專利名稱：電影模式的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字視頻處理的電影模式檢測領(lǐng)域，更具體地說，涉及檢測輸入的圖像信號是否為3∶2下拉電影模式信號的方法。
背景技術(shù)：
電視臺發(fā)送的視頻信號源包含兩種基本的模式電視模式與電影模式。電視模式也可稱為攝像模式，是采用攝像機(jī)拍攝的影像來制作碟片，采用隔行掃描方式制作；電影模式是用電影膠片制作的碟片，采用逐行掃描方式制作，幀率為24幀/秒。目前大多數(shù)電視臺發(fā)送的是隔行掃描的視頻信號，兩種主要的隔行掃描視頻標(biāo)準(zhǔn)包括PAL制標(biāo)準(zhǔn)，每秒顯示50個隔行視頻場，幀率為25幀/秒；NTSC制標(biāo)準(zhǔn)，每秒顯示60個隔行視頻場，幀率為30幀/秒。一般地，電視臺將電影模式的節(jié)目源以NTSC制式發(fā)送時，已預(yù)先將節(jié)目源通過3∶2下拉過程轉(zhuǎn)換成了60場/秒的隔行視頻信號。
3∶2下拉過程如圖1所示。第一個電影幀分割成第一個電視幀的奇場和偶場、以及第二個電視幀的奇場，第二個電影幀分割成第二個電視幀的偶場以及第三個電視幀的奇場，第三個電影幀分割成第三個電視幀的偶場以及第四個電視幀的奇場和偶場，第四個電影幀分割成第五個電視幀的奇場和偶場。經(jīng)過這樣的重復(fù)變換，最終可將24幀/秒的電影幀轉(zhuǎn)換成NTSC制式的60場/秒的隔行視頻場。
由于隔行視頻信號分辨率較低，因此許多逐行電視接收系統(tǒng)中都運(yùn)用去隔行技術(shù)將接收到的隔行視頻信號轉(zhuǎn)換成逐行信號送入終端顯示，以增強(qiáng)再生圖像的分辨率。一般的去隔行技術(shù)分為場內(nèi)去隔行及場間去隔行兩大類，對靜止圖像宜采用場內(nèi)去隔行如行復(fù)制等技術(shù)，對運(yùn)動圖像宜采用場間去隔行如場復(fù)制、雙線性插值、運(yùn)動補(bǔ)償去隔行等。在對運(yùn)動圖像的去隔行轉(zhuǎn)換中，由于存在插值、補(bǔ)償?shù)冗^程，不可避免地會損失一些分辨率，容易產(chǎn)生鋸齒現(xiàn)象。
若對3∶2下拉電影模式采用上述的去隔行方法時，靜止圖像也能取得較好的效果，不過對于運(yùn)動圖像來說，由于電影模式信號源幀率較低，運(yùn)動物體在信號源相鄰兩幀的位置可能發(fā)生較大變化(如圖1中的A、B幀或B、C幀發(fā)生場景變化)，那么場A3、B1的場景會變化較大，場B2、C1的場景也會有較大變化。這時，采用上述的去隔行方法如場復(fù)制等進(jìn)行隔行——逐行轉(zhuǎn)換時，由場A3、B1以及場B2、C1組成的視頻幀會出現(xiàn)圖像重影、混合等現(xiàn)象。
但若能將3∶2下拉電影模式信號直接恢復(fù)成逐行的電影模式源信號，則只通過簡單的幀復(fù)制就可達(dá)到去隔行的目的，從而避免了一般復(fù)雜的去隔行過程，減少去隔行處理過程中產(chǎn)生的分辨率損失及鋸齒等現(xiàn)象，可以無失真的還原圖像的清晰度。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述隔行視頻信號轉(zhuǎn)換成逐行視頻信號時存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種電影模式的檢測方法。為了檢測電影模式，本發(fā)明先說明電影模式的視頻信號源的規(guī)律。
對于電影模式的視頻信號源，圖像場具有3∶2下拉格式的特征，如圖1所示，接收到的隔行電視幀中，第一幀的奇場和偶場以及第二幀的奇場都是源自第一個電影幀，第二幀的偶場以及第三幀的奇場都是源自第二個電影幀。以第二幀的偶場B1為當(dāng)前場，比較B1與前一場A3、以及后一場B2可發(fā)現(xiàn)，B1與后一場B2的匹配性更好。若用一個數(shù)(如“1”)表示當(dāng)前場與前一場匹配性更好，用另一個數(shù)(如“0”)表示當(dāng)前場與后一場匹配性更好，則分析圖1所示的電視幀可發(fā)現(xiàn)，以每一幀的偶場為比較基準(zhǔn)幀，3∶2下拉電影模式具有如下的匹配規(guī)律10011 10011 10011 10011……分別以場A2、B1、C1、C3、D2為起始幀，則3∶2下拉電影模式有五種可能的匹配規(guī)律10011，00111，01110，11100，11001，定義這五種匹配規(guī)律為基本匹配序列?？梢?，若輸入的視頻信號源是電影模式，則每連續(xù)五幀圖像必滿足以上五種匹配規(guī)律中的一種，且以后每連續(xù)五幀都具有與前5幀相同的匹配規(guī)律。
