CN102036085A - 发送装置、接收装置、通信系统和程序 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发送装置、接收装置、通信系统和程序。发送装置包括：成帧部分，其在帧内的垂直方向上，以每预定的行号而提取视频图像信号的数据之后，输出按帧获取的视频图像信号；编码器，其编码成帧部分的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，在两个连续的帧之间交换位于不同区域的数据之后，成帧部分产生输出，并且当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，成帧部分在不执行交换的情况下产生输出。

Description

发送装置、接收装置、通信系统和程序
技术领域
本发明涉及发送装置、接收装置、通信系统和程序。
背景技术
近来，已经广泛地将使用隔行扫描图像的视频图像信号用作显示视频图像的信号。另一方面，已经逐渐引入逐行扫描图像的视频图像信号，其能够增加比隔行扫描图像多的信息量。
此外，已公知这样的观看方法，其中以预定间隔交替地向显示器提供两者之间具有视差的左眼图像和右眼图像，并且使用具有以与预定间隔同步的方式驱动的液晶快门的眼镜来观看图像。该方法例如描述在日本专利申请公开No.JP-A-9-138384，日本专利申请公开No.JP-A-2000-36969，和日本专利申请公开No.JP-A-2003-45343。
发明内容
然而，当从发送装置侧发送使用隔行扫描的图像或逐行扫描的图像的视频图像信号时，如果接收装置侧不具有译码隔行扫描的图像或逐行扫描的图像的功能，那么出现不能完成正常接收的问题。
鉴于上述，期望能够提供一种新颖的和改进的发送设备、接收设备、通信系统和程序，能够可靠地保证隔行扫描的图像和逐行扫描的图像之间的兼容性。
根据本发明的实施例，提供了发送装置，其包括成帧部分，输出视频图像信号，视频图像信号是按帧获取的，具有在垂直方向上每预定的行号而提取的数据，并且每预定的行号将数据该安置在同一帧内的不同区域；以及编码器，编码成帧部分的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，在成帧部分再两个连续的帧之间交换位于该不同区域的数据之后，产生输出，并且当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，成帧部分在不执行交换的情况下产生输出。
在该配置中，视频图像信号是组成三维图像的左眼视频图像和右眼视频图像之一的信号。
在该配置中，在每预定的行号提取数据并且将数据安置在同一帧内的不同区域之后，成帧部分合并在时间上相互对应的左眼视频图像数据和右眼视频图像数据并且输出合并的数据作为一帧。
在该配置中，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，在垂直方向每隔一行提取数据并且将数据安置在该不同区域之后，成帧部分产生输出。
在该配置中，当成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，成帧部分在提取一组数据并且将该一组数据安置在不同区域之后，产生输出，一组数据由在垂直方向的两行数据组成。
在该配置中，发送装置还包括在成帧部分的前级工作的转换器，转换器在水平方向二次抽样视频图像信号。
在该配置中，发送装置还包括区域指定部分，关于合并了左眼视频图像数据和右眼视频图像数据的帧的数据，插入指定帧内选定区域的信息，帧的左眼视频图像数据和右眼视频图像数据被合并。
根据本发明的另一个实施例，提供了接收装置，其包括译码器，译码由发送装置发送的、按帧获取的视频图像信号；以及成帧部分，在对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入第二区域的数据之后，产生输出。在该配置中，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，成帧部分在两个连续的帧之间交换位于帧内第二区域的数据之后，对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据，并且当成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，成帧部分输出位于帧内的第一区域的数据作为当前帧的数据，并且输出位于第二区域的数据作为下一帧的数据。
在该配置中，按帧获取的视频图像信号是其中左眼视频图像和右眼视频图像位于各自帧的预定区域的视频图像信号，左眼视频图像和右眼视频图像组成三维图像，并且成帧部分对于各帧分离左眼视频图像和右眼视频图像，并且对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据。
在该配置中，接收装置还包括转换器，在成帧部分的后级工作，转换器在水平方向二次抽样视频图像信号。
在该配置中，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，成帧部分在第二区域的数据的每行之间插入第一区域的一行数据。
在该配置中，当所述成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，成帧部分在第二区域的数据的每两行(line)之间插入所述第一区域的两行数据。
