CN100484196C - 视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，特征是：对输入输出视频信号进行检测提取信息；通过对检测信息分析判断逻辑工作方式，选出合适的读写操作状态，确定具体的读写操作控制信号，指示读写控制标准接口模块，对逻辑存储设备进行读写操作，将视频数字图像写入到存储设备中，及从存储设备中读出所需要的数字图像；优点是：能对视频图像信号频率进行有效的变换，达到了提高或降低图像信号的帧/场频率目的，提高视频图像显示频率，可消除图像大面积闪烁现象；可有效防止图像撕裂现象的发生，确保输出图像内容完整、连续。确保对输入信号的有效利用，可节省逻辑资源及对传统方法兼容。

Description

视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法

技术领域

本发明涉及一种将信源视频图像帧/场频率，变换为所要求的目标图像帧/场频率的方法，确切说是涉及一种通过存储控制实现的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法。

背景技术

对视频信号图像帧/场频率进行变换，有以下几个原因：

其一，是出于使视频信号显示频率能够满足人们主观感受的需要。人眼对视频信号的主观感受具有相当的敏感程度，对于显示频率低于50Hz的图像，可以感受到相当明显的画面闪烁，很容易使眼睛产生疲劳。因此，在扫描显示方法中，图像的帧场频率就是一个非常重要的指标。

其二，是为了满足在不同视频显示制式下，对视频信号处理的兼容性要求。由于世界上不同地区，不同组织都有自己的视频信号传输显示制式标准，如美国的NTSC电视制式，欧洲和中国的PAL电视制式，PC显示制式中VGA640×480@60HZ模式输出等，这些应用的不同标准，对视频信号源信号来说，对视频信号处理客观上也要求对这些不同制式标准能够兼容。

其三，是为了能适应目标设备的带宽要求。视频信号的显示、传输和存储过程一方面要充分利用现有设备的带宽，另一面也不能超过其最大带宽要求，否则会导致处理结果出现无法控制的信号丢失情况。有时信号源所提供的视频信号带宽，超过了实际目标设备所能处理的带宽要求，在这种情况下，就可以通过降低视频信号的帧/场频率，有针对性的降低总的系统传输带宽。

目前，对图像的帧/场频率变换，常用两种方法：

一、整数倍频变换方法。通过对帧/场进行简单重复，获得倍频效果。

通常将原来的AB两帧/场信号，通过ABAB或者AABB的方式进行重复，这种方法能够实现的目标频率非常有限，达不到实现编程的要求，不适用于很多对目标频率有要求的场合。

二、传统的帧/场变换方法。该方法的读写控制是建立在一个完整的帧/场基础上，读写控制的判断完全根据当前读写状况进行，由于读写控制对当前帧/场信号是互斥的，虽然该方法可以实现任意目的频率的变换，但是其局限性在于：对读写控制信号都必须有完善的控制机制，由于该方法建立在一个完整的帧/场上进行适应性判断，必然导致对信号源信号进行一定的舍弃，就会造成对信号源信号利用率不高，而且对图像连续性会造成严重影响。

发明内容

为了能准确的理解本方法，现将本方法所涉及到的一些名词术语解释如下：

1、本方法中提到的逻辑资源：是指本方法在逻辑操作时涉及到的逻辑操作对象，包括输入视频信号，输出视频信号，用户定义信息和逻辑存储设备。

a.输入视频信号：输入的视频信号，可以看成是整个方法所需要的原材料。该方法将对输入视频信号的两个部分进行操作，其一是输入视频信号的同步信息，其二是输入视频信号的数字图像内容。

b.输出视频信号：输出的视频信号，可以看成是经过整个方法处理过后所产生的结果。输出的视频信号既包含有需要达到的同步信息，同时也包含有输入信号的数字图像内容。

c.逻辑存储设备：是一种虚拟的存储设备，在逻辑上它能保存写操作所输入的视频信号中的数字图像内容，或逻辑上能读出写操作所保存在逻辑存储设备中的内容。该存储设备应该能满足两个完整帧/场信号的容量。逻辑存储设备的控制信号对逻辑存储设备的控制，可通过设定的四个标识位：即读、写操作对象标识位，读、写操作位置标识位来实现。

d.用户定义信息：用户定义信息也是逻辑操作过程中需要考虑到的因素。一方面用户定义信息直接指定了该方法所需要达到的目的，另一方面用户定义信息是逻辑操作管理部分必须考虑的因素。

