CN1175848A

CN1175848A - 视频数据的混洗方法和装置

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Publication number: CN1175848A
Application number: CN97118021A
Authority: CN
Inventors: 张在大
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-06-29
Filing date: 1997-06-29
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2017-06-29
Also published as: US6178289B1; JP2965530B2; KR0178756B1; JPH1084527A; KR980004882A; CN1099194C; MY120302A

Abstract

一种视频混洗装置及其混洗方法,其中该混洗装置包括:第一地址产生单元、第二地址产生单元、及控制单元。在第一模式中,该控制单元用第二隔行地址把输入的视频数据写入存储器中并用第二混洗地址读出记录在存储器中的视频数据;在第二模式中,该控制单元用第二混洗地址把输入的视频数据写入存储器中并用第二隔行地址读出记录在存储器中的视频数据,从而连续地对这些帧的视频数据进行混洗。

Description

视频数据的混洗方法和装置

本发明涉及一种视频数据的混洗方法和装置，尤其是涉及一种利用单一存储器对于视频数据进行混洗的方法和装置。

通常，数字盒式录像机(VCR)根据一个预定规则在一个预定的范围内，例如一帧，对视频数据进行混洗。根据现有数字VCR标准，利用隔行的编址方法和混洗的编址方法的视频数据的混洗系统将参考图1至图2G进行描述。

根据隔行编址的方法，一帧的视频数据被存储在一个存储器中。为了存储一帧的视频数据在一个存储器中，隔行编址的方法把一帧的视频数据按照每一行从左到右的顺序和对于奇数场按照从第二最高行到其后跟随的偶数行的顺序及对于偶数场按照从第一最高行到其后跟随的奇数行的顺序存储在存储器中。根据隔行编址的方法存储在存储器中的一帧的视频数据在例如NTSC制式的525/60系统的情况中被划分成图1A中示出的50个超数据块，而在例如PAL制式的625/50系统的情况中被划分成图1B中示出的60个超数据块。每一个超数据块包括27个宏数据块，且每一个宏数据块包括6个离散余弦变换(DCT)数据块。

图2A到2G示意地表示出根据现有数字VCR标准读取存储在存储器中的视频数据的混洗编址的方法。参考图2A，混洗的编址方法执行一个对于具有大小为8×8象素的DCT数据块的读出操作，该操作是在每一行中从左到右和从顶行到底行的次序进行的。包含在超数据块中的每一个宏数据块被划分成图2B和图2C中的两种类型。A型的宏数据块包括在图2B示出的6个DCT数据块，并且这6个数据块是以单独指定号码的升高次序读出的。就是说，包括在一个A类型的宏数据块中的DCT数据块是按照从最左的DCT数据块到最右的DCT数据块的次序读出的。如图2C所示，B型宏数据块包括6个DCT数据块，被排列成3×2的阵列形式。属于B类型宏数据块的DCT数据块也是按照单独指定号码的上升次序读出的。就是说，每一行的两个DCT数据块是按照从左到右的次序读出的，并且这些数据块的行是按照从DCT的上行到下行的次序读出的。

参考图2D，示出的是525/60系统的超数据块的三种类型，构成每一个超数据块的宏数据块都是按照从最低号到最高号的顺序从存储器读出的。在图2D中，处在相对左手侧的两种类型的超数据块是由上述的A型的宏数据块所组成，而处在右手侧的不同类型超数据块是由A类型宏数据块和被指示成24，25和26的B类型宏数据块组成的。参考图2E示出的625/50系统的超数据块，这些超数据块包括上述的B类型宏数据块，并且是按照从最低号到最高号的顺序被读出的。

图2F示出了525/60系统的超数据块的排列。图2G示出了625/50系统的超数据块的排列。对比图2F和2G可见，525/60系统的超数据块的排列基本上和625/50系统的超数据块的排列相同。所以在525/60系统和在625/50系统中的每帧的视频数据从存储器读取顺序实际上是相同的。假设以号码0，1，2，3，4，5按照从最左到最右的顺序分别分配给各超数据块列，则当从存储器中读出每一个系统的超数据块时，该超数据块列的读出的顺序是2，1，3，0和4。在属于每一个超数据块列的超数据块中，首先读出指定号码是“0”的超数据块。例如，在525/60系统的一帧中，从图2F的最左边位于第三超数据块列中指示号码是零的超数据块首先被读出，而从图2F的最左边位于第二超数据块列中指示为号码是零的超数据块在第二次读出。