根据本发明的另一个实施例，提供了通信系统，其包括发送装置和接收装置。发送装置包括第一成帧部分，输出视频图像信号，视频图像信号是按帧获取的，具有在垂直方向上，每预定的行号而提取的数据，并且每预定的行号，将数据安置在同一帧内的不同区域；以及编码器，编码第一成帧部分的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置，当第一成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，第一成帧部分在两个连续的帧之间交换位于不同区域的数据之后，产生输出，并且当第一成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，第一成帧部分在不执行交换的情况下产生输出。接收装置包括译码器，译码由发送装置发送的、按帧获取的视频图像信号；以及第二成帧部分，在对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入第二区域的数据之后，产生输出，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，第二成帧部分在连续两帧之间交换位于所述第二区域的数据之后，对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据，以及当第二成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，第二成帧部分输出位于帧内第一区域的数据作为当前帧的数据，并且输出位于第二区域的数据作为下一帧的数据。
根据本发明的另一个实施例，提供了包括命令计算机起下列作用的指令的程序：输出装置，输出视频图像信号，视频图像信号具有在垂直方向上，每预定的行号而提取的数据，并且每预定的行号，将数据安置在同一帧内的不同区域；其中，当输出装置与逐行扫描的图像兼容时，输出装置在两个连续的帧之间交换位于不同区域的数据之后，产生输出，并且当输出装置与逐行扫描的图像兼容时，输出装置在不执行交换的情况下产生输出；以及编码装置，编码输出装置的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置。
根据本发明的另一个实施例，提供了包括命令计算机起下列作用的指令的程序：译码装置，译码由发送装置发送的、按帧获取的视频图像信号；以及输出装置，在对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入第二区域的数据之后，产生输出，当输出装置与逐行扫描的图像兼容时，所述输出装置在连续两帧之间交换位于帧内第二区域的数据之后，对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据，以及当输出装置与隔行扫描的图像兼容时，输出装置输出位于帧内的第一区域的数据作为当前帧的数据，并且输出位于第二区域的数据作为下一帧的数据。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的发送装置的配置例子的示意图；
图2是示意性示出在发送装置的每个级的视频图像数据的配置的图；
图3是示出逐行扫描情形中在转换器和成帧部分中执行的处理的示意图；
图4是示出在隔行扫描情形中的在转换器中和成帧部分执行的处理的示意图；
图5是例示图3和图4中所示的二次抽样的示意图；
图6是示出在逐行扫描和隔行扫描的情形中的在4:2:0的排列下的抽样结构的示意图；
图7是示出在逐行扫描情形中在成帧部分中执行的处理的示意图；
图8是示出在隔行扫描情形中在成帧部分中执行的处理的示意图；
图9是示出在隔行扫描情形中在成帧部分中执行的处理的示意图；
图10是例示数据交换的方法的示意图；
图11是示出在隔行扫描情形中的处理的示意图；
图12是示出接收装置的配置的示意图；
图13是示出在接收装置的每个级的视频图像数据的配置的示意图；
图14是示出这样一种情形的示意图，在该情形中，当接收装置接收60Hz隔行扫描的视频图像信号(60i)时，在接收装置侧将视频图像信号译码为隔行扫描信号；
图15是示出具有60p/60i可转换性(scalability)的信令语法的示意图；
图16是示出在发送装置侧处理二维(2D)视频图像信号的情形的示意图；
图17是示出当执行图13的下半区(bottom half)所示的处理时，接收装置的限制的示意图；
图18是示出zai视频图像数据从发送装置发出后，由接收装置的译码器译码的视频图像数据的示意图；
图19是示出识别信息的例子的示意图；以及
图20是示出识别信息的例子的示意图。
具体实施方式
在下文中，参考附图将详细说明本发明的优选实施例。需要注意的是，在本说明书和附图中，以相同的附图标记表示本质上具有相同功能和结构的结构元素，并且在此省略这些结构元素的重复说明。
需要注意的是，将按下列顺序提供说明：
1.第一实施例(保证隔行扫描图像和逐行扫描图像之间的兼容性)
2.第二实施例(指定视频图像数据的区域)
1.第一实施例
首先，参考附图，将说明根据本发明的第一实施例的发送装置100。图1是例示发送装置100的配置例子的示意图。发送装置100例如编码包括左眼图像和右眼图像的三维图像，并且将编码的图像发送到下述的接收装置200。如图1所示，根据第一实施例的发送装置100包括转换器(scaler)102、成帧(framing)部分104、编码器106和复用器108。
图2是示意性示出在发送装置100的每个级的视频图像数据的配置的图。图1所示的级E1至E3分别对应于图2所示的级E1至E3。在图2中，级E1示意性示出输入转换器102的数据。此外，在图2，级E2示意性示出从转换器102输出并且输入到成帧部分104的数据。此外，级E3示意性示出从成帧部分104输出并且输入到编码器106的数据。
在根据本实施例的发送装置100中，对于逐行扫描图像(progressive image)和隔行扫描的图像(interlaced image)执行不同的处理。在逐行扫描图像的情形中，将每帧分别地分组为水平偶数行组和水平奇数行组，其中将一个水平行视为单位。将奇数行组在组成帧对(frame-pair)的第一帧和第二帧之间交换。这样，当使用隔行扫描的帧时，在帧对的第一帧中能够包括该隔行扫描的帧的所有结构元素。
下面将详细说明发送装置100中的数据处理。首先，参考图2，将说明发送装置100的数据处理的概况。将数字照相机等捕捉(拍摄输出，Camera Out)的图像数据输入到转换器102。图2分别示出视频图像数据是逐行扫描的情形和视频图像数据是隔行扫描的情形。图2的上半区中示出视频图像数据是逐行扫描的情形，图2的下半区示出视频图像数据是隔行扫描的情形。
