CN1162234A - 胶片模式逐行扫描的转换 - Google Patents

Abstract

本发明提供了将源于胶片的隔行扫描视频数据转换为逐行扫描视频数据的系统和方法。最近场与当前场及次最近场进行比较以产生两个运动信号。与最近场比较时产生最小运动信号的场用来完成对场的场插入。通过场插入，从源于胶片的视频数据得到图像数据的逐行帧。而由系统确定是否需要进行转换或者是否需要将数据用于常规格式的逐行扫描转换。

Description

胶片模式逐行扫描的转换

本申请与题为“具备独有特点的低成本逐行扫描电视机”的美国专利No.08/430,774(TI-19475)同时提交。

本发明涉及隔行扫描输入类型的电视机系统，特别是涉及将隔行扫描输入转换为逐行扫描数据的电视机系统。

大多数典型的电视机标准由隔行扫描场组成。一幅典型的视频帧分为两场传送，第一场一般包含该帧的奇数行，而第二行包含该帧的偶数行。典型的显示系统利用输入的数据在阴极射线管上进行显示，但是也可以用其他显示器件显示该数据。

空间光调制器一般由单独的元件列阵组成，每个都可以由存储器单元来寻址。寻址一般沿着阵列的列来进行。这使得寻址不得不非常困难地容纳隔行扫描数据并常常使寻址速度很慢。逐行扫描图像能够更好地利用调制器。而且逐行扫描图像也提供了较好的图像显示质量，特别是利用空间光调制器来显示投影尺寸较大的图像时。

当被转换为逐行扫描的所需数据来源于电影胶片时会引起特殊的问题。胶片本身就是逐行的24MHz材料。NTSC制式下的系统操作一般利用如图1所示3∶2的拉开转换至60Hz的隔行扫描(已有技术)。当帧位于如图所示的边界12和14处而成为完整帧时进行帧的输入。位于边界12与14之间的第一帧的扫描方式为，偶数行进入边界18与20之间帧1的偶数行位置，奇数行进入边界20与22之间帧1的奇数行位置。

第一胶片帧的偶数行还进入帧2的偶数行位置。帧2的奇数行由位于边界14与16之间的第二胶片帧的奇数行组成。帧3的偶数行来自第二胶片帧。帧3的奇数行来自第三胶片帧。由该实例可见，由于每隔一帧向隔行扫描输入提供3场，而补偿帧向隔行扫描输入提供2场，所以称为3∶2拉开。对于例如PAL制之类50Hz的情形，胶片只需在25Hz的频率下工作并加倍以满足50Hz隔行扫描的要求。

有些将隔行扫描信息恢复为逐行扫描信息的方法包括一个通过将代码植入驱动3∶2拉开操作的数据来检测来自3段帧和2段帧的场的装置。该代码随后可以被位于显示终端的处理器读取并利用合适的场在60Hz下恢复原始的胶片数据。另一种方案是将处理器用作模式检测器来检测3∶2拉开下的3-2-3-2模式并对相应的场进行标记以恢复原始胶片数据。在美国专利Nos.4,876,596和4,982,280中对该方案作了更为完整的讨论，这两个专利都已转让给了Faroudja股份公司。这些技术方案或者要求对3∶2拉开进行明确的说明，或者要求能够检测到该模式。但是对于更一般方案的要求是，即使在发送终端没有进行明确的说明或者不检测3-2-3-2模式时也能工作。

除此之外，这些方案在运动检测区域上还存在问题。不正确的运动检测引起了视觉失真，例如运动区域的断裂、由线段平均化引起的运动模糊度以及边缘的块状重现。当前的逐行扫描处理已能消除这些问题，但是需要增加额外的处理时间和更多的存储器，从而增加了成本。

本发明揭示了用于转换来源于胶片上的原始图像的隔行扫描视频数据的系统和方法。该系统包括一个处理器和两个场存储器，存储器存储最近的和次最近的视频场。处理器将最近的场与当前输入的场和次最近的场进行比较以确定采用哪一场来生成逐行视频帧。

本发明的一个优点是它既无需在发送终端插入表示胶片格式的代码，也无需在接收终端用译码器。

本发明进一步的优点是，由于它对用户是透明的，所以在输入的视频信息不是胶片上原始数据时也无需用户输入任何信息。

本发明进一步的优点是无需进行3-2模式的场电平检测。

为了更全面地理解本发明及其优点，现结合附图对本发明作更为详细的描述。

图1表示将胶片信息转换为逐行扫描信息的3∶2拉开方法的已有技术实现方案。

图2a和2b表示使隔行扫描转换为胶片信息逐行扫描的处理流程图和电路框图。

图3表示使电路完成从隔行扫描扫描到胶片信息逐行扫描转换的操作示意图。

胶片数据本身是逐行的，必须转换为隔行扫描场才能在大多数广播电视系统格式下显示。对于逐行扫描显示器来说，更为合乎逻辑的做法是恢复其原始的逐行性质而不是转换为第三种格式。观众将会看到质量更好和更接近于电影院效果的图像。其中一种提供高质量图像的途径就是在电视机系统中加入一个独有的特征，该特征使得观众在观看不是为电视而制作的电影时选择“电影模式”。加入该特征所需的附加成本最少，而附加的电路又可以在非电影模式下用作他途。

