CN100342731C - 将隔行视频转换为逐行视频的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种将隔行视频转换为逐行视频的方法(500)，包括：接收代表至少一个图像的视频信号(505)；确定所述至少一个图像是否是包括逐行图像的第一场(515)、逐行图像的并非第一场的一场、和非逐行图像的一场(510)的第一组中的一个；和响应于所述逐行图像的确定，选择性地调制垂直同步信号的脉冲宽度(520，530，545)以形成多个脉冲，所述多个脉冲中的每一个具有用以识别先前发送的场和紧随所述垂直同步信号的场是否来自包括同一逐行图像、不同逐行图像、和至少一个非逐行图像的第二组中的一个的唯一宽度(615，640)。

Description

将隔行视频转换为逐行视频的方法和系统
技术领域
本发明涉及运动图像专家组(MEPG)图像的解码领域，更具体的，涉及一种用于将在MPEG视频序列解码中使用的信息从解码器硬件传送到外部设备，以便用来将隔行视频转换为逐行视频的方法和系统。
背景技术
当解隔行器(deinterlacer)对运动图像专家组(MPEG)解码的信号进行操作时，其可以达到理想的逐行图像解隔行。但是，这是以知道哪一场开始一个图像为条件的。为了适当地将隔行视频转换成逐行视频，必须将这一信息从MPEG解码器提供至解隔行单元。
在过去，解隔行器不使用这一信息或者在与MPEG解码器相同的集成电路中。结果，这一信息不必被提供至解隔行器。由于产品现在包括与MPEG解码器分离地配置的解隔行器，解隔行器必须独立于MPEG解码器地确定这一信息，或者MPEG解码器必须将该信息提供至解隔行器。
当前，解隔行器独立地确定哪一场开始一个图像存在问题。举例来说，一些解隔行器使用的一个技术是分析视频信号像素以确定哪一个场开始一个图像。但是，这一分析是复杂的并且易于出现错误。
已经提出了用于将场信息从MPEG解码器提供至解隔行器的多项技术，但是这些技术也有缺点。例如，一个提出的解决方案涉及改变正好在逐行图像的第一场之前的垂直同步脉冲的脉冲宽度。对于不是逐行图像的第一场的场，将垂直同步脉冲的脉冲宽度恢复至正常宽度。
但是，这一解决方案也有不足。具体地说，当处理逐行和非逐行图像的混合时，特别是在可以每图像超过两场发送逐行图像的情形中，会出现模糊。例如，3-2下拉格式中基于电影的素材可以点缀有非逐行序列。这里，由于逐行图像的第三或更多场和非逐行图像的场之间没有区别的事实，而产生模糊。解隔行器需要这一信息以便确定是应当使用场合并还是运动自适应处理来解隔行所述图像。如果选择了错误的解隔行模式，则结果是合成图像中显著的运动人工产物或者低质量的解隔行的帧。
因此，存在对于克服上述损害的解隔行器和方法的需要。
发明内容
此处公开的发明提供了一种用于传送信息以用来将隔行视频转换成逐行视频的方法、装置和系统。特别地，当在运动图像专家组(MPEG)解码器中解码逐行图像时，可以选择性地对垂直同步信号进行脉冲宽度调制，以指示可以合并的图像的连续场和不能合并的图像的连续场。
本发明的一个方面可以包括一种将隔行视频转换为逐行视频的方法。该方法可以包括：接收代表至少一个图像的视频信号(505)；确定所述至少一个图像是否是包括逐行图像的第一场(515)、逐行图像的并非第一场的一场、和非逐行图像的一场(510)的第一组中的一个；和响应于所述逐行图像的确定，选择性地调制垂直同步信号的脉冲宽度(520，530，545)以形成多个脉冲，所述多个脉冲中的每一个具有用以识别先前发送的场和紧随所述垂直同步信号的场是否来自包括同一逐行图像、不同逐行图像、和至少一个非逐行图像的第二组中的一个的唯一宽度(615，640)。
本发明的另一个方面可以包括一种用于将隔行视频转换为逐行视频的系统。该系统可以包括：解码器(210)，用于解码运动图像专家组MPEG视频数据流(201)，以形成隔行视频信号(Vi)，所述MPEG视频数据流指定逐行和非逐行图像，其中所述解码器(210)还包括：脉冲宽度调制装置，用于选择性对至少一个垂直同步信号(V Sync)进行脉冲宽度调制以形成多个脉冲，其中每个脉冲的特征在于用于表示连续场对是否包含同一逐行图像或不同逐行图像的唯一宽度；和识别装置，用于识别特征为所述同一逐行图像或所述不同逐行图像的所述连续场对；和耦合至所述解码器(210)的解隔行器(220)，用于根据所述选择性地脉冲宽度调制的垂直同步信号(V Sync)将所述隔行视频信号(Vi)转换成逐行视频信号(Vp)。