首先，从逐行扫描的情形的说明开始，图2的上半区示出这样的情形的例子，其中频率是60Hz(60p)，并且作为来自照相机的输出，左眼视频图像L和右眼视频图像R按帧(per frame)被输入到转换器102。此处，左眼视频图像L和右眼视频图像R分别是1920×1080的像素(图像元素)视频图像，并且将该视频图像以60Hz的频率按帧输入到转换器102。图2示出分别对于左眼视频图像L和右眼视频图像R，如何将第一帧(1st帧)和第二帧(2nd帧)输入到转换器102中。
在转换器102中，分别针对左眼视频图像L和右眼视频图像R，在水平方向稀疏化(thin out)数据，并且执行用于压缩水平方向的数据的处理。即，在转换器102，对于水平方向的图像数据执行二次抽样，执行减半(halving)水平分辨率的处理。将在水平方向上压缩的数据输入到成帧部分104。在成帧部分104，针对在垂直方向排列的数据，执行隔行提取数据并且将数据安置到旁边的处理。下面将参考图3说明该处理。
图3是示出在逐行扫描情形下即当对逐行扫描帧编码时在转换器102和成帧部分104中执行的处理的示意图。在图3中，诸如○、△、◎、□等的符号示意性示出个体的(individual)像素数据。图3所示的源图像(1.源图像)示出分别位于图1的上半区最左边的位置的左眼视频图像L和右眼视频图像R，并且源数据是由摄像输出(拍摄输出(Camera out))提供的源图像数据。在转换器102，源图像在水平方向二次抽样，源图像成为图3中的“2.水平地二次抽样”下所示的数据。在二次抽样中，如图3所示，在水平方向，每隔一个像素稀疏化数据，水平分辨率被减半。因此，在实施例中，在三维(3D)发送时，垂直方向的分辨率能够保持源图像级的高分辨率。
在成帧部分104，对二次抽样的数据执行成帧，并且将垂直方向的隔行数据移动到空间内的右手侧区域。图3的“3.成帧(V-H重新配置(Reposition))”示出由成帧部分104执行的处理。在成帧部分104中，假定垂直方向的行自顶部行开始从0、1、2...编号，提取奇数号行(0包括在奇数中)的数据，并且将像素移动到空间内的右手侧区域。此后，将数据向上移动使得消除垂直方向的行之间的任何空间。这样，获取了图3中的“4.作为结果的像素队列(alignment)”下所示的数据。
由于图3的“2.水平二次抽样”下所示的数据是对于原始的1920×1080的像素数据，在水平方向二次抽样的，该数据与在图2的上半区的级E2示出的960×1080的像素数据对应。此外，对于“2.水平二次抽样”下示出的数据，作为在垂直方向隔行移动数据到空间内的右手侧区域的结果，获取了图3的“4.作为结果的像素队列”下所示的数据。因此，数据是1920×540的像素数据，并且其与图2的上半区的级E2所示的1920×540的像素数据对应。
此后，针对1920×540的像素数据，在成帧部分104合并左眼视频图像L和右眼视频图像R的数据。如图2的上半区所示，合并的数据变成1920×1080的像素数据，然后将其输入到编码器106。在编码器106，对向其输入的1920×1080的像素数据执行编码。
如上所述，在逐行扫描图像的情形中，在转换器102和成帧部分104中，处理分别是左眼视频图像L和右眼视频图像R的两帧的数据(总共四帧)。然后，合并左眼视频图像L和右眼视频图像R的数据，向编码器106发送该数据作为两帧的1920×1080的像素数据。在逐行扫描图像的情形中，通过交替读出如图3所示的偶数行组和奇数行组，有可能将图像作为隔行的场处理。
接下来，将说明隔行扫描的情形。频率为60Hz(60i)的情形如在图2的下半区的例子所示。作为照相机的输出，左眼视频图像L和右眼视频图像R以每帧被输入到转换器102。此处，左眼视频图像L和右眼视频图像R分别是1920×540的像素视频图像，以60Hz的频率按帧将视频图像输入到转换器102。在隔行扫描的情形中，左眼视频图像L(或右眼视频图像R)的其中之一由两个连续的帧组成。图2示出如何对于左眼视频图像L和右眼视频图像R分别向转换器102输入第一帧(顶帧)和第二帧(底帧)。
在转换器102，以类似于逐行扫描情形的方式，分别针对左眼视频图像L和右眼视频图像R，在水平方向隔行稀疏化数据，并且执行压缩水平方向的数据的处理。将水平稀疏化的数据输入到成帧部分104。在成帧部分104，针对垂直方向排列的图像数据，执行每隔两行提取两行数据并且将数据安置到旁边的处理。
图4是示出在隔行扫描的情形下即当对隔行扫描帧编码时在转换器102和成帧部分104中执行的处理的示意图。在图4中，诸如○、△、◎、□等的符号示意性示出个体的像素数据。以类似于图3所示的方法，图4所示的源图像(1.源图像)分别示出位于图1的上半区的最左边的位置的左眼视频图像L和右眼视频图像R，并且源数据是由摄像机输出(拍摄输出(Camera out))提供的源图像数据。在转换器102，在水平方向二次抽样源图像，源图像成为图3的“2.水平地二次抽样”所示的数据。然后，源图像被隔行稀疏化，成为图4所示的“2.水平二次抽样”下所述的数据。在二次抽样中，如图4所示，在水平方向，每隔一个像素稀疏化数据，水平分辨率被减半。
在成帧部分104，对二次抽样的数据执行成帧，并且将垂直方向的每隔两行的两行数据移动到空间内的右手侧区域。图4的“3.成帧(V-H重新配置)”示出由成帧部分104执行的处理。在成帧部分104中，假定垂直方向的行自顶部行开始从0、1、2...编号，提取编号为2、3、6、7、10、11...的行的数据(每隔两行的两行数据)，并且将数据移动到空间内的右手侧区域。此后，将每行数据向上移动使得消除垂直方向的行之间的任何空间。这样，获取了图4的“4.作为结果的像素队列”下所示的数据。
由于图4的“2.水平二次抽样”下所示的数据是针对原始的1920×540的像素数据，在水平方向二次抽样得到的，该数据与在图2的下半区的级E2示出的960×540的像素数据对应。此外，针对“2.水平二次抽样”下示出的数据，作为在垂直方向每隔两行移动两行数据到空间内的右手侧区域的结果，获取图4的“4.作为结果的像素队列”下所示的数据。因此，数据是1920×270的像素数据，并且其与图2的下半区的级E2所示的1920×270的像素数据对应。