e.其他信息：包括根据检测得到的信息和用户信息经过逻辑判断得到的结果信息，读写操作对象标识位，读写操作位置标识位等等。

2、本方法的基本逻辑操作：

a.信息提取：操作对象本身具有一定的特征，通过信息提取行为可以确定操作对象的特定特征，并能确定特征的性质以及数量。例如从输入的视频信号中的同步信号中提取帧频特征。

b.用户信息指定：除了操作对象本身能够提供的信息，同时允许通过满足特定规范的接口，使用用户指定的方法及实现过程中所必需的一些条件。例如用户直接指定输出的帧频值。

c.信息判断：将检测到的同步信息以及用户信息作为操作对象，根据预先设定的规则，进行逻辑上和数值上的比较，将结果作为新的信息。例如通过比较输入和输出的帧频率，来决定使用哪种工作方式。

d.数据存取：视频信号以视频方式传送数字图像，除去视频规范所确定的一些在传输和显示过程中起作用的特征外，其目的就是完成数字图像的传输和显示。因此视频信号中的图像数据，既是视频信号这一重要的操作对象中的组成部分，也是对所用的方法最终衡量其优劣的指标。实际上是特指：根据读写控制信号对逻辑存储设备进行写入和读出的操作。

e.状态检测：本方法所确定的操作，是由满足一定规则的一系列操作步骤组成的，操作的每一组成步骤，是通过对逻辑存储设备的状态标识位的判断，及其他的信息来决定下一步骤如何实现。

f.控制信号产生：本方法确定的每一个状态，已被预先定义有特定的功能。在特定的状态下，要求产生特定的控制信号。例如读写控制信号的产生。

g.状态转换：本方法所确定的每一个状态，能直接根据信息提取、用户信息指定或者是信息判断所得到的信息，以及对相关状态的检测，来判断下一个状态。

本发明的目的在于：提供一种能够对视频信号进行任意频率变换，确保对输入视频信息的有效利用，使输出视频信号中的数字图像内容完整、连续、不会产生视觉上闪烁、撕裂现象，能够有效节省逻辑资源的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法。

本发明的目的是通过执行如下技术方案来实现的：

一种视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，将信源视频图像信号帧/场频率，变换为所要求的目标图像信号的帧/场频率，其特征在于：依序包括有：(a)对输入和输出的视频信号进行检测，提取收集视频信号中的同步信号所包含的信息的步骤；(b)计算机通过对检测的视频信号信息分析，判断逻辑工作方式，确定具体的逻辑工作方式后产生具体的逻辑状态转换规则，依照逻辑状态转换规则预测出几种逻辑读写操作结果，从中选出最合理的操作状态作为下一步实际要进行的读写操作状态；(c)根据上面得到的操作状态，确定具体的读写操作控制信号，该信号将指示读写控制标准接口模块，对逻辑存储设备进行读写操作，将视频信号的数字图像内容写入到存储设备中去，以及从存储设备中读出所需要的数字图像内容。

1、本发明所述提取收集视频信号中的同步信号所包含的信息的步骤，是指对信号进行检测，通过对信号同步信息进行判断，将同步信息所包含的、在实际应用中所需要知道的一些视频信号的特征，以数值方式表示出来；检测的步骤是通过用一个已知频率的采样时钟对输入信号的同步信号进行计数，计数结果可直接作为所得到的信息，也可以将计数结果与标准信号在该时钟下进行比较，将该输入信号对应到符合某一个通用视频信号标准，再通过该标准所规定的内容确定所得到的信息；这里可以检测到的信息是指所有与视频信号相关的信息。

2、所述提取收集视频信号信息，可以通过用户指定的方式获取，即如果无需对输入信号进行检测，或者输入信号不符合标准或难以检测，可以通过用户控制信号输入端口，直接指定该视频信号中上述信息的一部分或全部，作为读写控制状态转换判断的内容。

3、所述通过信息分析判断逻辑工作方式，是指由于输入和输出支持不同的显示格式，针对不同视频信号显示格式，需要对逻辑存储设备划分成不同的读写控制方法，划分的依据是判断信号源和目标信号中每一帧/场中有效数据信号所需要的时间；具体的判断过程是从信号源和目标信号帧/场频率判断中，可以得到信号源和目标信号的显示格式，同时可以分别确定信号源和目标信号中有效数字信号所占的同步行数目和行频，由此信息计算出信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间，和从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间，判断结果存在两种需要进行频率转换的读写逻辑时间关系，即逻辑工作方式；第一种逻辑工作方式，是信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间，长于从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间的情况；第二种逻辑工作方式，是从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间，长于信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间的情况。

