CN101415078B - 基于电影的视频的递归噪声降低方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电影的视频的递归噪声降低方法，该方法首先接收具有第一帧率的第一电影帧与具有第一帧率的第二电影帧，随后将该第一电影帧转换为具有第二帧率的第一视频帧组，接下来将该第二电影帧转换为具有第二帧率的第二视频帧组，并仅在该第一视频帧组与该第二视频帧组间边界处对噪声降低修正信号进行调整。本发明的技术方案可以为电影帧边界的视频帧提供有效的噪声修正，并能够根据用户需求自由转换工作模式。

Description

基于电影的视频的递归噪声降低方法及装置
技术领域
本发明涉及一种视频数据处理方法，特别是一种基于电影的视频的递归噪声降低方法及装置。
背景技术
为最优化在电视上出现的电影视频图像，实践中通常会将源自24或30帧/秒的视频上转换(upconvert)为更高帧率的视频格式。该上转换方法需要复制现有的帧(frame)，并对其多次使用以提高帧率。这样，存在于原始24帧/秒1范围内的噪声(即递归噪声)会在上转换处理之后变得更加难以消除。
现有递归噪声降低系统对上转换视频帧内噪声的降低，是通过根据当前帧与先前滤波后视频帧的不同，为每一上转换后的视频帧产生噪声降低修正信号来进行。但该系统的主要问题在于，难以为不是立即跟随电影帧边界的视频帧提供有效的噪声修正。
因此，有必要提供一种改进的基于电影的视频的递归噪声降低方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种视频数据处理方法，特别是一种基于电影的视频的递归噪声降低方法及装置。
一种基于电影的视频的递归噪声降低方法，该方法首先接收具有第一帧率的第一电影帧与具有第一帧率的第二电影帧，随后将该第一电影帧转换为具有第二帧率的第一视频帧组，接下来将该第二电影帧转换为具有第二帧率的第二视频帧组，并仅在该第一视频帧组与该第二视频帧组间边界处对噪声降低修正信号进行调整。
本发明的技术方案可以为电影帧边界的视频帧提供有效的噪声修正，并能够根据用户需求自由转换工作模式。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的电子装置的模块图。
图2为本发明较佳实施方式的上转换方法的示意图。
图3为本发明较佳实施方式的帧递归噪声降低系统的示意图。
图4为递归噪声降低系统与现有递归噪声降低系统的性能比较示意图。
图5为本发明接收紧急警报系统事件并基于设定的通知选项通知用户的操作流程图。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明较佳实施例的电子装置100的模块图。该电子装置(如电视、便携式DVD播放器等)100包括图1中所示的各个子系统，这些子系统可以包括硬件(电路)、软件(存储于机读媒介的电脑代码)以及软硬件的结合。
信号源输入102包括天线输入、复合视频输入、S端子输入等。虽然图1中仅表示了一个信号源，但电子装置100可以具有多个信号源输入。该信号源输入102用于接收包含音视频数据的信号。由信号源输入102接收的信号包括广播频谱(如信号源输入102包括天线时)或视频和/或音频数据的单一频道(如信号源输入102包括DVD播放器等)。
调谐子系统104用于从接收自信号源输入102的广播信号中调谐出特定的视频节目。当输入信号不是作为广播频谱的一部分接收时，因为此时不需要通过调谐来隔离与上述信号共存的视频节目，则其将会忽略调谐器104。
该电子装置100还包括一音频子系统106。该音频子系统106包括音频放大器等，其用于播放与电子装置100播放的视频数据一起的音频数据。
处理器108用于控制电子装置100的整个运作过程。存储器110与处理器108相关联，其用于存储机读电脑代码以使处理器108控制电子装置100的运作。
视频处理器112包括上转换系统以及本发明较佳实施方式的递归噪声降低系统。该视频处理器112可以设置于处理器108外部，也可集成于处理器108。