基于上述思想，本發(fā)明公開了一種電影模式的檢測方法，該方法包括如下的步驟步驟1檢測每幀輸入圖像的匹配結(jié)果；步驟2定義基本匹配序列，其基本匹配序列有五種基本可能的組合10011、00111、01110、11100、11001；其中“1”代表當(dāng)前場與前一場更匹配，“0”代表當(dāng)前場與后一場更匹配；步驟3連續(xù)存儲五幀圖像的匹配結(jié)果，形成一個匹配序列，將每連續(xù)五幀的匹配序列與步驟2中所定義的基本匹配序列作比較；上述步驟1所述的檢測每幀輸入圖像的匹配結(jié)果，還包括如下的具體步驟步驟1.1以輸入圖像當(dāng)前幀的偶場為當(dāng)前場，分別計算當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與前一場(即當(dāng)前幀的奇場)相關(guān)點(diǎn)的絕對差值以及當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與后一場(即下一幀的奇場)相關(guān)點(diǎn)的絕對差值；步驟1.2將每個絕對差值與一個噪聲門限值比較，當(dāng)絕對差值大于噪聲門限值時進(jìn)行累加，否則不累加，計算當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和以及當(dāng)前場與后一場絕對差值之和；步驟1.3比較當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和以及當(dāng)前場與后一場的絕對差值之和，確定當(dāng)前幀的匹配結(jié)果。
上述步驟1.1中計算場絕對差值的具體方法還包括以輸入圖像當(dāng)前幀的偶場為當(dāng)前場，分別選取與當(dāng)前場中當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)上下相鄰的兩個像素點(diǎn)，其亮度值分別用“P2”、“P3”表示，和前一場中與當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)處于同一水平位置的像素點(diǎn)，其亮度值用“P1”表示，以及后一場中與當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)處于同一水平位置的像素點(diǎn)，其亮度值用“P4”表示；那么當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與前一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值(用diff_c表示)計算公式如下diff_c＝|P1-(P2+P3)/2|；當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與后一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值(用diff_n表示)計算公式如下diff_n＝|P4-(P2+P3)/2|。
上述子步驟1.3中所述的確定當(dāng)前幀匹配結(jié)果的具體方法還包括若當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和小于等于當(dāng)前場與后一場絕對差值之和，則表示當(dāng)前場與前一場更匹配，將當(dāng)前幀的匹配結(jié)果用“1”來表示；若當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和大于當(dāng)前場與后一場絕對差值之和，則表示當(dāng)前場與后一場更匹配，將當(dāng)前幀的匹配結(jié)果用“0”表示。
上述步驟3還包括如下具體步驟步驟3.1連續(xù)存儲五幀輸入圖像的匹配結(jié)果，組成一個5bit序列；以連續(xù)五幀為周期，形成一個連續(xù)的匹配序列；
步驟3.2將這個連續(xù)五幀的匹配序列與基本匹配序列相比較，若這個匹配序列與基本匹配序列的任何一種匹配規(guī)律都不相符，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列，跳出電影模式，進(jìn)入電視模式；步驟3.3若這個連續(xù)五幀圖像的匹配結(jié)果屬于基本匹配序列五種匹配規(guī)律中的一種，則進(jìn)入電影模式，同時記錄該匹配規(guī)律，并作為下一個連續(xù)五幀的預(yù)測序列；接著再將下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列作比較，若該匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列不同，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列，跳出電影模式，進(jìn)入電視模式；若下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列相同，則繼續(xù)保持電影模式，再進(jìn)入下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果比較過程，依次循環(huán)上述步驟，對輸入圖像重復(fù)以上的檢測、預(yù)測、比較過程，完成電影模式檢測。