4、在第一种逻辑工作方式中的状态转换步骤由读写控制转换组成，其中对逻辑存储设备进行写操作的写控制信号，在信号源出现有效的数据信号时产生，在该信号控制下，将数据写入到逻辑存储设备中去，写控制信号对于两个不同的逻辑存储设备进行交替控制，将输入的数字图像依次分别写入到这两个不同的逻辑存储设备中；当新的一帧/场信号未到来时，前一帧/场所对应的逻辑存设备为当前写操作对象，当新的一帧/场信号到来时，新帧/场所对应的逻辑存储设备为当前写操作对象；对逻辑存储设备进行读操作的读控制信号，是在需要从存储设备读出目标信号有效数据区域内产生，读信号对哪一个逻辑存储设备进行读操作，由下述四种情况决定：

a.读信号开始时，当前帧/场已经写完，下一帧/场信号还没到来，此时应读取当前写入逻辑存储设备中的数据信号；

b.读信号开始时，当前帧/场写操作未完成，经预测认为写操作可以在读操作之前完成，此时应对当前写入的逻辑存储设备进行读操作；

c.读信号开始时，当前帧/场写操作未完成，经预测认为写操作无法在读操作之前完成，此时应对当前未进行写操作的逻辑存储设备进行读操作；

d.读信号开始时，当前帧/场写操作未开始，或当前帧/场写操作未完成，经预测认为写操作无法在读操作前完成，同时另一逻辑存储设备中没有存储有效数据，此时可不读出数据。

5、在第二种逻辑工作方式中的状态转换步骤所涉及到的读写控制转换，其中对逻辑存储设备进行读操作的读控制信号，在信号源出现有效的数据信号时产生，将数据从逻辑存储设备中读出，读控制信号对于两个不同的逻辑存储设备进行交替控制，将输入的数字图像依次分别从两个不同的逻辑存储设备中读出；对逻辑存储设备进行写操作的写控制信号，是在把目标信号写入到逻辑存储设备中的有效数据信号区域内产生，写信号对哪一个逻辑存储设备操作，由下述四种情况决定：

a.写信号开始时，当前帧/场已经读完，下一帧/场读信号没到来，此时写入当前读出的逻辑存储设备中的数据信号；

b.写信号开始时，当前帧/场读操作未完成，经过预测认为读操作可以在写操作之前完成，此时应对当前读出的逻辑存储设备进行写操作；

c.写信号开始时，当前帧/场读操作未完成，经过预测认为读操作无法在写操作之前完成，此时应对当前未进行读操作的逻辑存储设备进行写操作；

d.写信号开始时，当前帧/场读操作未开始，或者当前帧/场读操作还未完成，经过预测认为读操作无法在写操作之前完成，同时另一逻辑存储设备中没有存储有效数据，此时可以写入到当前帧/场数据；写操作对象的确定原则是：

新的一帧/场信号未到来时，前一帧/场所对应的逻辑存储设备是当前写操作对象，新的一帧/场信号到来时，新帧/场所对应的逻辑存储设备成为当前写操作对象。

6、对于在前两种逻辑工作方式中状态转换所涉及到的读写控制转换，仲裁所用的读写操作，使之在同一时刻不能对同一存储设备的同一地址位置进行读写操作，具体方法是通过检测一个数据帧中存储数字图像内容所需的时间信息、逻辑存储设备中其存储空间允许被访问到的逻辑空间大小信息，检测写操作对象标识位和写操作位置标识位，即可以计算出几种可能的后续状态下，对逻辑存储空间的读写操作所能访问到的区域，再根据读写操作请求，比较上述几种可能，以读写操作不能同时对一个区域操作为原则，综合判断选取一种可能方式作为实际操作方式，根据当前逻辑存储设备的标识位和输入视频信号特征，确定将要发生的状态下逻辑存储设备可以被操作的位置，当读写操作进入新的工作状态，改变读写操作对象标识位和读写操作位置标识位作为执行下一个工作状态的依据。