当电影视频被上转换为较高帧率时(如60帧/秒的MPEG视频)，较低帧率的帧被复制。一种典型的转换方式即3∶2叠加(pulldown)技术，其交替对电影帧进行三次或两次复制。换言之，第一电影帧被复制三次，则第二电影帧被复制两次，如此反复进行。另一种上转换技术为2∶2叠加，其中所有的电影帧均被复制两次。当处理中的MPEG视频数据被上转换时，视频处理器112会对视频帧被复制的事实加以考虑。这样一来，视频处理器112即可工作于复制帧的递归噪声相同的假定之下。因此，仅在相应于单独电影帧的多个MPEG帧之间的帧边界处，才对视频处理器112应用的噪声修正信号进行校正。对于一个给定的基于电影的视频序列而言，递归噪声降低系统将上转换后的视频帧作为输入接收，应用噪声修正信号于该上转换后的视频帧，并输出滤波后的视频帧。
递归噪声降低系统产生的滤波后的视频帧被传送至显示子系统以供外部观看。该显示子系统114包括液晶(LCD)显示器、硅基液晶(liquid crystal onsilicon，LCOS)显示器、数字光处理投影(DLP)显示器或其他适合类型的显示器。
图2所示为根据本发明较佳实施方式的上转换方法的示意图。如本领域技术人员所熟知那样，3∶2叠加技术需要从24帧/秒的电影帧中产生60帧/秒的叠加视频。在图2中，四个电影帧202、204、206及208被上转换为四组叠加视频帧212、214、216及218。其中，220、222与224分别为上述四组叠加视频帧的电影帧边界。在本实施方式中，由于帧递归噪声降低主要在反向3∶2叠加处理的同时进行，故电影帧边界信息可用。若非该种情况，则在本实施方式中，会通过视频帧差分来检测电影帧边界。
每一上转换后的叠加视频帧均为其产生自的电影帧的复制。3∶2叠加技术采用3-2-3-2排列，即电影帧的一半被上转换为三个叠加视频帧，而另一半被上转换为两个叠加视频帧，并且具有三个叠加视频帧的组与具有两个叠加视频帧的组交替分布。3∶2叠加技术的3-2-3-2排列如图2所示。例如，电影帧202被上转换为具有三个叠加视频帧的组212。随后，电影帧204被上转换为具有两个叠加视频帧的组214。接着，电影帧206被上转换为具有三个叠加视频帧的组216。最后，电影帧208被上转换为具有两个叠加视频帧的组218。在本实施方式中，视频处理器112用于保持输入至上转换系统的整个视频序列的3-2-3-2排列。
图3所示为根据本发明较佳实施方式的帧递归噪声降低系统300的示意图。在本实施方式中，该递归噪声降低系统300包括视频处理器112的一部分，执行应用噪声降低修正信号于上转换视频帧的流程。通常，递归噪声降低系统300将上转换后的视频帧302作为输入接收，应用噪声修正信号于该上转换后的视频帧302，并输出滤波后的视频帧304。
帧延迟缓冲器306存储先前的滤波后视频帧308，该先前的滤波后视频帧308是最近的出现于电影帧边界的滤波后视频帧。差分模块310对上转换后的视频帧302与先前的滤波后视频帧308进行处理，以产生差分信号312。随后，非线性处理模块314对差分信号312进行处理，以产生噪声降低修正信号316。接着，加法模块318对噪声降低修正信号316和上转换后的视频帧302进行处理，以产生滤波后的视频帧304，即系统输出。若该滤波后的视频帧304存在于电影帧边界，则激活一电影帧边界控制信号320，并将滤波后的视频帧304复制至帧延迟缓冲器306以备将其在下一系统流程的反复中作为先前的滤波后视频帧308使用。若该滤波后的视频帧304不存在于电影帧边界，则关闭电影帧边界控制信号320，并不对存储于帧延迟缓冲器306中的先前的滤波后视频帧308进行改变。
通过仅在电影帧边界存在时才将滤波后的视频帧复制至帧延迟缓冲器306，本发明的技术方案即可产生用于所有上转换视频帧的有效的噪声降低修正信号。
根据使用需要，在某些特定场合，本发明的递归噪声降低系统300可以被调整为与现有噪声降低系统相同的运行方式。这样的调整可以通过恒定激活电影帧边界控制信号320，以使滤波后的视频帧304总是被复制至帧延迟缓冲器306中，以备在下一系统流程反复中作为先前的滤波后视频帧308使用。通过以该方式调整递归噪声降低系统300，可以使其以与现有系统相同的方式运行。即所有的滤波后的视频帧304均会被复制至帧延迟缓冲器306中，而不仅是电影帧边界处的视频帧。
