CN100409696C - 已编码视频信号的冻结场的检测 - Google Patents

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Abstract

一种检测在传输路径的某点已进行了模拟编码的视频信号的冻结场的方法，其获取视频信号作为数字视频信号。选择数字视频信号中的每一个场和其后面的第n个场进行配对，n代表在模拟编码中彩色定相的一个周期中所需的场的数目的整数倍。对所选择的各配对场进行比较，如果它们之间的差异基本为零，则指示冻结场差错。

Description

已编码视频信号的冻结场的检测
技术领域
本发明涉及视频信号的差错监测，更具体地涉及已根据模拟电视标准进行了编码的视频信号中的冻结场的检测。
背景技术
通过压缩通路如卫星或数字电缆分配器来分配视频的公司具有数以百计需要进行缺陷监测的信道。这些公司需要能自动地监测这种缺陷的方法。所述差错中最普遍的一种是冻结场，在冻结场中由于设备的故障，视频信号停止变化或变成黑色的。现有的用于检测这种差错的仪器是美国俄勒冈州Beaverton的Tektronix公司生产的TektronixPQM300型图像质量监视器，其采用了1998年9月10申请的题为“采用块(bleckiness)的图像质量测量”的美国专利申请第09/152,495号中所描述的单端测量算法。然而这种单端块测量方法无法确定所检测到的块是由图像的不可接受的编码译码器(CODEC)失真所引起，还是视频中存在的块的自然结果。在2000年3月3申请的题为“基于离散余弦变换(DCT)的CODEC的块周期检测”的美国专利申请第09/518,430号中描述了用于检测基于DCT的CODEC所引起的块的方法。
一种已知的比较两个视频场获得它们之间的差的技术。比如，可以从一个场中的每一象素值中减去另一场中的相应的象素值，然后将所有的象素值的差加在一起。如果这些象素差的和，也就是两场之间的差值，低于一个接近零的阈值(即基本为零)，将指示一个冻结场。换句话说，该冻结场指示是该差值的函数。
然而，如果冻结视频处于模拟编码制式如美国电视制式委员会标准(NTSC)或逐行倒相制(PAL)中的任一点，那么，这些标准中固有的色度偏差甚至会使视觉上相同的场变成逐个像素地有显著的差别。足以确定两个在其他方面相同的场之间的差别、但又不会产生关于相似但不相同的场的错误正像的测量方法在计算上的费用十分昂贵。甚至当视频流再转换回数字格式后这种偏差仍然存在。例如，将一帧中的第一场与下一帧的第一场进行比较、产生由模拟编码过程中由人为因素引起的各场之间的差别的表示(这些差别是由彩色相位同步引起的180°反相)，甚至当场在其他方面相同，即处于冻结场时也是如此。
这就需要一种能检测在某点已进行了模拟编码的视频数据中的冻结场的装置。
发明内容
因此，本发明提供了一种检测已模拟编码的视频数据中的冻结场的技术，其通过得到每一个场和与其模拟编码标准的彩色相位相同的第n个后续场之间的差异来进行。然后，当此差异基本为零时，起动冻结场指示器来表示在视频信号中出现了冻结场。
一种检测已进行模拟编码的视频信号中的冻结场的方法，其包括以下步骤：获取所述视频信号并产生数字视频信号；将所述数字视频信号的每一个场与其后面的具有相同彩色定相的第n个场配对；比较所述配对场以便得到所述配对场之间的差异；以及如果所述差异基本为零，则显示所述视频信号中的冻结场。所述获取步骤包括以下步骤：接收已编码的视频信号作为所述视频信号；和对所述已编码的视频信号进行解码，产生所述数字视频信号。
一种检测已进行模拟编码的视频信号中的冻结场的装置，它包括：用于获取所述视频信号并产生数字视频信号的装置；用于将所述数字视频信号的每一个场与其后面的具有相同彩色相位的第n个场进行配对的装置；用于比较所述配对场并得到所述配对场之间的差异的装置；以及用于当所述差异基本为零时显示出所述视频信号中的冻结场的装置。所述获取装置包括：接收已模拟编码的视频信号作为所述视频信号的装置；以及对所述已模拟编码的视频信号进行解码以便产生所述数字视频信号的装置。