7、同时考虑读写进程控制工作方式下的状态转换，在第一种工作方式下，即信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间，要长于从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出时间情况下的工作方式中，针对读进程进行的状态转换管理，写进程的状态管理被简化，具体为循环写入选择读出，即对写入的数据不作状态管理上的控制，将输入的数据轮流写入到两个存储设备中，对输出的数据作状态管理上的控制，按照状态控制转换的结果，确定从哪个存储设备中读出数据；在第二种工作方式下，即从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间，要长于信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间情况下的工作方式中，针对写进程的状态转换管理，读进程的状态管理被简化，具体为循环读出选择写入，即对输出的数据不作状态管理上的控制，轮流从两个存储设备中读出需要输出的数据，对写入的数据作状态管理上的控制，按照状态控制转换的结果，确定将数据写入到哪个存储设备中；当目的是为了同时具有处理以上两种情况的能力，读写进程的状态管理都不能被简化，状态管理模块就必须既能对读进程进行状态转换管理，也能对写进程进行状态转换管理，实际上对读进程进行状态转换管理，能够实现视频信号图像内容重复使用，而对写进程进行状态转换管理，能够实现对视频图像内容的舍弃；如果在一帧/场信号输入期间，没有将所包含的数字图像内容存储到逻辑存储设备中，或者存储到该逻辑存储设备中而从未被读取操作作为对象读出使用过，就认为这是对当前帧/场信号的一次舍弃；如果对同一个已保留在逻辑存储设备的帧/场信号，在读进程状态转换管理中，连读产生了两次读控制信号，则完成了一次信号的重复使用。

8、所述的逻辑存储设备，为虚拟的逻辑存储设备，该存储空间的大小依据输入视频信号的格式而定，在逐行输入的视频格式下，该存储空间不小于保存两个独立帧的视频信号中的有效数据信号所需的空间；在隔行输入的视频格式下，该存储空间不小于保存四个独立的完整场的视频信号中的有效数据信号所需的空间大小，该有效数据指定的是视频信号中保存的图像内容信息。

9、将对虚拟逻辑存储设备的读写控制，转换到对实际逻辑存储的控制，实现对存储设备的读写操作，把视频信号的数字图像内容写入到实际存储设备中去，其步骤是首先根据虚拟存储设备保存的、有关对当前视频信号和存储设备进行的是读或还是写操作，读写操作的对象是哪个逻辑存储设备，读写操作该逻辑存储设备的具体逻辑位置等信息，将这些读写操作信息转换到逻辑存储设备所接受的规范格式中，并通过操作完成读写，最后将该逻辑存储设备的状态返回，作为下一次读写状态转换的输入条件。

本发明的优点在于：

①能够对视频图像信号频率进行有效的变换，达到任意提高或降低视频图像信号的帧/场频率的目的。如果应用于提高视频图像的显示频率，可以较好的解决图像中大面积闪烁的现象。

②使用本方法，能够有效地防止处理过程中图像撕裂现象的发生，确保输出的视频数字信号中图像的完整。在本方法中，有专门的仲裁机制保证每一个输入的数据帧中图像内容被完整的写入到存储器中，并且每一个输出的数据帧中图像内容都被完整的从存储器中读出，任何可能产生图像撕裂的情况都被预测出来并被排除掉。

③可以确保对输入视频信息的有效利用。通过仲裁机制中读写位置预测，避免了可能出现的读写冲突，以及由此引起的图像内容丢失。本方法保证提高视频图像的帧/场频率的时候，不会丢失输入的视频信号。在降低视频图像的帧/场频率的时候，丢失尽可能少的视频信号。

④使用较小的存储空间就可以达到设计目的，节省了逻辑资源。本方法并不排斥同时对同一个逻辑存储空间进行操作，而只是要求不能同时对同一个逻辑存储空间的一个具体位置进行操作，因此读写操作更灵活，能够更有效利用所分配的逻辑空间。

⑤对传统方法有兼容性。通过改变读写仲裁机制中通过预测结果来判断写是否冲突的准则，则依据本方法的流程，仍然可以实现传统方法最后能够实现的结果。

附图说明

图1为本方法的操作流程图

图2为读操作所需时间比写操作短时候的实际工作方式下的读进程控制示意图

图3为读操作所需时间比写操作短时候的实际工作方式下的写进程控制示意图

图4为写操作所需时间比读操作短时候的实际工作方式下的读进程控制示意图

图5为写操作所需时间比读操作短时候的实际工作方式下的写进程控制示意图

图6为读写操作仲裁机制下的读写进程控制示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

图1为本发明方法操作流程图；从图中看到将某种制式的帧/场频率视频数字图像，变换为有特定应用要求制式帧/场频率的视频数字图像，按如下步骤进行：

A、对输入和输出视频信号进行检测，提取视频信号的特征值，包括视频信号图像的帧/场频率、扫描行频、扫描时钟频率、有效图像数据信号在视频信号中所占区域等相关数字信息；如果无需对输入信号进行检测，或输入信号不符合标准或难以检测，则通过用户控制信号输入接口，直接输入用户指定信息；