此后，针对1920×270的像素数据，在成帧部分104合并左眼视频图像L和右眼视频图像R的数据。合并的数据变成1920×540的像素数据，然后将其输入到编码器106。在编码器106，对向其输入的1920×540的像素数据执行编码。
如上所述，在隔行扫描图像的情形中，分别针对左眼视频图像L和右眼视频图像R，在转换器102和成帧部分104中，处理组成一帧的数据(顶帧和底帧)。然后，合并左眼视频图像L和右眼视频图像R的数据，向编码器106发送该数据作为两帧的1920×540的像素数据。
这样，根据本发明，在逐行扫描情形中，在成帧部分104的处理下，提取奇数行并且将其安置在偶数行的旁边。另一方面，在隔行扫描的情况中，将一组行从垂直方向的上部提取并且安置在空间内的右手侧区域，一组行由两行组成。这样，与那种例如使用在像素级混合左眼图像和右眼图像的方法(诸如棋盘方法)来安排左眼图像和右眼图像的情形相比，可能提高互相相邻的像素间的相关度。此外，由于即使当左眼图像和右眼图像之间具有视差时，仍可能保证高的相关度，所以可能显著提高压缩编码效率。此外，由于仅在水平方向执行稀疏化(thin out)数据的处理，所以色差信号线可以被保留在数据中，这样，可能最小化图像质量的恶化。
参考图5至图9，下面将说明转换器102和成帧部分104的处理以及特别是为什么针对逐行扫描情形和隔行扫描情形在成帧部分104的处理是不同的原因。首先，参考图5，将说明图3和图4中的二次抽样，图5是示出由转换器102在水平方向的二次抽样的示意图。图5示出4:2:0的排列，并且示出排列了表示亮度的像素(如图5中×所表示)和表示色差的信号(如图5中○所表示)的状态。如图5所示，在4:2:0的排列下，每隔一亮度行排列色彩信号(○)，并且针对四个亮度(×)色差信号(○)的数目是二。如图5所示，在通过二次抽样稀疏化数据排(row)C1和数据排C3之后，水平方向的四排数据(C0、C1、C2和C3)变成C0’和C2’的两排数据。
此外，图6是示出逐行扫描情形和隔行扫描情形的4:2:0的排列下的抽样结构的示意图。在图6中，左手侧示出逐行扫描情形，居中示出隔行扫描的顶场，在右手侧示出隔行扫描的底场。
图6左手侧所示的逐行扫描数据自身形成一帧视频图像数据。另一方面，图6居中和右手侧所示的隔行扫描数据以两段数据，即顶场和底场数据形成一帧视频图像数据。
如图6所示，针对逐行扫描数据排列，在隔行扫描的顶场，排列了来自逐行扫描数据的奇数行的亮度×数据。在底场，排列了来自逐行扫描数据的偶数行的亮度×的数据。此外，在逐行扫描情形中，每隔一行亮度×的数据添加色彩信号(○)。然而，在隔行扫描的情形中，当在垂直方向看数据时，分别在顶场和底场每隔一行向亮度×数据添加色差信号(○)，色差信号(○)被交替添加到顶场和底场。此外，在顶场，在垂直方向上，在亮度×之下添加色差信号(○)，在底场，在垂直方向上，在亮度×之上添加色差信号(○)。
图7是示出在逐行扫描情形下成帧部分104中执行的处理的示意图。图7与图2和图3的上半区所示的处理相对应，如图2和图3所示，在逐行扫描情形中，提取奇数行并且将其安置在偶数行的旁边而不移动偶数行。
图8和图9是示出在隔行扫描的情形下成帧部分104中执行的处理的示意图。图8和图9与图2和图4的下半区的处理相对应。此处，图8是示出在成帧部分104中在隔行扫描的顶场执行的处理的示意图。以相似的方法，图9是示出在成帧部分104中在隔行扫描的底场中执行的处理的示意图。如图2和图4的下半区所示，在隔行扫描的情形中，在不移动垂直方向的初始两行的情况下由两行(line)组成的一组行被移动和定位到旁边，使用每次针对两行执行的处理，对于在垂直方向排列的后续的行重复执行类似的处理。
此处，如图6所示，在隔行扫描的情形中，将色差信号(○)交替地添加到顶场和底场。此外，针对顶场，将色差信号(○)在垂直方向添加到亮度×的下面，并且针对底场，色差信号(○)在垂直方向添加到亮度×的上面。这样，如果以与逐行扫描情形相似的方式隔行提取信号，那么针对顶场，在移动到右手侧区域的奇数行不存在色差信号(○)。此外，如果隔行提取信号，那么针对底场，出现如下情形，其中仅在移动到右手侧区域的奇数行存在色差信号(○)，而在左手侧的偶数行不存在色差信号(○)。根据本实施例，如图8和图9所示，在隔行扫描的情形中，每次提取两行信号，使得能够将色差信号(○)分布(distribute)给信号被移动到的右手侧区域和在左手侧区域排列的奇数行组或偶数行组两者。然后，根据这样的配置，当在后面描述的接收装置200侧的处理中对隔行扫描的数据执行译码时，可能将色差信号(○)分布到两个连续的帧。
如上所述，根据图2的例子，通过在转换器102和成帧部分104执行数据处理，在视频图像信号是逐行扫描的(60p)的或者视频图像信号是隔行扫描的(60i)的任一情形中，均可以将信号转换成其中合并了左右视频图像信号的两帧数据，并且将信号输入到编码器106。
接下来，参考图10，将说明根据本实施例的数据交换(data swapping)的方法。图10是示出使用根据本实施例的方法在逐行扫描的情形中执行数据交换的例子的示意图。在图10中，直到级E2的处理基本与图2的上半区所示的处理相同。在如图10所示的数据交换中，在生成如图3和图4中的“3.成帧(V-H重新配置)”下例示的数据之后，执行其中将生成的数据的右半区与随后的帧的数据的右半区交换的处理。如图10所示，分别对左眼视频图像L和右眼视频图像R执行交换。
更具体地，当输入信号是逐行扫描图像时，作为按帧同时以水平行为单位将奇数行移动到右手侧区域的结果，将数据分组为形成左半区的1920×540的像素数据的偶数行组和形成右半区的1920×540的像素数据的奇数行组。然后，在第一帧(1st帧)和第二帧(2nd帧)之间交换奇数行组，1st帧和2nd帧形成帧对。这样，假设替代逐行扫描的帧使用隔行扫描的帧，在逐行扫描的帧对的第一帧(1st帧)中能够包括隔行扫描的帧的所有的结构元素。因此，如下所述，当执行隔行扫描的译码时，能够仅通过译码逐行扫描帧对的第一帧形成隔行扫描顶帧和隔行扫描底帧两者。
