CN1076566C - 非隔行扫描检测和删减场的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于确定哪个类似的场可以删去以增加视频信号的压缩的方法，该方法估测以0，1，2和3表示的4个连续场的参数。产生在连续帧中的相应象素的累积差d(0，2)及d(1，3)。判定场1和2是否具有隔行特征。如果不具有隔行特征，对d(0，2)和d(1，3)作一比较。如果d(0，2)比d(1，3)小于一预定量，则场2从信号流中删去，并产生一代码使接收机在第三场间隔只显视4场中的余下两场。接着对后两场作类似的分析。

Description

非隔行扫描检测和删减场的方法和设备

本发明涉及用于制定视频信号是否具有由隔行扫描模式即视频模式产生的或具有由非隔行扫描或电影模式产生的信号特征。

某些高目标电视接收机包括通过例如将隔行扫描的图象转换成非隔行扫描的图象来改进复制的图象的视在清晰度的设备。此种类型的设备通常会在图象运动部分引入人为的失真。如果知道此源信号是由隔行扫描产生的或是由非隔行扫描视频产生的，则可将此种失真予以大大减少。此外，视频信号压缩系统，特别用于NTSC视频信号的此种系统，如果判定到源视频信号是产生于电影并用称之为3∶2压减(pull down)技术转换此视频信号，则还可实现20％压缩的额外好处。经3∶2压减的视频信号包括在每个场序列中的包括一个复制场，该复制场可以删去以实现压缩的额外优点。

本发明的设备和方法确定哪些视频场可以在压缩前删除以删减与前面场实质上相同的场。该设备可以估测用0，1，2，和3表示的四个连续场参数由此可产生在4个连续场帧中的相应象素的累积差d(0，2)和d(1，3)。此外，可以确定是否场1和场2具有隔行扫描特征。如果它们无隔行扫描特征，则对d(0，2)和d(1，3)进行比较。如果d(0，2)小于d(1，3)一个预定值。则从此信号删去场2，并产生一个编码去调整相应的接收机以显示在三个场间隔中的其余的四个场。接着，对一组场0，1，2和3的后两场及下两出现的场作同样的分析。下面结合附图来对本发明作一更详细的阐述。

图1是实施本发明的隔行/非隔行场特征器的方框图，

图2是图1设备第一方面的工作流程图，及

图3是图1设备的第二方面的工作流程图。

现参阅图1，它示出了由源10提供的用于分析隔行扫描特征的视频信号，源10可以是一录象机。视频信号耦合到场存储器12的输入端，一水平行存储器16的输入端及减法器17，18和19的各第一输入端。该视频信号在存储器12中被延时一个场间隔，而被延时的信号被耦合到第二类似的场存储器14及减法器18的第二输入端。视频信号在存储器16中被延迟一个行周期，其输出被送至减法器19的第二输入端。加到存储器14的视频信号被延迟一个第二场周期，并送至减法器17的第二输入端，缓冲存贮帧存储器25的输入端及料决和场组合电路26。

各减法器17，18和19在其各输出端给出加到它们各输入端的信号差值减法器17则提供了在各连续帧中相应象素幅度差值这些幅差值在各个帧间隔内被积累(20)。已经证实只在各帧周期的有效图象部分积累幅值是有利的。由电路26对积累周期进行控制并获取各帧d(j，j＋2)的积累的幅值和予以存储。

减法器18提供了在连续场中的相应象素的幅度差值。即，减法器18提供了在由两连续场j和j＋1组成的一帧中的相邻行中的象素的差值。在累积器22中在有效图象间隔期间对其它的各行对的差值进行积累。最好，对差值在帧的窄带FR(K)内进行积累，每条窄带约包括16个行间隔。电路26控制积累周期，并获取和存储各窄带的积累值。

令Y(m，n)为当前帧中座标(X＝m，Y＝n)的亮度值，K为窄带数(对NTSC为K＝0，……14对PAL制K＝0，……17)。对在亮度平面内的每一条窄带，属于相应场的即帧中的相邻行的象素差FR(K)等于： $\underset{n=16k}{\overset{16k+5}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=16}{\overset{703}{\mathrm{\Σ}}}|Y(m,2n)-Y(m,2n+1)|$

减法器19提供了在其它场的相邻行的垂直对准的诸象素的差值。这些其它行对的差值在各场的窄带FD(K)的有效图像间隔内被积累(24)。电路26控制积累间隔而且获取和存储各自窄带的积累值。对在亮度平面内的每条窄带属于其它各场即一场中的相邻行象素的差FD(K)等于： $\underset{n=8k}{\overset{8k+7}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=16}{\overset{703}{\mathrm{\Σ}}}\left(\right|Y(m,4n)-Y(m,4n+2)|+|y(m,4n+1)-Y(m,4n+3)\left|\right)$

场与帧窄带的行编号采用一帧间隔内的原来的行编号。即是说，在偶数场中的行编为0，2，4……等，而在奇数场中的行编为1，3，5，7等。

由减法器18产生的差值也被送到另一累积器23，累积器23在场的整个有效部分累积诸象素。由电路26获取并存储在一帧d(j，j＋1)内积累的值用作确定从场序列中删去哪些相应的场。

图1的判决及场组合电路26执行两个功能。第一个功能是确定是否连续的场包括隔行扫描场，第二个功能是根据此确定把场组合成为帧，并把帧加到视频信号压缩装置以便逐帧进行压缩。