当利用上述的混洗系统和单一的存储器对数据进行混洗时，只有当一帧的视频数据经过隔行编址被完全存储在单个存储器中时，一帧的视频数据才能够经过混洗编址读出。因此需要一个新的编址方法，从而利用单一的存储器对一个顺序帧的视频数据进行混洗。

本发明的一个目的是提供一种连续的混洗方法，用于对以顺序帧形式的视频数据，利用单一的存储器，通过改变在数字VCR标准中进行混洗的隔行编址和混洗编址，进行混洗，以便使得下一帧的视频数据被写入到存储器中当前帧的视频数据通过混洗地址被读出的位置。

本发明的另一个目的是提供用于实施上述方法的一个视频混洗装置。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供一种利用单一存储器的视频混洗方法，该方法包括以下的步骤：

(a)根据数字视频盒式录像机(VCR)标准，产生一个第一隔行地址和一个第一混洗地址，以便对于以一帧为单元的视频数据进行混洗；

(b)产生一个第二隔行地址和一个第二混洗地址，其具有的关系是，用于从所述存储器读出先前帧的视频数据的第二混洗地址与用于将当前帧的视频数据写入所述存储器中的第二隔行地址相同，并且用于从所述存储器读出当前帧的视频数据的第二混洗地址与用于将下一帧的视频数据写入存储器中的第二隔行地址相同；和

(c)根据第一模式和第二模式之一而连续地对这些帧的视频数据进行混洗，其中第一种模式是利用第二隔行地址把输入的视频数据写入到所述存储器中并且利用第二混洗地址读出记录在存储器中的视频数据，而其中的第二模式是利用第二混洗地址把输入的视频数据写入到所述存储器中并利用第二隔行地址读出记录在所述存储器中的视频数据。

为了实现本发明的另一个目的，提供了一种根据数字盒式录像机(VCR)标准的混洗系统对于视频数据进行混洗的视频混洗装置，该视频混洗装置包括：

第一地址产生装置，用于根据以所述混洗系统为基础的隔行地址和混洗地址产生一个第一隔行地址和一个第一混洗地址；

一个存储器，具有存储一帧视频数据的存储容量；

第二地址产生装置，用于产生一个第二隔行地址和一个第二混洗地址，其具有的关系是，用于从所述存储器读出先前帧的视频数据的第二混洗地址与用于将当前帧的视频数据写入所述存储器中的第二隔行地址相同，并且用于从所述存储器读出当前帧的视频数据的第二混洗地址与用于将下一帧的视频数据写入所述存储器中的第二隔行地址相同；和

控制装置，用于根据第一模式和第二模式之一对存储器进行控制，其中第一种模式是利用第二隔行地址把输入的视频数据写入所述存储器中并且利用第二混洗地址读出记录在所述存储器中的视频数据，而第二模式是利用第二混洗地址把输入的视频数据写入所述存储器中并利用第二隔行地址读出记录在所述存储器中的视频数据，从而连续地对这些帧的视频数据进行混洗。

最佳的实施例将参考附图进行描述，其中：

图1A和1B示出了以数字的VCR标准进行混洗的超数据块的排列的示意图，其中图1A示出了关于525/60系统的视频帧的超数据块的排列，而图1B示出了关于625/50系统的视频帧的超数据块的排列。

图2A-2G是解释关于以图1A和1B为基础的超数据块的混洗编址的示意图；

图3A和3B表示根据本发明用于混洗的存储器的重建结构。图3A为525/60系统的情况而图3B为625/50系统中的情况。

图4是根据本发明的施例的视频混洗装置的框图；

图5A-5E表示由图4装置进行页址替代使用的基准值。

图6A和6B是表示在图4的装置中的第一隔行地址产生器的操作。和

图7的电路图用于说明通过利用页地址以数字VCR标准进行混洗的隔行地址和混洗地址的改变。

参考图2F所示的525/60系统的超数据块的设计，当根据数字VCR标准的隔行编址把一帧的视频数据写入到一个存储器时，该帧视频数据能够被开始读出的时间的起始点实际上是和把视频数据记录在存储器位置中的时间起始点相同，该存储器位置对应于在从最左边起第四超数据块列中用“0”表示即图2F中用“A”表示的超数据块中的第一宏数据块。换句话说，在525/60系统中，由于行号23到262是奇数场，而行号285到524是偶数场，所以，如果经过对应于大约是485H(＝285H+24H×8+8H，其中H是一个水平扫描行)的时间，则记录在存储器中的视频数据能够通过混洗地址而被读出。所以，为了连续地执行关于视频帧的混洗，无论何时，只要通过一个读操作使得存储器部分变空，下一帧的视频数据就应该立即被填入到该空出的存储器部分，并且该填充的视频数据能够通过下一帧的读操作而被混洗。