本發(fā)明的顯著有益效果在于在去隔行之前運(yùn)用本發(fā)明所述方法檢測輸入的視頻信號源是在電視模式還是在電影模式，對檢測出的電影模式信號，只需通過簡單的幀復(fù)制就可達(dá)到去隔行的目的，從而省去了一般復(fù)雜的去隔行過程，減少去隔行處理過程中產(chǎn)生的分辨率損失及鋸齒等現(xiàn)象，還可以無失真的還原圖像的清晰度。


圖1是現(xiàn)有電影幀轉(zhuǎn)換成NTSC制式電視幀的3∶2下拉過程示意圖；圖2是先經(jīng)電影模式檢測再到去隔行處理的過程示意圖；圖3是本發(fā)明所述方法用到的相鄰場像素的示意圖；圖4是本發(fā)明所述方法的電影模式檢測流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述方法進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好的理解本發(fā)明。
圖2表示輸入圖像先經(jīng)電影模式檢測再到去隔行處理的過程示意圖。輸入圖像以連續(xù)五幀為周期，檢測每一幀的匹配結(jié)果，連續(xù)五幀的匹配結(jié)果組成一個匹配序列。當(dāng)一個連續(xù)五幀匹配結(jié)果被檢測出是電影模式，那么就進(jìn)入電影模式，如圖2中的通道201所示，否則，輸入的這個連續(xù)五幀圖像將進(jìn)入通道202，即進(jìn)入電視模式所進(jìn)行的一般去隔行處理過程。若下一個連續(xù)五幀也被檢測出是電影模式，那么這一個連續(xù)五幀輸入圖像也進(jìn)入電影模式，進(jìn)入通道201；同時還需將這下一個連續(xù)五幀的匹配序列與由上一個連續(xù)五幀預(yù)測的匹配序列相比較，若兩者相同才被認(rèn)為是電影模式，進(jìn)入下一步的對電影模式做的特殊去隔行處理(通常用合并幀的方式)。若兩者不同，則認(rèn)為這下一個連續(xù)五幀不是電影模式序列，跳出電影模式，進(jìn)入一般的電視模式去隔行處理。
附圖3描述了本發(fā)明中用到的相鄰三場4個像素的空間位置。分別選取與當(dāng)前場中當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)上下相鄰的兩個像素點(diǎn)，其亮度值分別用P2、P3表示，選取前一場中與當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)處于同一水平位置的像素點(diǎn)，其亮度值用P1表示，以及后一場中與當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)處于同一水平位置的像素點(diǎn)，其亮度值用P4表示；那么當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與前一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值(用difF_c表示)用以下公式計算diff_c＝|P1-(P2+P3)/2|，當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與后一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值(用diff_n表示)計算公式如下diff_n＝|P4-(P2+P3)/2|。
附圖4詳細(xì)描述了本發(fā)明所述方法的流程示意圖。輸入圖像進(jìn)入電影模式檢測模塊后，以連續(xù)五幀為周期，每次以當(dāng)前幀的偶場為當(dāng)前場，檢測當(dāng)前場與前一場(即當(dāng)前幀的奇場)以及當(dāng)前場與后一場(即下一幀的奇場)之間的匹配關(guān)系。
設(shè)當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和為Sum_diff_c，當(dāng)前場與后一場的絕對差值之和為Sum_diff_n，每檢測一場都先對Sum_diff_c、Sum_diff_n初始化，清零，如圖4中401所示。計算當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與前一場相關(guān)點(diǎn)、當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與后一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值，具體方法如上述對附圖3的描述。為了避免噪聲干擾，將每個絕對差值與一個噪聲門限值比較，當(dāng)絕對差值大于噪聲門限值時進(jìn)行累加，否則不累加，如下面的偽代碼所述if(diff_c＞T1)Sum_diff_c+＝diff_c；else Sum_diff_c+＝0；endif(diff_n＞T1)Sum_diff_n+＝diff_n；else Sum_diff_n+＝0；end這個過程如圖4中的403、404所示。