图2的流程图示出了第一功能的工作过程。两个连续场，j和j＋1用于此分析。当电路通电后，系统在步50初始化。初始化包括：把附标设到零。在初始化后，系统在51步等待下一场出现。当一新场出现后，将附表K和r被设定到零(52步)。附标K是窄带附标号，而附标r是对接着要描述的测量事件的计数。一旦附标被复位，在53步在存储器中访问窄带K的存储的积累值FR(K)。回想一下，值FR(K)相应于在由邻场j和j＋1组成的一帧内的行至行的象素。所存储的值FD_j(K)和FD_j＋1(K)也由存储器中取出(53步)。这些值相应于在相应场j和j＋1内的行至行象素差值。

值FD_j(K)和FD_j+1(K)在54步加在一起组成值FD(K)。值R＝FR(K)/FD(K)在55步被计算。在56步此值与一个预定门限值W(诸如1)相比较。如果比值小于门限值，则跳到59步。如果比值大于门限值，则在57步将附标r增1。

在58步对附标r进行检查，以确定它是否大于或小于第二预定门限值M。如果大于M，则场j和j＋1组成的帧在61步被认为具有隔行特征。即是说，在连续场中有视在运动，而在电影源视频或逐行扫描视频的场的间隔之间是不可能出现运动。发明人业已判定：如果三个窄带具有一个比W(即M＝3)的比值R，则有充足的信息认为帧由隔行场构成。在把一帧归类为隔行制后，在51步系统返回到等待下一场。

如果在58步附标r不比M大，则窄带附标K在59步增1。在60步进行判定是否所有窄带已经处理过。如果是如此，则系统跳回到51步等待下一场，而如果不是，则系统跳回到53步去处理下一窄带。

在一个视频信号压缩系统中，要求删去信息重复的场，代替发送压缩形式删除的场，要发送一个编码去表示该场已被删除及表示一个给定的发送的压缩场可以作为替待已删除的信息被重复。图3是一个表示这个由判决和场组合电路26执行的功能的流程图。在执行此功能的过程中，系统用来自输入场序列的两个帧(4个场0，1，2，3)的隔行/非隔行判断来作全部判决。数号0，1，2，3是指各相邻示出的四场，而0场可以是偶场或奇场。

参见图3，该功能被起动(101步)以判断是否可提供充足的场信息，且然后访问场(1，2)和(0，1)的隔行/非隔行分类。在103步，执行一个测试以确定场1和2是否是隔行，如果是，则系统跳到109步执行一测试来确定场(0，1)是否是隔行。如果它们不具有非隔行特征，则在111步把场0和1被归为一帧，并表明为是非隔行的，产生一个编码去表明它们应以场次充0，1来显示。相反，如果它们具有隔行特征，则在117步把场0和1归类为1帧，并表明是隔行的和产生一个编码表明它们应以场0，1次序予以显示。

此外，在步103，如果场(1，2)被表明是非隔行的，则执行一个测试以确定场2是否实质上与场0一样，而场1则不同于场3。为此，要对场0与2间的积累的象素差d(0，2)和在场1与3之间的象素差d(1，3)进行比较，而这些差则是累积器提供的。如果差d(1，2)明显比差d(2，3)小，则在115步假设：有一个隔离的场(场0)，该场被从场序列中删去。场1和2被归为一帧，并产生一个编码去表示：当恢复和去压缩时，场1和2应以三场2，1，2的次序显示。此后，系统返回103步，并等待下一场。

如果差值d(1，2)不是明显小于差值d(2，3)，则在109步对场0，1是否隔行进行测试。如果场0，1是隔行，则将其归为一帧，并产生一代码指示它们应以顺序0，1的次序进行显示。此外，在111步，场被编组为0，1，并产生一代码指明它们不是隔行的，但应以0，1次序予以显示。系统然后返回103步。

在105步，把差值它约为1.5或1.5以上是满意的，而在107步，把差值定为3.0或3以上是合适的。

现再参见图1，当各分组判决完成之后，可从帧存储器中将场0，1，2和3中至少前两场提供给“判决和场组合器”。场2可由场存储器14提供，而场3可由场存贮器12提供。根据分组判决，将合适的场组成帧并提供给MPEG压缩器/编码器27。最后，由相应的代码指示删减的场而场的显示序列被送至MPEG压缩/编码27以包含编码的视频信号中作存储或发送。

Claims (5)

1.一种用来判断在视频信号场的序列中，哪些场如果其相应的场对不具有隔行特征则可以删除，以增强信号处理的方法，其特征在于：

提供一序列的四个连续场0，1，2，3；

产生在连续帧中的相应象素的积累的差值d(0，2)及d(1，3)；

确定场1及2是否具有隔行特征；

如果场1和2不具有隔行特征，则对积累差值d(0，2)和d(1，3)进行比较；及

如果d(0，2)比d(1，3)小一个预定值，则删去第三出现的场2。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

如果d(0，2)比d(1，3)小另一预定值，把4场序列的场0和1归为一个视频帧，并产生一个代码以使接收机在三个场间隔内以场序列0，1，0来显示场0和2。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

在场2和3的连续的两行的垂直对准的象素之间产生积累的差值d(1，2)，及

当积累的差d(0，2)不比差d(1，3)小一个预定数，对积累的差值d(1，2)及d(2，3)进行比较；并且

如果积累差d(1，2)小于积累差d(2，3)另一个预定值时，删去场0，2，和3的场序列中场0。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

当累积差值d(1，2)小于累积差值d(2，3)一个所述预定量时，把4场序列中的场1和2归分为一个视频帧，并产生一个代码以使接收机在三个场间隔内以场序列2，1，2来显示场1和2。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

当累积的差d(0，2)不比d(1，3)小一个预定量时，而累积的差d(1，2)不比累积差d(2，3)小一个所述另一预定值时，把场0和1归分为一帧，并产生一个代码以使接收机以场序列0，1来显示场0，1。

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