本发明的另一个方面可以包括一种配置用来将MPEG视频数据流转换成隔行视频信号的解码器。MPEG视频数据流可以指定逐行和非逐行图像。解码器可以还包括：脉冲宽度调制装置，用于选择性地调制形成垂直同步信号(V SYNC)的至少一个脉冲的宽度以形成多个脉冲，其中每个脉冲的特征在于用于表示连续场对是否包含同一逐行图像或不同逐行图像的唯一宽度；和识别装置，用于识别特征为所述同一逐行图像或所述不同逐行图像的所述连续场对。
因此，本发明使得解隔行器免于必须独立地确定哪个场开始一个图像。另外，本发明可以在逐行图像的第三或更多场与非逐行图像的一个场之间进行区分，从而消除导致视觉人工产物和不符合标准的解隔行帧的模糊。
附图说明
在附图中示出了当前优选的实施例，但是应当明白，本发明不限于所示出的精确的配置和手段。
图1是图解说明用于执行隔行到逐行扫描的转换的示例性系统的方框图。
图2是图解说明用于执行隔行到逐行扫描的转换的另一个示例性系统的方框图。
图3是图解说明普通垂直同步信号和根据本发明调制的垂直同步信号之间的差异的示意图。
图4是图解说明普通垂直同步信号和根据本发明另一方面的调制的垂直同步信号之间的差异的示意图。
图5是图解说明用于传送信息以用来将隔行视频转换成逐行视频的示例性方法的流程图。
图6是图解说明用于传送信息以用来将隔行视频转换成逐行视频的另一个示例性方法的流程图。
具体实施方式
此处公开的发明提供了一种用于传送信息以用来将隔行视频转换成逐行视频的方法和系统。更具体地，本发明提供了在运动图像专家组(MPEG)视频序列的解码中获得的信息从解码器硬件向外部设备的传送，以用来将隔行视频转换成逐行视频。该方法可以在例如具有硅液晶(LCOS)成像器的高清晰度电视(HDTV)接收机上实现。
图1是图解说明根据此处公开的发明的布置、用于执行隔行到逐行扫描转换的示例性扫描转换系统100的方框图。如图1所示，扫描转换系统100可以包括操作性连接至视频处理器140的解码器110。例如，解码器110可以是MPEG2视频解码器模块，视频处理器140可以是隔行到逐行视频处理器。
可以将视频数据流提供至扫描转换系统100。解码器110可以处理接收到的数据流，以输出模拟视频分量信号130和同步信号120。同步信号120可以包括水平和垂直同步信号。具体地，垂直同步信号可以是具有脉冲持续时间T的脉冲信号。该垂直同步信号可以被解码器110修改，以指示哪些场来自同一逐行图像并且可以被合并，以及哪些场不是来自同一逐行图像或者根本不是逐行的并因此不应该被合并。例如，解码器110可以修改垂直同步信号，以指示逐行图像的第一场、逐行图像的不是第一场的场、以及非逐行图像的场。作为结果的信号120和130可以被提供至视频处理器140，以从隔行视频信号转换成逐行视频信号。在视频信号的转换之后，可以将作为结果的逐行视频信号提供至成像器或显示器150。值得注意的是，成像器可以是用于HDTV接收机的LCOS成像器，但是，本发明并不限于这样的显示技术并且同样可应用于能够显示逐行扫描的图像的图像显示方法。
图2是图解说明用于执行隔行到逐行扫描转换的另一个示例性扫描转换系统200的方框图。如图2所示，扫描转换系统200可以包括MPEG2视频解码器模块(MPEG解码器)210、隔行到逐行视频处理系统(解隔行器)220、和处理器205。MPEG解码器210可以将MPEG2数据流201转换成视频信号。解隔行器220可以接收具有混合的逐行和非逐行序列的隔行的视频信号，并将该信号转换成逐行视频信号(Vp)。处理器205可以协调MPEG解码器210和解隔行器220的动作。上述部件中的每一个可以通过合适的数据连接，例如数据通信总线或其他连接电路，通信地进行链接。
如图2所示，MPEG2数据流(201)可以由解码器210接收。MPEG解码器210可以处理接收到的数据流以产生输出。MPEG解码器210的输出包括作为隔行信号发送的模拟分量视频信号(Vi)加上两个其他信号，具体来说是水平同步(H sync)和垂直同步(V sync)信号。三个分量视频信号可以被转换成数字信号并与两个同步信号一起发送到解隔行器220。