使递归噪声降低系统300在某些特定场合以与现有系统相同的方式运行，即可使系统同时工作于“增强电影模式”及“标准模式”。使系统工作于“增强电影模式”需要如本发明的技术方案所述，仅将电影帧边界处的滤波后的视频帧复制至帧延迟缓冲器306。而使系统工作于“标准模式”则需要与现有递归噪声降低系统一样，将所有滤波后的视频帧复制至帧延迟缓冲器306。接收自数字广播或数字有线(即ATSC，高级电视系统委员会或QAM，正交幅度调制)的基于电影的视频将在增强电影模式下处理，接收自模拟广播或模拟有线的基于电影的视频将在标准模式下处理。因此，本发明的递归噪声降低系统300可应用于广范围的多种类型的视频。
图4为本发明递归噪声降低系统与现有递归噪声降低系统的性能比较示意图。其中，图表400说明了本发明递归噪声降低系统应用于基于电影的视频序列时的优点。图表400包括第一行402、第二行404、第三行406以及第四行408，其中每一行均包含与来自其他行的数据关联的数据。第一行402包括表示具有若干帧的基于电影的视频序列的图块。第二行404包括具有标注的图块，用以表示在行402中，哪些帧接受到有效的噪声降低，哪些帧没有。第三行406包括指明哪些帧在电影帧边界，哪些帧没有的指示线409，其中指示线409的阶梯线410指明了电影帧的边界。第四行408表示在采用本发明的技术方案时，哪些在行402中的帧接受到有效的噪声降低。
如图表400中的行404所示，由现有递归噪声降低系统应用于基于电影的视频帧的噪声降低修正信号，仅对跟随电影帧之后马上出现的视频帧有效。事实上，由于一系列帧中的并发帧可能是相同的，故现有系统的噪声降低效果较差。而如行408所示，由本发明的系统应用于视频帧的噪声降低修正信号则对所有视频帧有效。
图5为本发明基于电影的视频的递归噪声降低方法500的流程图。该方法500在步骤502处开始，在步骤504中，接收具有第一帧率的第一电影帧与具有第一帧率的第二电影帧。在步骤506中，将第一电影帧转换为具有第二帧率的第一视频帧组。在步骤508中，将第二电影帧转换为具有第二帧率的第二视频帧组。其中，第一视频帧组在第一视频帧组与第二视频帧组间的边界处邻接第二视频帧组。在步骤5 10中，根据帧间差分，仅在第一视频帧组与第二视频帧组间边界处对噪声降低修正信号进行调整。方法500在步骤512处结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于电影的视频的递归噪声降低方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
接收具有第一帧率的第一电影帧与具有第一帧率的第二电影帧；
将所述第一电影帧转换为具有第二帧率的第一视频帧组；
将所述第二电影帧转换为具有第二帧率的第二视频帧组；
仅在所述第一视频帧组与所述第二视频帧组间边界处对噪声降低修正信号进行调整。
2.如权利要求1所述的基于电影的视频的递归噪声降低方法，其特征在于，所述第一视频帧组在第一视频帧组与第二视频帧组间的边界处邻接所述第二视频帧组。
3.如权利要求1所述的基于电影的视频的递归噪声降低方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在噪声降低修正后，将所述第二视频帧组中的一个帧作为滤波后视频帧输出。
4.如权利要求1所述的基于电影的视频的递归噪声降低方法，其特征在于，将所述第一电影帧转换为具有第二帧率的第一视频帧组使用的是3:2叠加处理。
5.如权利要求1所述的基于电影的视频的递归噪声降低方法，其特征在于，将所述第一电影帧转换为具有第二帧率的第一视频帧组使用的是2:2叠加处理。
6.如权利要求1所述的基于电影的视频的递归噪声降低方法，其特征在于，所述方法进一步包括：通过视频帧差分处理来检测所述第一视频帧组与所述第二视频帧组间的边界。
7.一种基于电影的视频的递归噪声降低装置，所述装置包括用于接收具有第一帧率的视频数据的视频信号源，以及一视频处理器，其特征在于，所述处理器用于将所述视频数据的视频帧转换为具有第二帧率的相应视频帧组，其中所述视频帧组之间具有一个边界，所述处理器通过视频帧差分处理来检测所述视频帧组间的边界，仅在所述边界处对噪声降低修正信号进行调整。
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