一种检测已进行模拟编码的视频信号中的冻结场的装置，它包括：采集系统，其具有作为输入信号的所述频信号并产生作为输出信号的数字视频信号；选择器，其输入端和所述采集系统的输出端相耦合，使得所述数字视频信号中的每一个场与其后面的具有相同彩色定相的第n个场进行配对，以便在输出端产生所述数字视频信号的各配对场；比较器，其输入端和所述选择器的输出端相耦合，其输出端提供所述各配对场之间的差异；以及指示器，其输入端和所述比较器的输出端相耦合，在所述差异基本为零时其输出端提供所述视频信号的各冻结场指示符。所述采集系统包括：接收器，其具有接收已编码的视频信号作为所述视频信号的输入端以及输出端；以及解码器，其具有与所述接收器的输出端相耦合的输入端，并且具有提供所述数字视频信号作为来自所述接收器的已模拟编码视频信号的解码信号的输出端。
通过下文中的具体描述并结合附图，可以清楚本发明的目的、优点和其它新颖的特征。
附图说明
图1是冻结帧和对此冻结帧进行模拟编码的结果的示意图；
图2是典型的视频信号传输路径的框图；
图3是根据本发明的冻结场的检测方法的框图。
具体实施方式
如图1和2所示，数字视频信号在其传输路径的某点根据现有的电视标准转换为模拟编码的视频信号。图1显示了当输入图像帧在其处理过程的某点根据现有的电视标准被模拟编码时的输入图像帧12以及随后的冻结第一第四场，为便于说明假定此电视标准为NTSC制式。在所接收的帧中，第一帧的第一场具有一些人为信号16，在这里为便于说明用从字母“D”的一侧延伸出的几条线来表示。虽然目前通常有二种人为信号，即活动图像专家组标准(MPEG)和NTSC解码的人为信号，但在冻结场中MPEG的人为信号是恒定的。在各帧中NTSC解码的人为信号都是不同的，因此在由彩色定相引起的第二场中，这些人为信号16出现在字母“D”的不同位置，在第三场和第四场中也是如此。因此，如果对第一场和第三场(第二帧中的第一场)进行比较的话，在通常情况下，人为信号16会产生一个非零的结果，即表示这不是冻结场。然而在第三帧的第一场其彩色定相再度相同，这样这些场之间的差异将产生一个基本为零的值，表示这是冻结场。
现在参考图2，输入数字视频信号12被输入到模拟编码器18，然后再被输入到其输入端具有模拟解码器的MPEG编码器20，或者输入数字视频信号12被直接地输入到MPEG编码器20。然后MPEG编码器20的输出通过某种媒质22传送到MPEG解码器24，MPEG解码器24在其输出端具有模拟编码器，使得在电视接收机上可以看到视频信号。在MPEG解码器24的输出端设有图像质量测量仪26，后者在其输入端具有模拟解码器，可将已编码视频信号转换为原始的数字视频信号以进行分析。如图示，原始的数字视频信号12在其传输路径上被至少一次地进行模拟编码，产生图1所示的人为信号。
图3中显示了用于从已编码视频信号中检测冻结场的算法。测量仪26首先获取视频信号，如果后者是已编码格式的话就对其进行解码。然后所得的数字视频信号通过选择当前场和其后面的第n个场来逐场地进行处理，这里n是这样的值、使得所述两个场具有相同的彩色定相。对于NTSC制式，n＝4；对于PAL制式，n＝8；而对于顺序传送彩色与记忆制式(SECAM)，n＝12，等等。例如当n＝4时，第一场和第五场相比较，第二场和第六场相比较，等等。由于每一场都被检测，因此可以确定冻结场序列开始位置的绝对标识。对于多标准的接收机，n可以是彩色定相场的整数倍，这样对于如NTSC/PAL制式的接收机来说，n＝8，而对于NTSC/PAL/SECAM制式的接收机来说，n＝24。这样就得到了连续选择的场之间的差异。如果此差异基本为零，那么就表示检测到了冻结场，并发出警报。其它正常的视频信号可以正常地显示，而不发出警报。
因此，本发明提供了一种视频信号的冻结场的检测方法，其通过从所接收视频信号中每隔n-1个场选择一个场进行分析来对所述视频信号进行模拟编码/解码，其中n是一个彩色定相周期中模拟编码所需要的场的数目的整数倍。如果连续选择的各场之间的差异基本为零的话，就表示所述各场是冻结场。