MPEG解码器210可以分析由数据流指定的图像的图像首标位，以确定该图像是逐行的还是非逐行的。如果确定图像是逐行图像，则可以进一步分析首标位以确定该逐行图像的第一场。MPEG解码器210可以选择性地对垂直同步信号(Vsync)进行脉冲宽度调制，以指示若干不同情形中的一个。MPEG解码器210在处理器205的控制下进行操作。如果需要，MPEG解码器210还能够在每个同步脉冲上改变垂直同步脉冲宽度。
在一个实施例中，如图3所示，可以选择性地对垂直同步信号进行脉冲宽度调制，以指示三种可能的情形中的一种。具体地，垂直同步脉冲的持续时间T可以被增大或减小，以指示随后的场是逐行图像的第一场、逐行图像的不是第一场的场、或非逐行图像的场。例如，唯一脉冲宽度T1、T2和T3可以与上述的每一种情形相关联。因此，正好在一场之前的具有宽度T(n)的脉冲向解隔行器220指示三种场类型中的哪一个即将到来。
在本发明的另一个方面中，如图4中所示，可以选择性地对垂直同步信号进行脉冲宽度调制，以指示两种情形中的一种。第一种情形是紧接在垂直同步脉冲前面的场和紧随在其后面的场来自同一逐行图像，因此可以合并。第二种情形是紧接在垂直同步脉冲前面的脉冲和紧随在其后面的脉冲不是来自同一逐行图像或根本不是逐行的，因此不应该合并。
本领域的技术人员将会认识到可以取决于本发明的特定实施例来增大或减小脉冲宽度，只要唯一脉冲宽度与此处描述的每一种情形相关联。但是，应当理解，垂直同步脉冲的前沿必须保持是无损的，以保持垂直同步的定时。
图3图解说明了描述为正脉冲的普通垂直同步信号与根据本发明结构调制后的垂直同步信号之间的差异。如图3所示，调制后的垂直同步信号可以包括三个不同宽度T1，T2和T3的脉冲。因此，具有宽度T1的脉冲305可以指示紧随在后面的场是非逐行图像的场。具有宽度T2的脉冲310可以指示紧随在后面的场是逐行图像的第一场。具有宽度T3的脉冲315可以指示紧随在后面的场是逐行图像的不是第一场的场。
图4也图解说明了用正脉冲显示的普通垂直同步信号与根据此处公开的本发明结构另一方面调制后的垂直同步信号之间的差异。如图4所示，调制后的垂直同步信号包括两个具有宽度T1和T2的脉冲。每一个都具有宽度T1的脉冲405和415可以指示紧接在这些脉冲前面的场和紧随在后面的场不应被合并。例如，场不是来自同一图像或不是逐行的。每一个都具有宽度T2的脉冲410和4120可以指示紧接在这些脉冲前面的场和紧随在后面的场可以合并。例如当场来自同一图像时情况就是这样。
因此，如图4所示，脉冲410指示场A和B可以合并。脉冲415指示场B和C不可以合并。脉冲420指示场C和D可以合并。因此，如图4的“输出帧”线所示，调制后的垂直同步信号指示通过合并场A和场B可以很好地解隔行场A。同样的，调制后的垂直同步信号指示可以用场D很好地解隔行场C。在这个实施例中，解隔行器仅需要收回两个场周期来实现正确的解隔行模式。
本发明的结构不仅考虑如图所示的修改后的垂直同步信号的产生和使用，而且考虑如果需要的话，最好自动地在普通垂直同步信号和修改后的垂直同步信号之间进行改变的能力。此处公开的发明的布置还允许适当配置的解隔行器来确定是应当使用场合并还是运动自适应处理。
图5是图解说明用于传送信息以用来将隔行视频转换成逐行视频的示例性方法的流程图。方法500可以在步骤505开始，在步骤505可以接收包含图像的视频信号。在步骤510，可以分析接收到的视频信号以确定其中包含的图像是否是逐行图像。图像像素的分析可以揭示这样的信息。关于MPEG数据流，可以通过分析MPEG首标信息来进行确定。如果图像是非逐行的，所述方法转移到步骤545，其中垂直同步脉冲的宽度可以设置为T1，指示随后的场是非逐行的。可以保存脉冲的前沿的定时。因此，在步骤550，可以提供非逐行场。在步骤550之后，所述方法可以继续至步骤505并且如果需要的话重复处理另外的视频信号。
如果在步骤510，接收到的图像确定为是逐行的，则所述方法可以继续至步骤515。在步骤515，可以关于首先显示接收到的帧中的哪一个场进行确定。如果已接收到MPEG视频数据流，则可以通过分析MPEG首标信息进行确定。在步骤520，垂直同步信号的脉冲宽度可以设置为T2，从而指示紧随在后面的是逐行图像的第一场。可以保存脉冲的前沿的定时。因此，在步骤525，可以将接收到的帧的第一场提供至例如隔行到逐行视频处理器。