针对作为数据交换的结果获取的1920×540的像素数据，以与图2的上半区例示的情形的相似的方式，合并左眼视频图像L和右眼视频图像R，并且变成1920×1080的像素数据，之后输入到编码器106。在编码器106，针对逐行序列(progressive sequence)编码，执行满足帧对的限制的编码。
图11示出其中隔行扫描输入信号的情形中的处理，该处理基本上与图2下半区例示的处理相同。如图11所示，在隔行扫描的情形中，不执行数据交换。因此，如图2的下半区所述，在隔行扫描的图像的情形中，按场同时以两水平行为单位把包括偶数号行(偶数行)和奇数号行(奇数行)的所有像素分成偶数行组和奇数行组。然后，在隔行扫描的情形中，没有执行数据交换，向编码器106输入从成帧部分104输出的1920×540的像素数据。如上所述，当发送装置100与逐行扫描图像兼容时，执行如图10所示的处理，而当发送装置100与隔行扫描的图像兼容时，执行如图11所示的处理。需要注意的是，当发送装置100与逐行扫描图像兼容时，发送装置100也能正常处理隔行扫描的图像，从而发送装置100可能执行如图11所示的处理。
接下来，将说明根据本发明实施例的接收装置的配置的例子，该接收装置具有能够译码从上述发送装置100发送的视频图像信号的功能。图12是示出接收装置200的配置的示意图。如图12所示，接收装置200包括解复用器(demuxer)202、译码器204、解帧(deframing)部分206和转换器208。
此外，图13是示意性示出接收装置200的每个级的视频图像数据的配置的示意图。图13所示的级D1至D3分别对应图12所示的D1至D3。在图13中，级D3示意性地示出从译码器204输出并且输入到解帧部分206的数据。此外，在图13中，级D4示意性示出从解帧部分206输出的并且输入到转换器208的数据。此外，级D5示意性示出从转换器208输出的数据。
下面将具体说明接收装置200中的数据处理。图13的上半区示出下述情形，其中当视频图像数据是逐行扫描的(60p)时，以60Hz的频率发送视频图像信号。换句话说，图13的上半区示出下述情形，其中接收视频图像数据以输出逐行扫描图像，该视频图像数据是作为图10所示的处理的结果，从发送装置100发送的。此外，图13的下半区示出其中当视频图像数据是隔行扫描(60i)时，以60Hz发送视频图像数据的情形，或者以逐行扫描的方式以30Hz发送视频图像数据的情形以输出隔行扫描视频图像信号。换句话说，图13的下半区示出这种情形，其中接收视频图像数据以输出隔行扫描的图像，该视频图像数据是作为如图10所示的处理的结果，从发送装置100发送的。
解复用器202接收从发送装置100发送的视频图像数据、语言数据、字幕数据等。解复用器202分离由此接收的视频图像数据、语音数据、字幕数据等，并且将视频图像数据发送到译码器204。译码器204译码输入的视频图像数据。这样，获取了如图13所示的D3数据。
首先，将说明在接收装置200中将60Hz逐行扫描图像译码为逐行扫描图像的情形，该60Hz的逐行扫描图像是接收装置200接收的。如图13的上半区所示，级D3的数据是1920×1080的像素数据，并且是基本上与图10中的级E3数据相同的数据，级D3数据是作为由译码器204译码的结果获取的。即，级D3数据包括数据的上半区的1920×540的像素左眼视频图像L数据，和数据的下半区的1920×540的像素右眼视频图像R数据。此外，分别在左眼视频图像L和右眼视频图像R中，针对1920×540的像素数据的右半区，在帧对的一帧和帧对的另一帧之间执行数据交换。
在将来自译码器204的输出输入到解帧部分206之后，解帧部分206将1920×1080的像素数据分离成左眼视频图像L和右眼视频图像R，此外在两个连续帧之间(帧对之间)交换右半区数据。
此外，在解帧部分206，针对已经交换的1920×540的像素数据，执行将右半区数据的一行插入到左半区数据的每一行的处理。换句话说，此处，执行与图3所述的“3.成帧(V-H重新配置)”相反的处理。这样，获得了960×1080的像素数据，并且将数据发送到转换器208。
在转换器208，针对960×1080的像素数据的每一个，执行水平方向的插值(interpolation)处理。即，此处执行与图3所述的二次抽样相反的处理。这样，分别针对左眼视频图像L和右眼视频图像R，获取了原始的1920×1080的像素数据。
如上所述，当输入逐行扫描的视频图像信号，并且接收装置200是能够处理逐行扫描图像的装置时，针对作为分离左右视频图像的结果而获取的1920×540的像素数据，在解帧部分206在两个连续帧之间执行数据交换，该两个连续帧组成帧对。这样，恢复了在发送装置100侧执行数据交换前的状态。然后，通过在数据交换后在转换器208中执行插值处理，可以获取60Hz的逐行视频图像信号(60p)。换句话说，针对来自读取了60p编码的数据流的60p译码器的输出数据，在帧对的1st帧和2nd帧之间交换奇数行组数据。此后，在各个帧合并数据使得在偶数行组和奇数行组之间交替地在垂直方向排列各自的水平结构元素的像素，并且重新配置水平和垂直像素。然后，在具有60p译码器的系统中，按帧执行水平插值。
接下来，基于图13的下半区，将说明当由发送装置100发送的图像信号是逐行扫描的时候，输出隔行扫描视频图像信号的情形。在接收装置200与逐行扫描图像不兼容的情形中，接收装置200能够将所接收的视频图像信号作为隔行扫描视频图像信号获取。
如图13的下半区所示，当输出隔行扫描的视频图像信号时，译码器204并不对输入的视频图像信号的每一帧都执行译码，而是译码器204对输入的视频图像信号的每隔一帧执行译码。因此，如图13的下半区的级D3数据所示，针对译码的1920×1080的像素数据，对第一帧执行译码，但是对以60Hz的频率按时间顺序跟在第一帧之后的第二帧不执行译码。这样，在该状态下，第二帧数据没有被接收装置200获取。