Claims (15)

1. 一种检测已进行模拟编码的视频信号中的冻结场的方法，其包括以下步骤：
获取所述视频信号以产生数字视频信号；
将所述数字视频信号的每一个场与其后面的具有相同彩色定相的第n个场配对；
比较所述配对场以便得到所述配对场之间的差异；以及
如果所述差异低于一个接近零的阈值，则指示所述视频信号中的冻结场。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：当根据NTSC电视标准进行模拟编码时，n＝4。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：当根据NTSC或PAL电视标准进行模拟编码时，n＝8。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：当根据NTSC、PAL或SECAM电视标准进行模拟编码时，n＝24。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述获取步骤包括以下步骤：
接收已模拟编码的视频信号作为所述视频信号；和
对所述已模拟编码的视频信号进行解码，产生所述数字视频信号。
6. 一种检测已进行模拟编码的视频信号中的冻结场的装置，它包括：
用于获取所述视频信号以产生数字视频信号的装置；
用于将所述数字视频信号的每一个场与其后面的具有相同彩色定相的第n个场进行配对的装置；
用于比较所述配对场以得到所述配对场之间的差异的装置；以及
用于当所述差异低于一个接近零的阈值时指示出所述视频信号中的冻结场的装置。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于：当根据NTSC电视标准进行模拟编码时，n＝4。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于：当根据NTSC或PAL电视标准进行模拟编码时，n＝8。
9. 如权利要求6所述的装置，其特征在于：当根据NTSC、PAL或SECAM电视标准进行模拟编码时，n＝24。
10. 如权利要求6所述的装置，其特征在于所述获取装置包括：
接收已模拟编码的视频信号作为所述视频信号的装置；和
对所述已模拟编码的视频信号进行解码以便产生所述数字视频信号的装置。
11. 一种检测已进行模拟编码的视频信号中的冻结场的装置，它包括：
采集系统，其具有作为输入信号的所述视频信号并产生作为输出信号的数字视频信号；
选择器，其输入端和所述采集系统的输出端相耦合，使得所述数字视频信号中的每一个场与其后面的具有相同彩色定相的第n个场进行配对，以便在输出端产生所述数字视频信号的各配对场；
比较器，其输入端和所述选择器的输出端相耦合，其输出端提供所述各配对场之间的差异；以及
指示器，其输入端和所述比较器的输出端相耦合，在所述差异低于一个接近零的阈值时其输出端提供所述视频信号的各冻结场指示符。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于：当根据NTSC电视标准进行模拟编码时，n＝4。
13. 如权利要求11所述的装置，其特征在于：当根据NTSC或PAL电视标准进行模拟编码时，n＝8。
14. 如权利要求11所述的装置，其特征在于：当根据NTSC、PAL或SECAM电视标准进行模拟编码时，n＝24。
15. 如权利要求11所述的装置，其特征在于所述采集系统包括：
接收器，其具有接收已模拟编码的视频信号作为所述视频信号的输入端以及输出端；和
解码器，其具有与所述接收器的输出端相耦合的输入端，并且具有提供来自所述接收器的已模拟编码视频信号的解码信号作为所述数字视频信号的输出端。
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