專利名稱：用于隔行掃描檢測(cè)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于判定視頻信號(hào)是否具有由隔行掃描模式即視頻模式產(chǎn)生的或具有由非隔行掃描或電影模式產(chǎn)生的信號(hào)特征。
某些高目標(biāo)電視接收機(jī)包括通過例如將隔行掃描的圖像轉(zhuǎn)換成非隔行掃描的圖像來改進(jìn)復(fù)制的圖像的視在清晰度的設(shè)備。此種類類型的設(shè)備通常會(huì)在圖像運(yùn)動(dòng)部分引入人為的失真。如果知道此源信號(hào)是由隔行掃描產(chǎn)生的或是由非隔行掃描視頻產(chǎn)生的，則可將此種失真予以大大減少。此外，視頻信號(hào)壓縮系統(tǒng)，特別用于NTSC視頻信號(hào)是產(chǎn)生于電影并用稱之為3∶2壓減(Pull down)技術(shù)轉(zhuǎn)換此視頻信號(hào)，則還可實(shí)現(xiàn)20％壓縮的額外好處。經(jīng)3∶2壓減的視頻信號(hào)在每個(gè)場(chǎng)序列中的包括一個(gè)復(fù)制場(chǎng)，該復(fù)制場(chǎng)可以刪去以實(shí)現(xiàn)壓縮的額外優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的方法和設(shè)備組成了在專用場(chǎng)中的相鄰處的垂直對(duì)準(zhǔn)的象素間的差的和FD，和組成了在包括所述專用場(chǎng)的一場(chǎng)和一相鄰場(chǎng)的幀中的相鄰行的垂直對(duì)準(zhǔn)的象素的差的和FR。比值FRIFD被產(chǎn)生并將其與一預(yù)定值相比較，如果比值比預(yù)定值大，則認(rèn)為它具有起源于隔行掃描的視頻的特征。下面結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明作一更詳細(xì)的闡述。


圖1是實(shí)施本發(fā)明的隔行/非隔行場(chǎng)特征器的方框圖，圖2是圖1設(shè)備的第一方面的工作流程圖，及圖3是圖1設(shè)備的第二方面的工作流程圖。
現(xiàn)參閱圖1，它示出了由源10提供的用于分析隔行掃描特征的視頻信號(hào)，源10可以是一錄像機(jī)。視頻信號(hào)耦合到場(chǎng)存儲(chǔ)器12的輸入端，一水平行存儲(chǔ)器16的輸入端及減法器17，18和19的各第一輸入端。該視頻信號(hào)被耦合到第二類似的場(chǎng)存儲(chǔ)器16中被延遲一個(gè)行周期，其輸出被送至減法器19的第二輸入端。加到存儲(chǔ)器14的視頻信號(hào)被延遲一個(gè)第二場(chǎng)周期，并送至減法器17的第二輸入端，緩沖存貯幀存儲(chǔ)器25的輸入端及判決和場(chǎng)組合電路26。
各減法器17，18和19在其各輸出端給出加到它們各輸入端的信號(hào)差值。減法器17則提供了在各連續(xù)幀中相應(yīng)像素幅度差值。這些幅差值在各個(gè)幀間隔內(nèi)被積累(20)。已經(jīng)證實(shí)只在各幀周期的有效圖像部份積累幅值是有利的。由電路26對(duì)積累周期進(jìn)行控制并獲取各幀d(i，j+2的積累的幅值和予以存儲(chǔ)。
減法器18提供了在連續(xù)場(chǎng)中心相應(yīng)像素的幅度差值。即，減法器18提供了在由兩連續(xù)場(chǎng)j和j+1組成的一幀中的相鄰行中的像素的差值。在累積器12中在有效圖像間隔期間對(duì)其它的各行對(duì)的差值進(jìn)行積累。最好，對(duì)差值在幀的窄帶FR(K)內(nèi)進(jìn)行積累，每條窄帶約包括16個(gè)行間隔。電路26控制積累周期，并獲取和存儲(chǔ)各窄帶的積累值。