B、根据收集到的视频信号信息，包括视频信号特征或用户指定信息，判断读写操作的工作方式；

C、根据确定的读写操作工作方式及检测到的读写操作对象标识位和位置标识位，确定读写操作状态转换规则；

D、按照读写操作状态转换规则，产生当前读写操作控制信号进行实际读写操作；

E、操作是通过读写操作控制标准接口模块，对实际存储设备进行，把输入的视频数字图像信号转换成输出的目标视频数字图像信号。

图2、图3、图4、图5给出了两种逻辑工作方式下(即读操作所需时间比写操作时间短，及写操作所需时间比读操作是短)的实际读、写进程控制；

图6给出一般情况下使用本方法的操作步骤，即考虑读写操作仲裁机制情况下的本方法工作程序。当一帧新的视频信号进入，写操作会请求进行读写操作仲裁，或者一帧新的视频信号被要求输出的时候，读操作会请求进行读写操作仲裁。接收到请求后，读写操作仲裁的过程如下：

首先获取必要的信息。读信息分为两类，一类是和输入输出信号特征相关的信息，包括将输入视频信号的一个数据帧中存储数字图像内容写入存储器所需的时间、将输出视频信号的一个数据帧中存储数字图像内容从存储器读出所需的时间、根据写操作对象划分逻辑存储空间所得到每个区域的大小、根据读操作对象划分逻辑存储空间所得到每个区域的大小等。另一类是当前读写操作的状态信息，包括读写操作对象标识位和读写操作位置标识位等。

其次是在两种状态下通过上述输入信息，经过计算预测出读写操作完成时，读写操作分别所经历的区域。通过判断在该过程中读写操作是否可能对同一个位置进行操作，选取一种能够避免上述情况的状态，并产生相应的读写状态转换规则。最后按照该规则进行实际读写操作，并更新读写操作对象标识位和读写操作位置标识位。注意：隔行信号每两场输入作为一个完整的帧输入，每两场所占的存储空间作为一个整体，因此可以认为与上述情况一致。

进行读写操作仲裁的时间：

当一帧新的视频信号进入，该视频信号中的数字图像内容需要被写入到存储器中，此时需要判断应该将数字图像内容写入到哪个存储器中的哪个具体位置。此时由于读操作也同时在对存储器进行操作，因此如果写入到存储器的位置不合适，将会在实际的实现过程中引起读写的冲突，此时需要进行读写操作的仲裁。同理，当一帧新的视频信号被读出的时候，要求从存储器中读出该视频信号中需要输出的数字图像内容，此时需要判断从存储器的哪个具体位置开始，对该位置的判断将进行读写仲裁。此时由于写操作也同时在对存储器进行操作，因此如果从存储器中的读出位置选择不合适，将会在实际的实现过程中引起读写的冲突。此时也需要进行读写操作的仲裁。在第一种工作方式中，已经确定读操作比写操作快，不需要在一帧新的视频信号进入时进行读写操作仲裁，在第二种工作方式中，已经确定写操作比读操作快，不需要在一帧新的视频信号被要求输出的时候进行读写操作仲裁。

读写操作仲裁的结果：

读写操作仲裁产生的结果，就是产生读写操作状态转换规则。视频信号中的数字图像内容的实际存储和实际读取，是按照所产生的读写操作状态转换规则进行的，以保证在整个实际存储和读取的过程中读写操作都不会发生冲突，并且实现整个流程后，输出的信号帧频率将是所要求的频率。