比較當(dāng)前場與前一場以及當(dāng)前場與后一場的絕對差值之和，若Sum_diff_c≤Sum_diff_n，則說明當(dāng)前場與前一場匹配得更好，將當(dāng)前幀的匹配標(biāo)志(用“match”表示)置為“1”；否則，說明當(dāng)前場與后一場匹配地更好，則將當(dāng)前幀的匹配標(biāo)志置為“0”，如圖4中的405、406所示。本發(fā)明實(shí)例中以“0”和“1”來做匹配標(biāo)記，當(dāng)然開發(fā)人員也可以選用任何其他數(shù)字。連續(xù)存儲五幀輸入圖像的匹配結(jié)果，組成一個5bit序列；以連續(xù)五幀為周期，形成一個連續(xù)的匹配序列。
將每個連續(xù)五幀輸入圖像的匹配序列與基本匹配序列相比較，如圖4中的407所示。預(yù)先設(shè)定電影模式所具備的五種可能匹配規(guī)律，將其作為基本匹配序列，這五種匹配規(guī)律是10011，00111，01110，11100，11001。若一個連續(xù)五幀的匹配序列與基本匹配序列的任一種匹配規(guī)律都不相符，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列；若一個連續(xù)五幀圖像的匹配序列屬于基本匹配序列中的一種，則將這種基本匹配序列作為下一個連續(xù)五幀的預(yù)測序列，進(jìn)入下一步判斷；將下一個連續(xù)五幀圖像的匹配規(guī)律與基本匹配序列比較，若下一個連續(xù)五幀的匹配序列屬于基本匹配序列中的一種，則進(jìn)入電影模式，再將這個連續(xù)五幀的匹配序列與由上一個連續(xù)五幀預(yù)測的基本匹配序列比較，如圖4中的408所示，若與預(yù)測序列不同，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列，跳出電影模式；若下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列相同，則繼續(xù)保持電影模式，那么進(jìn)入再下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果比較，依次比較循環(huán)，對輸入圖像重復(fù)以上的檢測、預(yù)測、比較過程，完成電影模式檢測。
在本發(fā)明被詳細(xì)描述時，應(yīng)該理解，如所附權(quán)利要求中的定義以及符號標(biāo)志，在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍情況下，可以進(jìn)行不同的變化、代替或修改。如只選取當(dāng)前場的一部分區(qū)域(比如中間區(qū)域)作為對象來檢測當(dāng)前幀的匹配情況等，也屬于本發(fā)明所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.電影模式的檢測方法，其特征在于，該方法包括步驟1檢測每幀輸入圖像的匹配結(jié)果；步驟2定義基本匹配序列，其基本匹配序列有五種基本可能的組合10011、00111、01110、11100、11001；其中“1”代表當(dāng)前場與前一場更匹配，“0”代表當(dāng)前場與后一場更匹配；步驟3連續(xù)存儲五幀圖像的匹配結(jié)果，形成一個匹配序列，將每連續(xù)五幀的匹配序列與步驟2中所定義的基本匹配序列作比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電影模式的檢測方法，其特征在于所述步驟1還包括如下具體步驟步驟1.1以輸入圖像當(dāng)前幀的偶場為當(dāng)前場，分別計算當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與前一場(即當(dāng)前幀的奇場)相關(guān)點(diǎn)的絕對差值以及當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與后一場(即下一幀的奇場)相關(guān)點(diǎn)的絕對差值；步驟1.2將每個絕對差值與一個噪聲門限值比較，當(dāng)絕對差值大于噪聲門限值時進(jìn)行累加，否則不累加，計算當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和以及當(dāng)前場與后一場絕對差值之和；步驟1.3比較當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和以及當(dāng)前場與后一場的絕對差值之和，確定當(dāng)前幀的匹配結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