令y(m，n)為當(dāng)前幀中座標(biāo)(x＝m，y＝n)的亮度值，K為窄帶數(shù)(對(duì)NTSC為K＝U，……14對(duì)PAL制K＝0，……17)。對(duì)在亮度平面內(nèi)的每一條窄帶，屬于相應(yīng)場(chǎng)的，即幀中的相鄰行的累加的像素差FR(K)等于isu(n＝16k，16k+15，)isu(m＝16，703，)|y(m，2n)-y(m，2n+1)|減法器19提供了在其它場(chǎng)的相鄰行的垂直對(duì)準(zhǔn)的諸像素的差值。這些其它行對(duì)的差值在各場(chǎng)的窄帶FO(K)的有效圖像間隔內(nèi)被積累(24)。電路26控制積累間隔而且獲取和存儲(chǔ)各自窄帶的積累值，對(duì)在亮度平面內(nèi)的每條窄帶，屬于其它各場(chǎng)即一場(chǎng)中的相鄰行的累加的象素的差FD(K)等于isu(n＝8k，8k+7，)isu(m＝16，703，)(|y(m，4n)-y(m，4n+2)|+|y(m，4n+1)-y(m，4n+3)|)
場(chǎng)與幀窄帶的行編號(hào)采用上幀間隔內(nèi)的原來的行編號(hào)。即是說，在偶數(shù)場(chǎng)中的行編為0，2，4……等，而在奇數(shù)場(chǎng)中的行編為1，3，5，7等。
由減法器18產(chǎn)生的差值也被送到另一累積器23，累積器23在場(chǎng)的整個(gè)有效部分累積諸象素。由電路26獲取并存儲(chǔ)在一幀d(j，j+1)內(nèi)積累的值，用作確定從場(chǎng)序列中刪去哪些相應(yīng)的場(chǎng)。
圖1的判決及場(chǎng)組合電路26執(zhí)行兩個(gè)功能。第一個(gè)功能是確定是否連續(xù)的場(chǎng)包括隔行掃描場(chǎng)，第二個(gè)功能是根據(jù)此確定把組合成為幀，并把幀加到視頻信號(hào)壓縮裝置以便逐幀進(jìn)行壓縮。
圖2的流程圖示出了第一功能的工作過程。兩個(gè)連續(xù)場(chǎng)，j和j+1用于此分析。當(dāng)電路通電后，系統(tǒng)在步50初始化。初始化包括把附標(biāo)設(shè)到零。在初始化后，系統(tǒng)在51步等待下一場(chǎng)出現(xiàn)。當(dāng)新場(chǎng)出現(xiàn)后，將附表K和r被設(shè)定到零(52步)。附標(biāo)K是窄帶附標(biāo)號(hào)，而附標(biāo)r是對(duì)接著要描述的測(cè)量事件的計(jì)數(shù)。一旦附標(biāo)被復(fù)位，在53步在存儲(chǔ)器中訪問窄帶K的被存儲(chǔ)的積累值FR(K)?；叵胍幌?，值FR(K)相應(yīng)于在由鄰場(chǎng)j和j+1組成的一幀內(nèi)的行至行的象素。所存儲(chǔ)的值FDj(K)和FDj+1(K)也由存儲(chǔ)器中取出(53步)。這些值相應(yīng)于在相應(yīng)場(chǎng)j+1內(nèi)的行至行象素差值。
值FDj(K)和FDj+1(K)在54步加在一起組成值FD(K)。值R＝FR(K)/FD(K)在55步被計(jì)算。在56步比值與一個(gè)預(yù)定門限值W(諸如1)相比較。如果比值小于門限值，則跳到59步。如果比值大于門限，則在57步將附標(biāo)r增1。
在58步對(duì)附標(biāo)r進(jìn)行檢查，以確定它是否大于或小于第二預(yù)定門限值M。如果大于M，則場(chǎng)j和j+1組成的幀在61步被認(rèn)為具有隔行特征。即是說，在連續(xù)場(chǎng)中有視在運(yùn)動(dòng)，而在電影源視頻或逐行掃描視頻的場(chǎng)的間隔之間是不可能出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。發(fā)明人業(yè)已判定如果三個(gè)窄帶具有一個(gè)比W(即M＝3)的比值R，則有充足的信息認(rèn)為幀由隔行場(chǎng)構(gòu)成。在把上幀歸類為隔行制后，在51步系統(tǒng)返回到等待下一場(chǎng)。