读写操作仲裁的划分：

读写操作仲裁分为以下几个部分：

a、分情况对写操作的位置预测。

b、分别情况对读操作的位置预测。

c、根据上述预测的结果，来判断是否可能在实际操作过程中产生读写冲突，并选取一种合理的情形为实际处理的情形来制定相应的规则。

d、按照该规则定义的步骤进行对逻辑存储设备的读写，并更新逻辑存储设备的状态标识位。

分情况对写操作的位置进行预测：

对写操作，首先要获取必要的信息。该信息分为两类，一类是和输入视频信号特征相关的信息，包括将输入视频信号的一个数据帧中存储的数字图像内容写入存储器所需的时间、根据写操作对象划分逻辑存储空间所得到每个区域的大小等。这一类信息已经从视频信号中被检测和分析出来。另一类是当前写操作的状态信息，包括写操作对象标识位和写操作位置标识位等。其次根据当前写操作在逻辑存储设备的具体位置和状态，以及对已经被划分出来允许被使用的逻辑存储空间的估计，选择几种情况，使得在该种情况下，为当前输入的视频信号的数字图像内容所定义的逻辑存储空间，能够满足存储当前输入的视频信号的数字图像内容的需要，并且不会影响到其余需要被保留在逻辑存储器中的数据。最后根据每种情况下所定义的写操作存储空间的起始位置，和数字图像内容写入到逻辑存储空间的速度，预测出当前输入的数字图像内容将会覆盖到的逻辑存储设备的区域和相应的时间。

分情况对读操作的位置进行预测：

对读操作，首先要获取必要的信息。该信息分为两类，一类是和输入输出视频信号特征相关的信息，包括将输出视频信号的一个数据帧中存储数字图形内容从存储器读出所需的时间、根据读操作对象划分逻辑存储空间所得到的每个区域的大小等。这一类信息已经从视频信号中被检测和分析出来。另一类是当前读操作的状态信息。包括读操作对象标识位和读操作位置标识位等。其次根据当前读操作在逻辑存储设备的具体位置和状态，以及对所有可能被允许输出的已经被存储到或正被在存储的逻辑存储设备中的数据的估计，选择几种情况，使得在该种情况下，为输出当前视频信号的数字图像内容而需要被读出的逻辑存储空间，其中的数字图像内容是可以被完整引用的。最后根据每种情况下所定义的读操作存储空间的起始位置，和数字图像内容从逻辑存储空间读出的速度，预测出为输出当前的数字图像内容，读操作会覆盖到的逻辑存储设备的区域和相应的时间。

根据上述预测的结果，来判断是否可能在实际操作过程中产生读写冲突，并选取一种合理的情况作为实际处理的对象并制定相应的规则。

读写冲突的判断准则为：在同一个时刻，读写操作的对象不能为逻辑存储空间的同一个位置。根据上述对读写操作的预测结果，就可以分析出在每种情况下，如果要进行实际读写操作，读写操作是否会发生冲突。当逻辑存储空间的大小符合要求的情况下，可以保证至少有一种情况下，读写不会发生冲突。实际上对图像的舍弃和重复，就是在上述避免读写冲突的前提下实现的。此时就可以选取其中的一个情况，作为实际工作将要遵循的情况。按照该情况下对所定义的逻辑存储设备的读写空间和起始位置，制订读写状态转换规则，产生从逻辑上将数据写入到逻辑存储设备种的控制信号，这些逻辑存储设备的控制信号，最终被转换成实际的存储设备控制信号，进行实际读写操作。

按照给定规则定义的步骤对逻辑存储设备进行读写，并更新逻辑存储设备的状态标识位，对逻辑存储设备的读写控制在预先定义的规则下进行，在规定的时间上将规定的数据内容，按照规定的读写控制信号要求，对规定的逻辑存储器空间位置完成读写操作。该规则能保证读写操作的过程中不会发生读写状态的冲突，所有的读写操作都是可执行的。在按照规则对逻辑存储设备进行读写的过程中，当前的读写操作状态标识位也随着读写操作的进行而更新，当有新的读写仲裁请求发生的时候，该状态标识位将成为新的读写仲裁所需要了解的当前读写操作状态信息。

Claims (10)

1、一种视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，将信源视频图像信号帧/场频率，变换为所要求的目标图像信号的帧/场频率，其特征在于：依序包括有：(a)对输入和输出的视频信号进行检测，提取收集视频信号中的同步信号所包含的信息的步骤；(b)计算机通过对检测的视频信号信息分析，判断逻辑工作方式，确定具体的逻辑工作方式后，产生具体的逻辑状态转换规则，依据逻辑状态转换规则预测出几种逻辑读写操作结果，从中选出最合理的操作状态作为下一步实际要进行的读写操作状态；(c)根据上面得到的操作状态，确定具体的读写操作控制信号，该信号将指示读写控制标准接口模块，对逻辑存储设备进行读写操作，将视频信号的数字图像内容写入到存储设备中去，以及从存储设备中读出所需要数字图像内容。