在步骤530，垂直同步信号的脉冲宽度可以设置为T3，指示逐行图像的不是第一场的场即将到来。如前面提到的，可以保存脉冲的前沿的定时。在步骤535，可以提供所述帧的第二或下一场。在完成步骤535之后，所述方法可以继续至步骤540。
在步骤540，可以关于在步骤535提供的场是否是图像中的最后一场进行确定。如果是，则所述方法继续至步骤505并且如果需要的话重复处理另一视频信号。如果所述场不是图像的最后一场，则该方法继续至步骤530，在步骤530中垂直同步信号的脉冲宽度可以保持设定为T3并且可提供该帧的另一个场。如果需要，所述方法可以重复步骤530、535和540，直到提供了帧中的每一场。
图6是图解说明用于传送信息以用来将隔行视频转换成逐行视频的另一个示例性方法的流程图600。方法600可以在接收到包含图像的视频信号以便进行处理的状态中开始。因此，在步骤605，将被发送到例如诸如HDTV接收机的输出设备的最前面的两场可以标识为场A和B。在步骤610，可以发送场A。在步骤615，可以关于是否将要合并两场A和B进行确定。例如，可以关于场A和B是否来自同一逐行图像进行确定。如果场A和B将要被合并，则所述方法可以继续至步骤625，在步骤625中垂直同步信号的脉冲宽度可以设定为T2。脉冲宽度T2可以指示即将到来的场B将与先前发送的场A合并。如果不合并所述场，例如在场不是来自同一逐行图像或根本不是逐行的情况中，则所述方法可以继续至步骤620。在步骤620，垂直同步信号的脉冲宽度可以被设定为T1，指示即将到来的场B不与场A合并。
在设定垂直同步信号的宽度之后，可以在步骤630中发送场B。在步骤635，可以标识将被发送的下一场。在步骤640，可以关于所述下一场是否将与最后发送的场(在该情形中是场B)合并进行确定。如果是，则所述方法继续至步骤650，在步骤650中垂直同步信号的脉冲宽度可以设定为T2，指示下一个要发送的场将与场B合并。但是，如果不是，所述方法可以继续至步骤645，在步骤645中垂直同步信号的脉冲宽度可以设定为T1，指示下一个要发送的场将不与场B合并。在设定了垂直同步信号的脉冲宽度之后，所述方法可以继续至步骤655，在步骤655中可以提供下一场。
在步骤660，可以关于是否还剩下任何额外的场要被发送进行确定。如果是，则所述方法继续至步骤635，以识别下一场并且如果需要的话重复处理视频信号。如果不是，则所述方法结束。
根据本发明的一个方面，可以将作为结果的逐行视频信号提供至输出设备。例如，可以将作为结果的逐行视频信号提供至具有例如LCOS显示器，或者直接或投影阴极射线管显示器的HDTV监视器或接收机。此外，在不违背本发明的精神或本质属性的情况下，可以以其他的特定形式来具体化此处公开的发明。因此，当指示本发明的范围时，应当参考下列的权利要求而不是参考前述的述明书。

Claims (18)

1.一种将隔行视频转换为逐行视频的方法(500)，其特征在于所述方法包括步骤：
接收代表至少一个图像的视频信号(505)；
确定所述至少一个图像是否是包括逐行图像的第一场(515)、逐行图像的并非第一场的一场、和非逐行图像的一场(510)的第一组中的一个；和
响应于所述逐行图像的确定，选择性地调制垂直同步信号的脉冲宽度(520，530，545)以形成多个脉冲，所述多个脉冲中的每一个具有用以识别先前发送的场和紧随所述垂直同步信号的场是否来自包括同一逐行图像、不同逐行图像、和至少一个非逐行图像的第二组中的一个的唯一宽度(615，640)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择性地调制的步骤还包括：
调制所述垂直同步信号(520，530，545)，以识别逐行图像的第一场、逐行图像的并非第一场的一场、或者非逐行图像的一场。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
将所述视频信号转换成具有所述调制改后的垂直同步信号的隔行视频信号(545)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