如果在58步附標(biāo)r不比m大，則窄帶附標(biāo)k在59步增1。在60步進(jìn)行判定是否所有窄帶已經(jīng)處理過。如果是如此，則系統(tǒng)跳回到51步等待下一場(chǎng)。而如果不是，則系統(tǒng)跳回到53步去處理下一窄帶。
在一個(gè)視頻信號(hào)壓縮系統(tǒng)中，要求刪去信息重復(fù)的場(chǎng)，代替發(fā)送壓縮形式刪除的場(chǎng)，要發(fā)送一個(gè)編碼去表示該場(chǎng)已被刪除及表示一個(gè)給定的發(fā)送的壓縮場(chǎng)可以作為替待已刪除的信息被重復(fù)。圖3是一個(gè)表示這個(gè)由判決和場(chǎng)組合電路26執(zhí)行的功能的流程圖。在執(zhí)行此功能的過程中，系統(tǒng)用來自輸入場(chǎng)序列的兩個(gè)幀(4個(gè)場(chǎng)0，1，2，3)的隔行/非隔行判斷來作全部判決。數(shù)號(hào)0，1，2，3是指各相鄰出現(xiàn)的四場(chǎng)，而0場(chǎng)可以是偶場(chǎng)或奇場(chǎng)。
參見圖3，該功能被起動(dòng)(101步)以判斷是否可提供充足的場(chǎng)信息，且然后訪問場(chǎng)(1，2)和(0，1)的隔行/非隔行分類。在103步，執(zhí)行一個(gè)測(cè)試以確定場(chǎng)1和2是否隔行，如果是，則系統(tǒng)跳到109步執(zhí)行一測(cè)試來確定場(chǎng)(0，1)是否是隔行。如果它們不具備非隔行特征，則在111步把場(chǎng)0和1歸為一幀，并表明為是非隔行的，產(chǎn)生一個(gè)編碼去表明它們應(yīng)以場(chǎng)次序0，1來顯示。相反，如果它們具有隔行特征，則在117步把場(chǎng)0和1歸類為1幀，并表明是隔行的和產(chǎn)生一個(gè)編碼表明它們應(yīng)以場(chǎng)0，1次序予以顯示。
此外，在步103，如果場(chǎng)(1，2)被表明是非隔行的，則執(zhí)行一個(gè)測(cè)試以確定場(chǎng)2是否實(shí)質(zhì)上與一場(chǎng)一樣，而場(chǎng)1則不同于場(chǎng)3。為此，要對(duì)場(chǎng)0與2間的積累的象素差d(0，2)和在場(chǎng)1與3之間的象素差d(1，3)進(jìn)行比較，而這些差則是由累積器提供的。如果差d(1，2)明顯比差d(2，3)小，則在115步假設(shè)有一個(gè)隔離的場(chǎng)(場(chǎng)0)，該場(chǎng)被從場(chǎng)序列中刪去。場(chǎng)1和2被歸為一幀，并產(chǎn)生一個(gè)編碼去表示當(dāng)恢復(fù)和去壓縮時(shí)，場(chǎng)1和2應(yīng)以三場(chǎng)2，1，2的次序顯示。此后，系統(tǒng)返回103步，并等待下一場(chǎng)。
如果差值d(1，2)不是明顯小于差值d(2，3)，則在109步對(duì)場(chǎng)0，1是否隔行進(jìn)行測(cè)試。如果場(chǎng)0，1是隔行，則將其歸為一幀，并產(chǎn)生一代碼指示它們應(yīng)以順序0，1的次序進(jìn)行顯示。此外，在111步，場(chǎng)被編組為0.1，并產(chǎn)生一代碼指明它們不是隔行的組應(yīng)以0，1次序予以顯示。系統(tǒng)然后返回103步。
在105步，把差值定約為1.5或1.5以上是滿意的，而在107步，把差值定為3.0或3以上是合適的。
