高清液晶显示器上的视频优化方案

　　梳状滤波器自身的信号延迟功能造成了相长干扰和相消干扰。梳状滤波器的频率响应由一系列均匀间隔的尖峰信号组成，呈梳子形状。与陷波滤波器和带通滤波器相比，2D梳状滤波器可提供更高的视频解码器性能(图6)。

　　图6：三行2D梳状滤波器将采用输入-输出一行延迟。

　　2D梳状滤波器的工作原理是：如果图像目标行的上下存在类似几行，色度和亮度就可以更彻底地分离。

　　在NTSC(美国国家电视系统委员会)制式下，色度正弦波信号逐行发生180°变化。任意两个连续行相加，亮度内容加倍，色度内容抵消。相反，如果减去两行，亮度内容抵消，色度内容加倍。例如，对于全画面颜色条，每个活动行在视觉上是一样的。在给定的信号电平上，每行的亮度内容相同。除了相位变化，每行的色度内容也相同。

　　视频解码器(如ADI公司的解码器)采用五行2D梳状滤波器，能够为NTSC制式和PAL(逐行倒相)制式信号源提供更好的性能。根据图像的复杂性，梳状处理器必须确定是否要将当前行与下一行或上一行结合。

　　梳状处理器不能对某些图像进行任意行组合，此时可切入当前行。自适应2D梳状视频解码器能够提供可接受的性能水平。但是，连续行不同时，2D梳状滤波器不能正常工作，并转向陷波滤波器，将该行区域的亮度与色度分离。

　　虽然在未产生图像伪像或带宽限制的情况下(这会转化为低反差图像)，成功实现亮度和色度分离非常重要，但是视频信号的许多其他方面，如不良时基或非标准弱射频信号也会带来很多挑战。

　　小型CRT显示器可接受的伪像或图像缺陷，对于新一代等离子显示器和液晶显示器而言则无法接受。因为随着分辨率提高、尺寸和显示器对比度增大，即使是很小的图像缺陷也会很明显。

　　自适应3D梳状滤波器技术

　　高清(HD)信号源、数字接口以及高分辨率显示器能够带来出色的视觉体验。不过，通过频道切换或输入，用户看到的可能是美丽的高清图像，也可能是传统的复合视频广播(CVBS)。借助高品质自适应3D梳状滤波器技术，标清(SD)复合视频图像的质量获得了显著改善(图7)。

　　图7：内置3D梳状滤波器的解码器的典型架构。

　　3D梳状滤波器类似于2D梳状滤波器，通过某些行的像素组合来分离亮度和色度。两者的主要区别是：2D梳状滤波器组合图像连续行的像素，而3D梳状滤波器把当前行的像素与图像延时状态下同一行中的像素组合(图8)。

　　图8：自适应内置3D梳状滤波器的解码器的结果(a)明显优于内置2D梳状滤波器的解码器(b)。

　　3D梳状视频解码方案能够提供出色的视频画质。这种方法能从根本上消除不良图像伪像，如点蠕动、“挂点”和串色。

　　此外，归功于3D梳状视频解码的亮度和色度分离方式，该方法能保持亮度和色度数据包的全部带宽。

　　全亮度带宽保留了高频内容，提供的图像清晰鲜明，从而使用户能区分微小的细节。全色度带宽则确保颜色更明亮、更清晰。

　　2D梳状视频解码主要处理邻近的活动视频行，对其进行分析，或者既处理又分析，而3D梳状处理则进行帧到帧的视频像素信息比较(图9)。它对当前帧的数据与存储器中的上一帧数据进行比较。

　　图9：NTSC制式的典型帧序列展示了3D梳状滤波技术。

　　如果同时添加两个帧，每个像素的色度信息抵消，而亮度像素数据加倍。同样，如果前一帧减去当前帧，亮度像素数据抵消，而色度信息加倍。

　　尽管3D梳状滤波处理存在很多优势，但设计人员仍必须解决其性能局限性和一些挑战。3D梳状滤波器能让图像的亮度和色度完美分离，而传统的2D梳状滤波器或陷波滤波器达不到这种效果。

　　但是，只有图像中的像素绝对静止时，才可以实现亮度和色度的完美分离。反之，如果图像在移动，两个连续帧的像素数据也在发生变化，便无法使用3D梳状滤波器(图10)。重要的是，视频解码器检查每一个像素，并与之前存储的像素数据作比较，以确定是否发生了移动，进而决定应采用哪种梳状滤波器。

　　图10：对移动图像进行梳状滤波会产生明显的伪像。