当将来自译码器204的输出输入到解帧部分206时，解帧部分206将1920×1080的像素数据分离成左眼视频图像L和右眼视频图像R。此外，分别针对左眼视频图像L和右眼视频图像R，将1920×540的像素数据的右半区数据移动到以60Hz的频率跟在当前帧之后的接下来的随后的帧。如图10所示，针对由发送装置100发送的数据，在组成帧对的帧之间交换数据。这样，在由发送装置100发送的第一帧数据中，包括当隔行扫描帧以60Hz的频率互相相邻时所有可用的数据。由此，在如图13的下半区的级D4，1920×540的像素数据帧中的左半区与隔行扫描顶帧数据对应，数据帧中的右半区与隔行扫描的底帧数据对应。因此，通过将1920×540的像素数据帧的右半区移动到以60Hz频率按时间顺序与该数据相邻的接下来的随后的帧，可以获取隔行扫描顶场数据和隔行扫描底场数据。需要注意的是，在该状态下，如图13的下半区的级D4所示，顶场帧和底场帧分别变成960×540的像素数据。
在转换器208，对于从解帧部分206输入的960×540的像素数据的每一个执行水平方向上的插值处理。这样，分别针对左眼视频图像L和右眼视频图像R，获取了与隔行扫描的顶场和底场对应的两个1920×540的像素数据帧。由于此处获取的数据帧是隔行扫描的视频图像数据，所以两个相邻的帧(顶场和底场)组成一帧图像。
这样，当接收装置200与逐行扫描图像不兼容时，通过使接收装置200对隔帧执行译码，然后通过将左右视频图像信号的1920×540的像素数据在水平方向分离并且将数据分配到两个连续的帧，获取隔行扫描的视频图像信号成为可能。
此外，当由接收装置200接收30Hz的逐行扫描图像时，执行如上所述的图13的下半区基本相同的处理。当由发送装置100发送的视频图像信号是30Hz的逐行扫描图像时，与其中发送60Hz的逐行扫描图像的情形相比较，数据的数目减半。因此，不必对于隔帧执行译码，而是译码所有帧。换句话说，显示来自读取以60P编码的数据流的30p译码器或60i译码器的输出数据，同时以一半(1/2)帧周期来延时奇数行组的显示定时，或者将输出数据移动到提供以用于显示隔行扫描的底场的缓冲器。这样，30p译码器仅译码帧对中的一帧，60p译码器译码帧对中的每个帧。此外，在具有30p译码器的系统中，对于每个隔行扫描的场执行水平插值。此外，视需要也可能执行垂直方向的滤波。
图14示出当60Hz(60i)的隔行扫描视频图像由接收装置200接收时，在接收装置200侧将60Hz(60i)的隔行扫描视频图像信号作为隔行扫描视频图像信号译码的的情形。换句话说，图14示出这样的情形，其中在接收作为如图11所示的处理的结果的由发送装置100发送的视频图像信号之后，输出隔行扫描的图像。在该情形下，执行与图2或图11的下半区所示的处理相反的处理。即，在解帧部分204，分离从译码器204输出的左右1920×540的像素数据(级D4)，并且针对1920×270的像素数据，一次将两行右侧的数据插入到左侧的1920×270的像素的两行中，使得获取960×540的像素数据。此后，在转换器206中执行水平方向的插值处理，分别针对左右视频图像数据，获取两个1920×540的像素帧(顶场和底场)。这样，合并来自读取以60i编码的流的60i译码器的输出数据的每两个水平行，使得在偶数行组和奇数行组之间在垂直方向交替排列各自的水平的结构元素的像素，重新配置水平和垂直像素。
根据具有如上所述的发送装置100和接收装置200的系统，可以保证逐行扫描图像和隔行扫描图像之间的兼容性。因此，在从发送装置100发送的图像是逐行扫描的或者是隔行扫描的任一情形下，接收装置200能够根据接收装置200是与逐行扫描图像还是与隔行扫描图像兼容，来获取作为逐行扫描视频图像信号或隔行扫描视频图像信号的视频图像信号。需要注意的是，当接收装置200与逐行扫描图像兼容时，通常接收装置200也与隔行扫描图像兼容，于是可以执行如图13和图14的所有处理。
如上所述，在逐行扫描图像的情形中，在编码左右视频图像数据后，发送装置100向接收装置200发送图10的右侧所示的左右视频图像数据。此外，在隔行扫描图像的情形中，在编码视频图像数据后，发送装置100向接收装置200发送图11的右侧所示的视频图像数据。
在接收装置200，基于接收的视频图像信号确定接收的图像是逐行扫描的还是隔行扫描的。此外，在接收装置200，获取帧频，执行图13的上半区、图13或图14的下半区所示的处理。下面将说明确定在接收装置200执行哪种处理的技术。
发送装置100每读取单位(access unit)即每张图片，发送可转换的(scalable)帧信息作为补充加强信息(SEI)。60Hz的帧被分组为每两帧的对，假设帧是隔行扫描的，则第一帧(1st帧)和第二帧(2nd帧)组成帧对。
图15是示出具有60p/60i的可转换性(scalability)的信令语法的示意图。如图15所示，当视频图像数据是逐行扫描的时，progressive_frame_flag被当作“1”。因此，在接收装置200中，通过检查progressive_frame_flag可以确定发送的数据是逐行扫描的还是隔行扫描的。然后，基于确定的结果，能够执行图13的上半区、图13和图14的下半区的处理之一。
此外，如图15所示，当progressive_frame_flag是“1”时，还根据1st_frame_indicater指定当前帧是否是1st_frame。此外，还根据alternative_frame_pair_indicator指定另一帧(alternative frame)是否是下一帧。
如上所述，在发送装置100中，设置如图15所示的各个标志，并将标志插入视频图像信号中。在接收装置200中，通过识别标志，根据视频图像信号是逐行扫描的还是隔行扫描的，执行成帧处理。这样，保证逐行扫描图像和隔行扫描图像之间的兼容性是可能的。
根据本实施例的技术不但可以用于三维视频图像信号，而且可以用于二维视频图像信号。图16是示出其中在发送装置100侧对二维视频图像信号执行处理的情形的示意图。图16是示出其中对高清晰度(HDD)二维视频图形信号执行处理的情形的例子的示意图，其中视频图像信号由各1920×1080的像素数据帧组成。