2、按照权利要求1所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：所述提取收集视频信号中的同步信号所包含的信息的步骤，是指对信号进行检测，通过对信号同步信息进行判断，将同步信息所包含的、并在实际应用中所需要知道的一些视频信号的特征，以数值方式表示出来；检测的步骤是通过用一个已知频率的采样时钟对输入信号的同步信号进行计数，计数结果可直接作为所得到的信息，也可以将计数结果与标准信号在该时钟下进行比较，将该输入信号对应到符合某一个通用视频信号标准，再通过该标准所规定的内容确定所得到的信息，这里可以检测到的信息是指所有与视频信号相关的信息。

3、按照权利要求1所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：所述提取收集视频信号信息，可以通过用户指定的方式获取，即如果无需对输入信号进行检测，或者输入信号不符合标准或难以检测，可以通过用户控制信号输入端口，直接指定该视频信号中上述信息的一部分或全部，作为读写控制状态转换判断的内容。

4、按照权利要求1所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：所述通过信息分析判断逻辑工作方式，是指由于输入输出支持不同的显示格式，针对不同视频信号显示格式，需要对逻辑存储设备划分成不同的读写控制方法，划分的依据是判断信号源和目标信号中每一帧/场中有效数据信号所需要的时间；具体的判断过程是从信号源和目标信号帧/场频率判断中，可以得到信号源和目标信号的显示格式，同时可以分别确定信号源和目标信号中有效数字信号所占的同步行数目和行频，由此信息计算出信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间，和从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间，判断结果存在两种需要进行频率转换的读写逻辑时间关系，即逻辑工作方式；第一种逻辑工作方式，是信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间，长于从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间的情况；第二种逻辑工作方式，是从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间，长于信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间的情况。

5、按照权利要求4所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：在第一种逻辑工作方式中的状态转换步骤由读写控制转换组成，其中对逻辑存储设备进行写操作的写控制信号，在信号源出现有效的数据信号时产生，在该信号控制下，将数据写入到逻辑存储设备中去，写控制信号对于两个不同的逻辑存储设备进行交替控制，将输入的数字图像依次分别写入到这两个不同的逻辑存储设备中；当新的一帧/场信号未到来时，前一帧/场所对应的逻辑存储设备为当前写操作对象，当新的一帧/场信号到来时，新的帧/场所对应的逻辑存储设备为当前写操作对象；对逻辑存储设备进行读操作的读控制信号，是在需要从存储设备读出目标信号有效数据区域内产生，读信号对哪一个逻辑存储设备进行读操作，由下述四种情况决定：

a、读信号开始时，当前帧/场已经写完，下一帧/场信号还没到来，此时应读取当前写入逻辑存储设备中的数据信号；

b、读信号开始时，当前帧/场写操作未完成，经预测认为写操作可以在读操作之前完成，此时应对当前写入的逻辑存储设备进行读操作；

c、读信号开始时，当前帧/场写操作未完成，经预测认为写操作无法在读操作之前完成，此时应对当前未进行写操作的逻辑存储设备进行读操作；

d、读信号开始时，当前帧/场写操作未开始，或当前帧/场写操作未完成，经预测认为写操作无法在读操作前完成，同时另一逻辑存储设备中没有存储有效数据，此时可不读出数据。

6、按照权利要求4所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：在第二种逻辑工作方式中的状态转换步骤所涉及到的读写控制转换，其中对逻辑存储设备进行读操作的读控制信号，在信号源出现有效的数据信号时产生，将数据从逻辑存储设备中读出，读控制信号对于两个不同的逻辑存储设备进行交替控制，将输入的数字图像依次分别从两个不同的逻辑存储设备中读出；对逻辑存储设备进行写操作的写控制信号，是在把目标信号写入到逻辑存储设备中的有效数据信号区域内产生，写信号对哪一个逻辑存储设备操作，由下述四种情况决定：

a.写信号开始时，当前帧/场已经读完，下一帧/场读信号没到来，此时写入当前读出的逻辑存储设备中的数据信号；

b.写信号开始时，当前帧/场读操作未完成，经过预测认为读操作可以在写操作之前完成，此时应对当前读出的逻辑存储设备进行写操作；

c.写信号开始时，当前帧/场读操作未完成，经过预测认为读操作无法在写操作之前完成，此时应对当前未进行读操作的逻辑存储设备进行写操作；

d.写信号开始时，当前帧/场读操作未开始，或者当前帧/场读操作还未完成，经过预测认为读操作无法在写操作之前完成，同时另一逻辑存储设备中没有存储有效数据，此时可以写入到当前帧/场数据；写操作对象的确定原则是：