图4所示为考虑上述情况时，根据本发明实施例的该视频混洗装置。现有525/60系统使用的超数据块结构，其中在每一个超数据块中，位于相对上部分的位置有3个宏数据块行，位于相对下部分的位置有3个宏数据块行，其中具有的宏数据块数目与图2D中示出的不同。因此，设计读出存储在存储器中的视频数据的地址产生器是不容易的。所以，本发明把在每一个超数据块中的宏数据块分解成上部宏数据块和下部宏数据块，以便将一帧的视频数据存储在图3A示出的存储器中。换句话说，存储器被重新构造，以便使得在一帧中的上部的宏数据块存储在存储器的左区域，而在一帧中的下部的宏数据块存储在存储器的右区域中。在图3中，相对是淡阴影的宏数据块是超数据块的上部数据块，而相对是深阴影的宏数据块是超数据块的下部数据块。

625/50系统包括的宏数据块中，不同的超数据块具有相同的宏数据块数目，这不同于525/60系统的超数据块。但是最好是该存储器能够被重建来既能容纳525/60系统的视频帧，也能容纳625/50系统的视频帧。

所以，本发明是以这样的一种方式重构存储器，即在625/50系统中的偶数超数据块行的视频数据被存储在存储器的左区域，而奇数超数据块行的视频数据被存储在存储器的右区域中。在图3B中，相对淡阴影的超数据块属于偶数行的超数据块行，而相对深阴影的超数据块属于奇数行的超数据块行。

在对于视频帧需要大的数据容量的625/50的系统中，本发明还使用一个适于该系统规模的存储器。由于625/50系统的视频数据的一帧包括构成288行的2160个象素，所以在图4所示的存储器60中具有用于记录625/50系统中一帧的视频数据的存储器容量，即622080字节，并且其具有对应于288行2160个象素的垂直和水平尺寸。

通过连续地使用相对于存储器位置的垂直轴地址，本发明顺序地记录下一帧的视频数据，以便对于视频帧进行连续地混洗，其中从该存储器位置，通过混洗编址读出当前帧的视频数据。虽然是每一帧的视频数据从奇数场的第一行到偶数场的最后一行被顺序的输入，但是视频数据被依次地记录在存储器的位置是随时伴随着帧的改变而变化着的。换句话说，视频帧的一个特定位置不是被映象到存储器中的一个特定位置，但是视频数据是被存储在这样一个位置从而使得一个视频帧的一个特定的位置被映象到一个存储器中随着帧的改变而变化的位置。所以，需要单独的存储器存储关于视频数据实际上存储在存储器上的位置的信息。由于写入和读出应该是被独立地控制的，且5个超数据块列应是分别被控制的，所以单独的存储器要求有25920比特(＝9×288×5×2比特)的容量存储该存储器的位置信息。存储着与页相关的基准值的用于将存储器60沿着垂直方向划分成36页的基准表20具有2160比特(＝6×36×5×2比特)的容量。每一个基准值都被用作取代页地址。为了清楚地解释，单独的存储器被称之为一个基准表20。该基准表20存储着基准值，用于指示在一个暂时采用的存储器页中的当前产生的隔行或混洗地址，以便防止在存储器60中的时间冲突。

根据用于以数字VCR标准进行混洗的一个隔行编址的方法，第一隔行地址产生器31产生第一隔行地址。根据用于以数字VCR进行混洗的混洗编址的方法，一个第一混洗产生器41产生一个第一混洗地址。第一隔行和第一混洗地址都被用于指定存储在存储器60中的一帧的视频数据的每一行。第一页地址产生器32利用由第一隔行地址产生器31产生的第一隔行地址利用下列公式(1)产生第一页地址。

pv1＝gv1/8 …(1)

其中的pv1表示一个第一页地址而gv1表示一个由第一隔行地址产生器31产生的一个第一隔行地址。

第二页地址产生器42利用由第一混洗地址产生器41产生的第一混洗地址使用下列公式(2)产生第二页地址。

pv2＝gv2/16×2+gv2％2 …(2)

其中的pv2表示一个第二页地址，而gv2表示由第一混洗地址产生器41产生的第一混洗地址。而且，％是一个模式操作符。第一和第二页地址被用于一次指示在存储器60中存储的每个超数据块的8行。