图2a表示能够实现将最初由原始胶片得到的隔行扫描数据转换为逐行扫描数据过程的电路框图。电路20由扫描线视频处理器(SVP)或其它处理器21以及场延时器24和26组成。线路28上的数据为当前场A的数据。保存在第一场延时器24内的最近的场称为场B。次最近的场保存在场延时器26内，被称之为场C。

图2b和图3分别以示意图和流程图的形式示出了该电路所完成的处理。例如，如果在场B的一个像素上进行逐行扫描，则从场B与场C的比较中得到了运动信号M1。通过将场B与随后的场A进行比较得到了第二运动信号M2。获得隔行扫描数据中相邻两场之间的运动信号需要花费一定的处理工作量。应注意场B不是由帧的偶数行就是由帧的奇数行组成，而场A和C则由同一帧或最近的先前帧的偶数行组成。

标量运动信号M1被定义为场B和C之间的运动差异。来自这两场的扫描线部分的布局是相似的：——1——————2——————3——

场C       场B利用(像素2-像素1)与(像素2-像素3)绝对值的最小值来获得与像素2对应的运动信号M1。

M1＝Min(|像素2-像素1|，|像素2-像素3|)。

更为详细的描述参见正在审查中的美国专利申请No.08/430,774(TI-19475)。

在本发明的该实施例中，场B与场A之间的第二标量运动信号M2在场B和场A之间以同样的方式得到。——————4———————2—————————5————

场B            场A

M2＝Min(|像素2-像素4|，|像素2-像素5|)。

如果数据来自利用3-2拉开进行转换的胶片，则如图3所示，每场至少有一段邻接部分属于同一帧。参见图3中行2和行3的隔行扫描2的情形，场C与属于同一帧的场B相邻接；场B与场C和场A都邻接；而场A与属于同一帧的场B相邻接。除了噪声或高度空间频率模式情形以外，这些成对部分之间的运动信号为零。M1与M2中的最小值接近于零，如k＝MIN(M1，M2)中的那样。与此相反，线4的逐行输出包含来自第一帧的用粗垂线表示的两场，以及来自第二帧的用细垂线表示的两场。

3∶2拉开检测的实现仍然保留为对用户是透明的。观众无需知晓其所观看的图像是否来自原始的胶片。对于上述的k值，设定阈值T。阈值也可以设定为使得系统内的噪声减小。

如果运动信号k小于T(k＜T)，则系统利用场插入完成上述的胶片转换。场插入将同一位置上的像素取为由场A或场B创建的像素并将其插入场B。A或C的选择取决于标量运动信号M1或M2哪一个更小。例如，如果M1＜M2，则从场A完成场插入。

如果运动信号k大于阈值T(k＞T)，则系统简单地将其作为常规格式逐行扫描转换用的运动信号，如同正在审查中的美国专利申请No.08/430,774(TI-19475)那样。

虽然这里着重描述了胶片模式逐行扫描过程和电路的实施例，但是它们对本发明并无限定作用，本发明的范围由下面的权利要求界定。

Claims (4)

1.一种具备逐行扫描显示能力的电视机系统，其特征在于包括：

发送源于胶片的数据的当前视频场的输入线路；

存储最近视频场数据的第一存储器；

存储次最近视频场数据的第二存储器；

将所述最近场与所述当前场及所述次最近场进行比较，从而通过将所述最近场与所述当前场之间的运动信号同所述最近场与所述次最近场之间的运动信号的比较来选择一个运动信号的处理器，其中，所述最小运动信号用来产生源于胶片的所述数据的逐行扫描帧；以及

将视频数据的所述逐行扫描帧显示为图像的空间光调制器。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器能够对所述最小运动信号设定最小阈值以抑制噪声效应。

3.一种将源于胶片的隔行扫描视频数据转换为逐行扫描视频数据的方法，其特征在于包括以下步骤：

在存储器中存储最近视频场数据和次最近视频场数据；

接收当前视频场；

在所述当前视频场与所述最近视频场之间以及在所述最近场与所述次最近视频场之间产生运动信号；

将所述运动信号进行比较并选择较小的运动信号；

利用当与所述最近场比较时产生最小运动信号的所述场对最近场完成场插入，从而经过所述场插入从源于胶片的所述视频数据得到逐行扫描视频帧序列；以及

将所述逐行扫描视频帧显示在空间光调制器上以创建图像。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括对所述的最小运动信号设定最小阈值以抑制所述图像中噪声效应的步骤。

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