如图16所示，在二维视频图像信号的情形中，在成帧部分104执行没有二次抽样的处理、在成帧部分104，以一个水平行作为单位，按帧将奇数号行移动到右侧，将行分组成1920×540的像素偶数行组和1920×540的像素奇数行组。然后，在第一帧(1st帧)和第二帧(2nd帧)之间交换各自的奇数行组，其中第一帧和第二帧组成帧对。这样，假设使用隔行扫描帧而非逐行扫描帧，在逐行扫描帧对的第一帧(1st帧)中可以包括隔行扫描帧的所有结构元素。因此，当执行隔行扫描译码时，能够通过仅译码逐行扫描帧对的第一帧而形成隔行扫描顶帧和隔行扫描底帧两者。
向编码器106输入作为数据交换结果获取的1920×1080的像素数据。编码器106按帧编码1920×1080的像素数据，并且向接收装置200发送数据。
在接收装置200，当输出逐行扫描图像时，以与如图13的上半区所示的方法类似的方法，在成帧部分208，对从译码器204输出的数据执行数据交换。此外，当输出逐行扫描图像时，以与如图13的下半区所示的方法类似的方法，对隔帧执行译码，并且在1920×1080的像素数据中，将偶数行组的数据视为当前帧的数据，将奇数行组的数据移动到当前帧之后的接下来的随后的帧。需要注意的是，在逐行扫描情形和隔行扫描情形中的任一情形中，不要求转换器208的处理，因为在发送装置100侧没有执行二次抽样。
图17是示出当执行如图13的下半区所示的处理时，接收装置200中的限制的示意图。针对如图17所示的数据流，60p译码器译码所有的帧对。在帧对中，30p译码器仅译码如图17所示的偶数编号的图片。30p译码器搜索下一个帧对中的偶数编号图片而不译码奇数编号图片，并且在适当定时译码该下一偶数编号图片。
在图17，偶数编号图片与继偶数编号图片后的奇数编号图片组成帧对。在编码器204中，帧对中，当对如图17所示的偶数编号图片(图17中阴影所示的图片)执行时间预测时，仅可以参考偶数编号图片。对于奇数编号图片，对于可参考的图片没有限制。需要注意的是，有关B图片的适用和参考帧的上限数目，遵循MPEG标准。
如上所述，根据第一实施例，当发送三维图像时，由于在水平方向上执行抽样，所以针对垂直方向的分辨率，能够保持源图像级的高分辨率。此外，在隔行扫描的图像中，可以达到与并排(side-by-side)基本上同级的图像质量。此外，与在像素级混合L和R的方法(棋盘方法(Checker Board)等)的比较中，因为可以保持相邻像素中的相关度，所以可能显著提高编码效率。
2.第二实施例
接下来，将说明本发明的第二实施例。针对对其使用根据第一实施例的技术执行成帧的视频图像数据，第二实施例规定了预定的数据范围，并且向观众提供期望的视频图像。
如关于第一实施例所述，在发送装置100中，分别通过在转换器102和成帧部分104的处理编码逐行扫描图像和隔行扫描图像。图18是示出由接收装置200的译码器204译码视频图像数据的示意图。
图18示出由译码器204译码的帧对，帧对与位于图13的上半区或下半区的最左侧的位置的数据或位于图14的最左侧的数据相对应。
通过如关于第一实施例所述的在转换器102和成帧部分104中执行处理，，通过指定如图18所示的不同数据区域来选择不同的视频图像数据是可能的。
下面给出具体说明。首先，当如图18所示的帧对是第一逐行扫描帧和第二逐行扫描帧，如果在接收装置200侧指定区域A中的数据，那么能够获取仅左眼逐行扫描视频图像L。此外，如果指定区域B中的数据，那么能够获取仅右眼逐行扫描视频图像R。
此外，当如图18所示的帧是隔行扫描的帧时，即当如图18所示的帧是图13的下半区的最左侧所示的帧时，如果在接收装置200侧指定区域C中的数据，那么能够获取逐行扫描顶场的左右视频图像。此外，如果指定区域D中的数据，那么能够获取逐行扫描的底场的左右视频图像。
发送装置100向接收装置200发送识别信息，使得接收装置200能够选择如图18所示的适当的区域，其中，该识别信息指示该区域。这时，在发送装置100的成帧部分104将识别信息插入视频图像信号。此外，在接收装置200侧，在解帧部分206中从视频图像信号中提取和获取识别信息。图19和图20是示出识别信息的例子的示意图。也可以将如图19和图20所示的信息作为SEI用户数据发送。
在如图19和图20所示的例子中，通过指定如图18所示的每个帧中的起始位置和结束位置的x坐标和y坐标来指定如图18所示的区域A至F之一。因此，通过在发送装置100侧将识别信息插入用户数据中，其中该识别信息指定期望的范围，在接收装置200侧获取基于识别信息指定的范围内的视频图像是可能的。
如上所述，根据第二实施例，通过指定逐行扫描或隔行扫描的视频图像数据的帧内的区域，获取期望的视频图像成为可能。
参考附图，以上具体说明了本发明的典型实施例。然而，本发明不限于上述例子。本领域的普通技术人员应该理解到，根据设计要求和其他因素，只要其落入所附权利要求或其等效物的范围内，不同的修改、组合和部分组合以及替换可以出现。
本发明包括了涉及于2009年9月29日在日本专利局提交的日本在先专利JP 2009-224013中的主题，其全部内容通过参考结合在本说明书中。

Claims (15)

1.一种发送装置，其包括：
成帧部分，输出视频图像信号，所述视频图像信号是按帧获取的，具有在垂直方向上每预定的行号而提取的数据，并且每预定的行号将该数据安置在同一帧内的不同区域；以及
编码器，编码所述成帧部分的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置，
其中，当所述成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述成帧部分在连续两帧之间交换位于该不同区域的数据之后，产生输出，以及当所述成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述成帧部分在不执行交换的情况下产生输出。
2.根据权利要求1所述的发送装置，