現(xiàn)參再參見圖1，當(dāng)各分組判決定完成之后，可從幀存儲(chǔ)器中將場(chǎng)0，1，2和3中至少前兩場(chǎng)提供給“判決和場(chǎng)組合器”。場(chǎng)2可由場(chǎng)存貯器12提供。根據(jù)分組判決，將合適和場(chǎng)組成幀并提供給MPEG壓縮器/編碼器27。最后，由相應(yīng)的代碼指示刪減的場(chǎng)而場(chǎng)的顯示序列被送至MPEG壓縮/編碼27包含編碼的視頻信號(hào)中作存儲(chǔ)或發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種用于判斷哪對(duì)視頻場(chǎng)具有隔行掃描特征的裝置，其特征在于裝置(19，24)，用于產(chǎn)生在各連續(xù)場(chǎng)對(duì)的連續(xù)行中的累積差FD；裝置(18，22)，用于產(chǎn)生隔行掃描的所述場(chǎng)對(duì)的連續(xù)行中的象素的累積差FR；裝置(26)，用于對(duì)所述差FD和FR進(jìn)行比較，并且如果比值FR/FD比一預(yù)定門限值大則把該場(chǎng)對(duì)歸類為隔行掃描的。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于用于在相應(yīng)場(chǎng)的窄帶上累加差FD和FR，并產(chǎn)生相應(yīng)窄帶的各比值FR/FD，并且如果預(yù)定數(shù)目的窄帶比值大于所述預(yù)定門限值，則把所述場(chǎng)對(duì)歸類為隔行掃描的，其中所述預(yù)定數(shù)目的窄帶幅面小于一整場(chǎng)/幀幅。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于各窄帶包括16水平行。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述預(yù)定數(shù)窄帶是3條
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述產(chǎn)生FD和FR的裝置產(chǎn)生這種相互排它的行對(duì)差。
6.一種用于確定哪個(gè)連續(xù)視頻場(chǎng)對(duì)具有隔行掃描的特征的方法，其特征在于產(chǎn)生在連續(xù)場(chǎng)對(duì)的各場(chǎng)的連續(xù)行的象素的累積差FD；產(chǎn)生隔行掃描的所述場(chǎng)對(duì)的連續(xù)行的象素的累積差FR；比較FD和FR，并且如果累積差FR/FD的比值小于預(yù)定門限把所述場(chǎng)對(duì)歸為隔行掃描的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于在各場(chǎng)的窄帶上累加所述差FD和FR；產(chǎn)生各窄帶的比值FR/FD；并且如果預(yù)定數(shù)目的窄帶的比值FR/FD比預(yù)定門限值大，則把所述場(chǎng)對(duì)歸為隔行掃描的，其中所述預(yù)定數(shù)的窄帶占幅比一整場(chǎng)/幀要小。
全文摘要
用于確定哪對(duì)連續(xù)視頻場(chǎng)有隔行掃描特征的設(shè)備和方法包括產(chǎn)生連續(xù)的一對(duì)場(chǎng)的各場(chǎng)連續(xù)行的像素累積差FD和產(chǎn)生隔行掃描的所述場(chǎng)對(duì)的連續(xù)行中的像素的累積差FR。對(duì)FD和FR進(jìn)行比較，并且如果比值FR/FD比預(yù)定門限值大則把所述場(chǎng)對(duì)歸類為隔行掃描的。
文檔編號(hào)H04N7/00GK1123502SQ9511480
公開日1996年5月29日 申請(qǐng)日期1995年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月14日
發(fā)明者A·馬丁 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司