一步包含等化该接收的模拟视频广播信号。
全文摘要
一种用于适应性滤波的设备及方法，所述设备包括一天线，其接收模拟视频广播信号数据；一模拟至数字转换器，其耦接至该天线且将该接收的模拟视频广播信号数据转换成数字视频信号数据；一帧缓冲器内存，其储存该数字视频信号数据；一指令内存，其储存适应性滤波指令；及一适应性滤波器，其耦接至该内存及该模拟至数字转换器，其中该适应性滤波器自该内存读取这些适应性滤波器指令；执行这些适应性滤波器指令；平均一输入像素与一储存于该帧缓冲器内存中的对应像素；计算一用于储存于该帧缓冲器内存中的该多个像素值中的每一像素的遗忘因子；且基于该遗忘因子滤除来自储存于该帧缓冲器内存中的该多个像素值中的每一像素的噪声。
文档编号H04N5/52GK102223505SQ20101057603
公开日2011年10月19日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年4月13日
发明者穆罕默德·阿德·伊尔-萨拉姆·阿里, 纳比尔·尤瑟夫·华希利, 艾美德·拉加·伊尔瑟夫 申请人:新港传播媒介公司