其中所述视频图像信号是组成三维图像的左眼视频图像和右眼视频图像之一的信号。
3.根据权利要求2所述的发送装置，
其中，在每预定的行号提取数据并且将该数据安置在同一帧内的不同区域之后，所述成帧部分合并在时间上相互对应的左眼视频图像数据和右眼视频图像数据并且输出合并的数据作为一帧。
4.根据权利要求1所述的发送装置，
其中，当所述成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述成帧部分在垂直方向每隔一行提取数据并且将该数据安置在该不同区域之后，产生输出。
5.根据权利要求1所述的发送装置，
其中当所述成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，所述成帧部分在提取一组数据并且将所述一组数据安置在该不同区域之后，产生输出，所述一组数据由垂直方向的两行数据组成。
6.根据权利要求1所述的发送装置，还包括：
在所述成帧部分的前级工作的转换器，所述转换器在水平方向二次抽样所述视频图像信号。
7.根据权利要求2所述的发送装置，还包括：
区域指定部分，对于合并了左眼视频图像数据和右眼视频图像数据的帧的数据，插入指定所述帧内选定区域的信息。
8.一种接收装置，其包括：
译码器，译码由发送装置发送的、按帧获取的视频图像信号；以及
成帧部分，在对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入第二区域的数据之后，产生输出，
其中，当所述成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述成帧部分在连续两帧之间交换位于帧内第二区域的数据之后，对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据，以及
其中，当所述成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，所述成帧部分输出位于帧内第一区域的数据作为当前帧的数据，并且输出位于第二区域的数据作为下一帧的数据。
9.根据权利要求8的接收装置，
其中所述按帧获取的视频图像信号是其中左眼视频图像和右眼视频图像位于各帧的预定区域的视频图像信号，所述左眼视频图像和所述右眼视频图像组成三维图像，以及
其中所述成帧部分对于各帧分离左眼视频图像和右眼视频图像，并且对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据。
10.根据权利要求8的接收装置，还包括：
转换器，在成帧部分的后级工作，所述转换器在水平方向二次抽样所述视频图像信号。
11.关于权利要求8的接收装置，
其中，当成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，成帧部分在所述第二区域的数据的每行之间插入所述第一区域的一行数据。
12.根据权利要求8的接收装置，
其中，当所述成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，成帧部分在第二区域的数据的每两行之间插入所述第一区域的两行数据。
13.一种通信系统，其包括：
发送装置，其包括
第一成帧部分，输出视频图像信号，所述视频图像信号是按帧获取的，具有在垂直方向上每预定的行号而提取的数据，并且每预定的行号，将该数据安置在同一帧内的不同区域；以及
编码器，编码所述第一成帧部分的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置，
其中，当所述第一成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述第一成帧部分在连续两帧之间交换位于该不同区域的数据之后，产生输出，以及当所述第一成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述第一成帧部分在不执行交换的情况下产生输出；以及
接收装置，其包括
译码器，译码由发送装置发送的、按帧获取的视频图像信号；以及
第二成帧部分，在对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入第二区域的数据之后，产生输出，
其中，当所述成帧部分与逐行扫描的图像兼容时，所述第二成帧部分在连续两帧之间交换位于所述第二区域的数据之后，对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据，以及
其中，当所述第二成帧部分与隔行扫描的图像兼容时，所述第二成帧部分输出位于帧内第一区域的数据作为当前帧的数据，并且输出位于第二区域的数据作为下一帧的数据。
14.一种包括命令计算机起下列作用的指令的程序：
输出装置，输出视频图像信号，所述视频图像信号具有在垂直方向上，每预定的行号而提取的数据，并且每预定的行号，将该数据安置在同一帧内的不同区域；
其中，当所述输出装置与逐行扫描的图像兼容时，所述输出装置在连续两帧之间交换位于该不同区域的数据之后，产生输出，并且当所述输出装置与隔行扫描的图像兼容时，所述输出装置在不执行交换的情况下产生输出；以及
编码装置，编码所述输出装置的输出，以便将视频图像信号发送到接收装置。
15.一种包括命令计算机起下列作用的指令的程序：
译码器，译码由发送装置发送的、按帧获取的视频图像信号；以及
输出装置，在对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入第二区域的数据之后，产生输出，
其中，当所述输出装置与逐行扫描的图像兼容时，所述输出装置在连续两帧之间交换位于帧内第二区域的数据之后，对于同一帧内第一区域的数据每预定的行号插入所述第二区域的数据，以及
其中，当所述输出装置与隔行扫描的图像兼容时，所述输出装置输出位于帧内第一区域的数据作为当前帧的数据，并且输出位于第二区域的数据作为下一帧的数据。
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