确定由隔行地址取代器33和混洗地址取代器43所使用的基准值的初始化/改组控制器(initialization/realignment controller)10，在存储在基准表20中的基准值当中确定在当一个帧被改变时作为有用值的其它的基准值。存储在基准表20中的这些基准值在初始化/改组控制器10的控制下被初始化和被改组。在图4所示装置的初始化操作中，初始化/改组控制器10使得隔行地址取代器33和混洗地址取代器43按照0，1，2，…35的顺序使用基准值。

隔行地址取代器33利用对应于第一页地址的基准表20的基准值产生一个第一取代的页地址。混洗地址取代器43利用对应于第二页地址的基准表20的基准值产生一个第二取代的页地址。

利用基准值的页取代是根据这样的事实，即用于读出记录在存储器60上的视频数据的读取地址与用于将下一帧的视频数据写入存储器60的写入地址是相同的，以及当前帧的读出地址与通过对于一个先前帧的读出地址进行混洗而获得的地址是相同的。在每一个超数据块列中的第二取代页地址和第一取代页地址是根据下列的等式(3)和等式(4)分别确定的。

Pn[i]＝SFL[sh][P_n-1[i]] …(3)

Qn[i]＝P_n-1[i] …(4)

其中，n是帧号码，Pn[]是第二取代页地址，Qn[]是第一取代页地址，sh(＝0，1，2，3，4)是超数据块列号，i(＝0，1，2，…35)表示有关图3A和3B描述的36页。SFL[sh][i]是用于页地址取代以进行混洗的一个基准值，是由下列的公式(5)给出的。

SFL[sh][i]＝(((i+VK[sh]％36×18)％35.当i+VK[sh]＜35时；

＝35 当i+VK[sh]＝35时 …(5)

其中，当存储器60被以数字VCR标准的隔行编址填充时，VK[]＝{0，18，6，24，12}是位于每个超数据块列中以数字“0”表示的超数据块之上的一些宏数据块。

图5A-5E示出利用公式(5)产生的表。图5A是当sh＝0和KV[sh]＝0时的基准值，图5B是当sh＝1和KV[sh]＝18时的基准值。图5C是当sh＝2和KV[sh]＝6时的基准值。图5D是当sh＝3和KV[sh]＝24时的基准值。图5E是当sh＝4和KV[sh]＝12时的基准值。

由隔行地址取代器33产生的第一取代的页地址被输入到第二隔行地址产生器34中并且由混洗地址取代器43产生的第二取代的页地址被输入到第二混洗地址产生器44中。第二隔行地址产生器34利用下列公式(6)从第一取代的页地址中计算一个第二隔行地址rv1。

rv1＝Q[gv1/8]×8+gv1％8 …(6)

第二混洗地址产生器44利用公式(7)从第二取代页地址计算一个第二混洗地址rv2。

rv2＝P[gv2/8+gv2％2]×8+gv2/2％8 …(7)

产生的第二隔行地址和第二混洗地址被送到一个控制信号产生器50。

利用从第二隔行地址产生器34提供的第二隔行地址和从第二混洗地址产生器44产生的第二混洗地址，控制信号产生器50输出记录在存储器60上的当前帧的视频数据，并把输入到存储器60的视频数据记录到已经记录的视频数据被读出的位置。在525/60的系统中，存储器60的左区和右区是交替地以24行为单元编址的，如图6A中所示。在625/50的系统中，存储器60的左区和右区是交替地以48行为单元编址的，如图6B中所示。图6A中的数据块号码表示在525/60系统中一帧视频数据的写入顺序，而图6B中的数据块号码表示在625/50系统中一帧视频数据的写入顺序。

在对于存储器60，第二隔行地址用作一个写入地址且第二混洗地址用作读出地址的情况中，控制信号产生器50使用第二混洗地址从存储器60中读出存储的当前帧的视频数据。控制信号产生器50使用第二混洗地址作为把下一帧视频数据写入到存储器60中的写入地址，并且随后把下一帧的视频数据记录在存储器60中。控制信号产生器50使用能够对于记录在存储器60中的下一帧的视频数据进行混洗的一个新的第二混洗地址，读出记录在存储器60中的下一帧的视频数据。因此，在存储器60中执行最佳的混洗。

对于存储器60而言，有可能将第二混洗地址用作一个写入地址而将第二隔行地址用作一个读出地址。在此情况中，控制信号产生器50利用第二隔行地址读出记录在存储器60中的当前帧的视频数据，并根据将下一帧的视频数据以下一帧的视频数据被混洗的形式写入存储器60中的一个第二混洗地址把下一帧视频数据写入到存储器60中。