根据所述调制后的垂直同步信号，通过应用场合并处理(615，625)或运动自适应处理，将具有所述调制后的垂直同步信号的所述隔行视频信号转换成逐行视频信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
将所述逐行视频信号提供至硅液晶成像器(150)。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：
将所述逐行视频信号提供至具有硅液晶成像器(150)的高清晰度电视接收机。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垂直同步信号是脉冲信号，且所述调制所述垂直同步信号的步骤(520，530)包括选择性地对所述垂直同步信号进行脉冲宽度调制，以包括具有唯一脉冲宽度的两个脉冲(T2，T3)中的至少一个。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述垂直同步信号是脉冲信号，且所述调制所述垂直同步信号的步骤(520，530，545)包括选择性地对所述垂直同步信号进行脉冲宽度调制，以包括具有唯一脉冲宽度的三个脉冲(T1，T2，T3)中的至少一个。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收步骤(505)包括：
接收代表所述视频信号的视频数据流。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定步骤(515)包括：
分析所接收的视频数据流中的首标信息。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述接收步骤(505)包括：
接收运动图像专家组MPEG视频数据流。
12.一种将隔行视频转换为逐行视频的系统，所述系统的特征在于：
解码器(210)，用于解码运动图像专家组MPEG视频数据流(201)，以形成隔行视频信号(Vi)，所述MPEG视频数据流指定逐行和非逐行图像，其中所述解码器(210)还包括：
脉冲宽度调制装置，用于选择性对至少一个垂直同步信号(V Sync)进行脉冲宽度调制以形成多个脉冲，其中每个脉冲的特征在于用于表示连续场对是否包含同一逐行图像或不同逐行图像的唯一宽度；和
识别装置，用于识别特征为所述同一逐行图像或所述不同逐行图像的所述连续场对；和
耦合至所述解码器(210)的解隔行器(220)，用于根据所述选择性地脉冲宽度调制的垂直同步信号(V Sync)将所述隔行视频信号(Vi)转换成逐行视频信号(Vp)。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述解码器(210)被配置用来识别逐行图像的第一场、逐行图像的并非第一场的一场、和非逐行图像的一场。
14.如权利要求12所述的系统，还包括：
硅液晶成像器(150)，用于显示所述转换后的逐行视频信号(Vp)。
15.如权利要求12所述的系统，还包括：
具有硅液晶成像器(150)的视频显示器，用于显示所述转换后的逐行视频信号(Vp)。
16.如权利要求12所述的系统，其中，所述解隔行器(220)通过根据所述脉冲宽度调制后的垂直同步信号选择性地应用场合并或运动自适应处理，将具有所述调制后的垂直同步信号的所述隔行视频信号转换为所述逐行视频信号。
17.一种配置用来将MPEG视频数据流(201)转换成隔行视频信号(Vi)的解码器(210)，其特征在于，所述MPEG视频数据流(201)指定逐行和非逐行图像，其中所述解码器(210)还包括：
脉冲宽度调制装置，用于选择性地调制形成垂直同步信号(V SYNC)的至少一个脉冲的宽度以形成多个脉冲，其中每个脉冲的特征在于用于表示连续场对是否包含同一逐行图像或不同逐行图像的唯一宽度；和
识别装置，用于识别特征为所述同一逐行图像或所述不同逐行图像的所述连续场对。
18.如权利要求17所述的解码器，其特征在于该解码器被配置用来识别逐行图像的第一场、逐行图像的并非第一场的一场、和非逐行图像的一场。
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