在高清顯示器上優化標清視頻

圖5：色度路徑中殘余的亮度信號造成串色偽像。

梳狀濾波器自身的信號延遲功能造成了相長干擾和相消干擾。梳狀濾波器的頻率響應由一系列均勻間隔的尖峰信號組成，呈梳子形狀。與陷波濾波器和帶通濾波器相比，2D梳狀濾波器可提供更高的視頻解碼器性能(圖6)。

圖6：三行2D梳狀濾波器將采用輸入-輸出一行延遲。

2D梳狀濾波器的工作原理是：如果圖像目標行的上下存在類似幾行，色度和亮度就可以更徹底地分離。

在NTSC(美國國家電視系統委員會)制式下，色度正弦波信號逐行發生180°變化。任意兩個連續行相加，亮度內容加倍，色度內容抵消。相反，如果減去兩行，亮度內容抵消，色度內容加倍。例如，對于全畫面顏色條，每個活動行在視覺上是一樣的。在給定的信號電平上，每行的亮度內容相同。除了相位變化，每行的色度內容也相同。

視頻解碼器(如ADI公司的解碼器)采用五行2D梳狀濾波器，能夠為NTSC制式和PAL(逐行倒相)制式信號源提供更好的性能。根據圖像的復雜性，梳狀處理器必須確定是否要將當前行與下一行或上一行結合。

梳狀處理器不能對某些圖像進行任意行組合，此時可切入當前行。自適應2D梳狀視頻解碼器能夠提供可接受的性能水平。但是，連續行不同時，2D梳狀濾波器不能正常工作，并轉向陷波濾波器，將該行區域的亮度與色度分離。

雖然在未產生圖像偽像或帶寬限制的情況下(這會轉化為低反差圖像)，成功實現亮度和色度分離非常重要，但是視頻信號的許多其他方面，如不良時基或非標準弱射頻信號也會帶來很多挑戰。

小型CRT顯示器可接受的偽像或圖像缺陷，對于新一代等離子顯示器和液晶顯示器而言則無法接受。因為隨著分辨率提高、尺寸和顯示器對比度增大，即使是很小的圖像缺陷也會很明顯。

自適應3D梳狀濾波器技術

高清(HD)信號源、數字接口以及高分辨率顯示器能夠帶來出色的視覺體驗。不過，通過頻道切換或輸入，用戶看到的可能是美麗的高清圖像，也可能是傳統的復合視頻廣播(CVBS)。借助高品質自適應3D梳狀濾波器技術，標清(SD)復合視頻圖像的質量獲得了顯著改善(圖7)。

圖7：內置3D梳狀濾波器的解碼器的典型架構。

3D梳狀濾波器類似于2D梳狀濾波器，通過某些行的像素組合來分離亮度和色度。兩者的主要區別是：2D梳狀濾波器組合圖像連續行的像素，而3D梳狀濾波器把當前行的像素與圖像延時狀態下同一行中的像素組合(圖8)。

圖8：自適應內置3D梳狀濾波器的解碼器的結果(a)明顯優于內置2D梳狀濾波器的解碼器(b)。

3D梳狀視頻解碼方案能夠提供出色的視頻畫質。這種方法能從根本上消除不良圖像偽像，如點蠕動、“掛點”和串色。

此外，歸功于3D梳狀視頻解碼的亮度和色度分離方式，該方法能保持亮度和色度數據包的全部帶寬。

全亮度帶寬保留了高頻內容，提供的圖像清晰鮮明，從而使用戶能區分微小的細節。全色度帶寬則確保顏色更明亮、更清晰。

2D梳狀視頻解碼主要處理鄰近的活動視頻行，對其進行分析，或者既處理又分析，而3D梳狀處理則進行幀到幀的視頻像素信息比較(圖9)。它對當前幀的數據與存儲器中的上一幀數據進行比較。

圖9：NTSC制式的典型幀序列展示了3D梳狀濾波技術。

如果同時添加兩個幀，每個像素的色度信息抵消，而亮度像素數據加倍。同樣，如果前一幀減去當前幀，亮度像素數據抵消，而色度信息加倍。

盡管3D梳狀濾波處理存在很多優勢，但設計人員仍必須解決其性能局限性和一些挑戰。3D梳狀濾波器能讓圖像的亮度和色度完美分離，而傳統的2D梳狀濾波器或陷波濾波器達不到這種效果。