新的一帧/场信号未到来时，前一帧/场所对应的逻辑存储设备是当前写操作对象，新的一帧/场信号到来时，新的帧/场所对应的逻辑存储设备成为当前写操作对象。

7、按照权利要求5或6所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：对于在前两种逻辑工作方式中状态转换所涉及到的读写控制转换，仲裁所用的读写操作，使之在同一时刻不能对同一存储设备的同一地址位置进行读写操作，具体方法是通过检测一个数据帧中存储数字图像内容所需的时间信息、逻辑存储设备中其存储空间允许被访问到的逻辑空间大小信息，检测写操作对象标识位和写操作位置标识位，即可以计算出几种可能的后续状态下，对逻辑存储空间的读写操作所能访问到的区域，再根据读写操作请求，比较上述几种可能，以读写操作不能同时对一个区域操作为原则，综合判断选取一种可能方式作为实际操作方式，根据当前逻辑存储设备的标识位和输入视频信号特征，确定将要发生的状态下逻辑存储设备可以被操作的位置，当读写操作进入新的工作状态，改变读写操作对象标识位和读写操作位置标识位，作为执行下一个工作状态的依据。

8、按照权利要求7所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：同时考虑读写进程控制工作方式下的状态转换，在第一种工作方式下，即信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间，要长于从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出时间情况下的工作方式中，针对读进程进行的状态转换管理，写进程的状态管理被简化，具体为循环写入选择读出，即对写入的数据不作状态管理上的控制，将输入的数据轮流写入到两个存储设备中，对输出的数据作状态管理上的控制，按照状态控制转换的结果，确定从哪个存储设备中读出数据；在第二种工作方式下，即从逻辑存储设备中将每一帧/场中有效数据区域读出的时间，要长于信号源将每一帧/场中有效数据区域写入逻辑存储设备的时间情况下的工作方式中，针对写进程进行的状态转换管理，读进程的状态管理被简化，具体为循环读出选择写入，即对输出的数据不作状态管理上的控制，轮流从两个存储设备中读出需要输出的数据，对写入的数据作状态管理上的控制，按照状态控制转换的结果，确定将数据写入到哪个存储设备中；当目的是为了同时具有处理以上两种情况的能力，读写进程的状态管理都不能被简化，状态管理模块就必须既能对读进程进行状态转换管理，也能对写进程进行状态转换管理，实际上对读进程进行状态转换管理，能够实现视频信号图像内容重复使用，而对写进程进行状态转换管理，能够实现对视频图像内容的舍弃；如果在一帧/场信号输入期间，没有将所包含的数字图像内容存储到逻辑存储设备中，或者存储到该逻辑存储设备中而从未被读取操作作为对象读出使用过，就认为这是对当前帧/场信号的一次舍弃；如果对同一个已保留在逻辑存储设备的帧/场信号，在读进程状态转换管理中，连读产生了两次读控制信号，则完成了一次信号的重复使用。

9、按照权利要求5或6或8所述的视频信号处理中图像帧/场频率变换的方法，其特征在于：所述的逻辑存储设备，为虚拟的逻辑存储设备，该存储空间的大小依据输入视频信号的格式而定，在逐行输入的视频格式下，该存储空间不小于保存两个独立帧的视频信号中的有效数据信号所需的空间；在隔行输入的视频格式下，该存储空间不小于保存四个独立的完整场的视频信号中的有效数据信号所需的空间大小，该有效数据指定的是视频信号中保存的图像内容信息。

10、按照权利要求9所述的视频信号处理中图像帧/场视频变换的方法，其特征在于；将对虚拟逻辑存储设备的读写控制，转换到对实际逻辑存储的控制，实现对存储设备的读写操作，把视频信号的数字图像内容写入到实际存储设备中去，其步骤是首先根据虚拟存储设备保存的、有关对当前视频信号和存储设备进行的是读或还是写操作，读写操作的对象是哪个逻辑存储设备，读写操作该逻辑存储设备的具体逻辑位置信息，将这些读写操作信息转换到逻辑存储设备所接受的规范格式中，并通过操作完成读写，最后将该逻辑存储设备的状态返回，作为下一次读写状态转换的输入条件。

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