图7示出了利用一个第一隔行地址和一个第一混洗地址以硬件实现产生一个第二隔行地址和一个第二混洗地址的实例。

参考图7，在隔行编址的情况中，第二隔行地址rv1是通过把由取代的隔行地址产生器61产生的一个取代地址加到第一隔行地址gv1的三位最低有效位上而获得的。而在混洗编址的情况中，第二混洗地址rv2是通过把由取代的隔行地址产生器62产生的一个取代地址加到第二隔行地址gv2的三位最低有效位上而获得的。

隔行地址和混洗地址被输入到多路转换器63。该多路转换器63有选择地将第二隔行地址和第二混洗地址送到存储器60，以便执行根据本发明的混洗。

如上所示，即使使用单一的存储器，该视频数据混洗的方法和装置也能对视频帧顺序地混洗。因此存储器被最佳地控制以进行混洗，从而提供一个优化的硬件设计。

尽管在此描述的是一个确定的本发明的实施例，但是明显的是，在不背离本发明的精神实质的范围内能够有许多改进。

Claims

1.一种根据数字盒式录像机(VCR)标准的混洗系统对视频数据进行混洗的视频混洗装置，所述视频混洗装置包括：

一个存储器，具有存储一帧视频数据的存储容量；

2.根据权利要求1的视频混洗装置，其中的一个混洗操作是对625/50系统和525/60系统之一连续地执行的。

3.根据权利要求2的视频混洗装置，其中所述存储器具有存储625/50系统中一帧视频数据的容量。

4.根据权利要求3的视频混洗装置，其中所述第二地址产生装置包括：

一个基准表，用于存储关于36页的基准值，这36页以一帧的视频数据沿着垂直方向被分割的方式划分所述存储器；

第一取代地址产生器，利用由所述第一地址产生装置产生的第一隔行地址和存储在所述基准表中的一个对应的基准值，产生一个第一取代页地址；

第二取代地址产生器，利用由所述第一地址产生装置产生的第一混洗地址和存储在所述基准表中的一个对应的基准值，产生一个第二取代页地址；

一个隔行地址产生器，利用由所述第一取代地址产生器产生的第一取代页地址，产生一个第二隔行地址；

一个混洗地址产生器，利用由所述第二取代地址产生器产生的第二取代页地址，产生一个第二混洗地址；和

一个初始化/改组控制器，用于确定被用于产生第一和第二取代页地址的基准值。

5.根据权利要求4的视频混洗装置，其中所述初始化/改组控制器确定以一帧为单元的用于产生第一和第二取代页地址的基准值。

6.根据权利要求5的视频混洗装置，其中所述第一取代地址产生器包括：

一个页地址产生器，用于产生对应于从所述第一地址产生装置接收的一个第一隔行地址的页地址；和

一个地址取代器，利用由所述页地址产生器产生的一个页地址和存储在所述基准表中的对应的基准值而产生第一取代页地址。

7.根据权利要求5的视频混洗装置，其中所述第二取代地址产生器包括：

一个页地址产生器，用于产生对应于从所述第一地址产生装置接收的一个第一混洗地址的页地址；和

一个地址取代器，利用由所述页地址产生器产生的一个页地址和存储在所述基准表中的对应的基准值而产生第二取代页地址。

8.一种利用单一存储器的视频混洗方法，所述方法包括以下的步骤：

9.根据权利要求8的利用单一存储器进行视频混洗的方法，其中关于在625/50系统中的视频数据的混洗操作是连续地执行的。

10.根据权利要求8的利用单一存储器进行视频混洗的方法，其中关于在525/60系统中的视频数据的混洗操作是连续地执行的。

11.根据权利要求8的利用单一存储器进行视频混洗的方法，其中所述步骤(b)中包括子步骤：

(b1)设置关于36页的基准值，这36页以一帧的图像数据沿着垂直方向被分割的方式划分所述存储器；

(b2)利用由所述步骤(a)中产生的第一隔行地址和在所述子步骤(b1)中设置的对应的基准值，产生一个第一取代页地址；

(b3)利用由所述步骤(a)中产生的第一混洗地址和在所述子步骤(b1)中设置的对应的基准值，产生一个第二取代页地址；

(b4)利用在子步骤(b2)中产生的第一取代页地址，产生一个第二隔行地址；

(b5)利用在子步骤(b3)中产生的第二取代页地址，产生一个第二混洗地址。