電影模式的檢測方法，其特征在于所述子步驟1.1中計算場絕對差值的具體方法還包括以輸入圖像當(dāng)前幀的偶場為當(dāng)前場，分別選取與當(dāng)前場中當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)上下相鄰的兩個像素點(diǎn)，其亮度值分別用“P2”、“P3”表示，和前一場中與當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)處于同一水平位置的像素點(diǎn)，其亮度值用“P1”表示，以及后一場中與當(dāng)前預(yù)測點(diǎn)處于同一水平位置的像素點(diǎn)，其亮度值用“P4”表示；那么當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與前一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值(用diff_c表示)通過如下公式計算diff_c＝|P1-(P2+P3)/2|，當(dāng)前場預(yù)測點(diǎn)與后一場相關(guān)點(diǎn)的絕對差值(用diff_n表示)計算公式如下diff_n＝|P4-(P2+P3)/2|。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電影模式的檢測方法，其特征在于，所述子步驟1.3中確定當(dāng)前幀匹配結(jié)果的具體方法還包括若當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和小于等于當(dāng)前場與后一場絕對差值之和，則表示當(dāng)前場與前一場更匹配，將當(dāng)前幀的匹配結(jié)果用“1”來表示；若當(dāng)前場與前一場的絕對差值之和大于當(dāng)前場與后一場絕對差值之和，則表示當(dāng)前場與后一場更匹配，將當(dāng)前幀的匹配結(jié)果用“0”表示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟3還包括如下具體步驟步驟3.1連續(xù)存儲五幀輸入圖像的匹配結(jié)果，組成一個5bit序列；以連續(xù)五幀為周期，形成一個連續(xù)的匹配序列；步驟3.2將這個連續(xù)五幀的匹配序列與基本匹配序列作比較，若這個匹配序列與基本匹配序列的任何一種匹配規(guī)律都不相符，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列，跳出電影模式，進(jìn)入電視模式；步驟3.3若這個連續(xù)五幀圖像的匹配結(jié)果屬于基本匹配序列五種匹配規(guī)律中的一種，則進(jìn)入電影模式，同時記錄該匹配規(guī)律，并作為下一個連續(xù)五幀的預(yù)測序列；接著再將下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列作比較，若該匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列不同，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列，跳出電影模式，進(jìn)入電視模式；若下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果與這個預(yù)測序列相同，則繼續(xù)保持電影模式，再接著進(jìn)入下一個連續(xù)五幀的匹配結(jié)果比較過程，依次循環(huán)上述步驟，對輸入圖像重復(fù)以上的檢測、預(yù)測、比較過程，完成電影模式檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電影模式的檢測方法，該方法包括如下的步驟(1)檢測每幀輸入圖像的匹配結(jié)果；(2)定義基本匹配序列；(3)連續(xù)存儲五幀圖像的匹配結(jié)果，形成一個匹配序列，將該匹配序列與步驟2中所定義的基本匹配序列作比較；若這個匹配序列與基本匹配序列的任何一種匹配規(guī)律相同，則進(jìn)入電影模式；若都不相同，則認(rèn)為所接收到的圖像序列不是電影模式序列，跳出電影模式，進(jìn)入電視模式；運(yùn)用本發(fā)明所述方法檢測輸入的視頻信號源是在電視模式還是在電影模式，可以省去復(fù)雜的一般去隔行過程，減少去隔行處理過程中產(chǎn)生的分辨率損失及鋸齒等現(xiàn)象，還可以無失真的還原圖像的清晰度。
文檔編號H04N7/015GK101076104SQ200610060810
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者劉芳, 李琛, 田錦程, 常軍鋒, 劉俊秀, 張亞國, 阿拉德爾圖, 石嶺 申請人:深圳艾科創(chuàng)新微電子有限公司