CN1878282A - 一种用于数字视频解交错及其场序列检测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于数字视频解交错的场序列检测方法和装置，均需要收集用于进行场序列检测的像素差值绝对值之和(SAD)值并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列。本发明还公开了一种实现数字视频解交错的方法和装置，本发明方法和装置均可明显提高播放视频流时的图像质量，并提高用户满意度。

Description

一种用于数字视频解交错及其场序列检测的方法和装置

技术领域

本发明涉及数字视频技术，具体涉及一种用于数字视频解交错及其场序列检测的方法和装置。

背景技术

3:2折叠(Pulldown)技术是目前所普遍应用的将电影视频流转化为电视视频流的技术，该技术可以将24帧/秒逐行扫描的电影视频流转换成符合美国国家电视标准委员会(National Television System Committee，NTSC)制式电视视频信号要求的约60场/秒隔行扫描的视频场格式，使转换后的视频流能被电视正常播放。通常，可以将由所述电影视频流转换成的所述场视频流称为3:2Pulldown场序列。参见图1，图1中示出了3:2Pulldown场序列的生成原理，该原理为：利用场复制的方法根据每4帧图像生成10场电视信号。具体而言，图1中的偶场由电影帧的偶数行生成，奇场则由电影帧的奇数行生成；可以看到，由于第N场和第N+2场同为偶场且来自同一帧，因此是一对内容相同的复制场；同理，第N+5场和第N+7场也是一对复制场。

随着电视技术的发展，逐行扫描的电视正逐渐得到普及。为了能在逐行扫描的电视上正常观看电视节目，需要应用能将电视所收到的隔行扫描场信号转换为逐行扫描帧信号的解交错技术。目前，针对一般的隔行扫描电视视频流所采用的解交错模式通常被称作普通视频模式；针对3:2Pulldown场序列所采用的解交错模式通常被称作电视电影模式。具体而言，针对3:2Pulldown场序列所采用的解交错模式通常是以这样的处理方法实现的：将3:2Pulldown场序列中的复制场(如第(N+2)场和第(N+7)场)删除，并将剩余的视频场逐对合并(如第N场和第(N+1)场，第(N+3)场和第(N+4)场)；这种处理方法通常被称作反3:2Pulldown，经过反3:2Pulldown处理之后原始的逐行帧信号被完美的恢复出来，因而其视频效果要比采用普通模式好很多。

在实际应用中，由于逐行扫描电视所收到的电视信号往往是包含普通隔行扫描电视视频流和3:2Pulldown场序列的混合视频流，如果逐行扫描电视能够检测收到的视频流的类别，并针对普通隔行扫描电视视频流和3:2Pulldown场序列进行不同的解交错处理，那么就可以保证对于不同的视频流类别都达到最佳画质。

目前所应用的3:2Pulldown场序列检测的原则为：寻找能体现3:2Pulldown场序列特征的呈规律性出现的复制场(即每5场中有一场是复制场，且各复制场在5场中的位置保持不变)。具体的3:2Pulldown场序列检测原理如图1所示，计算每两个相邻同极性场(偶场或奇场)间的像素差值绝对值之和(Sum of Absolute Difference，SAD)，并将计算出的每5个SAD值确定为一轮；在2或3轮等有限轮中，如果各轮中最小的SAD值在该轮的5个SAD值中所处的位置保持不变，那么就确定接收到的视频流是3:2Pulldown场序列，进而应用反3:2Pulldown等处理方法进行电视电影模式所对应的解交错处理。

在实际应用中，目前所应用的3:2Pulldown场序列检测方法往往存在如下问题：由于采用固定或单一门限造成无法正确识别3:2Pulldown场序列，这将导致3:2Pulldown场序列很可能不会得到电视电影模式所对应的解交错处理，使得视频流被解交错后所显示出的图像质量偏低，进而降低了用户满意度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于数字视频解交错的场序列检测方法和装置，以提高播放视频流时的图像质量，提高用户满意度。

本发明的另一目的在于提供一种实现数字视频解交错的方法和装置，以提高播放视频流时的图像质量，提高用户满意度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种用于数字视频解交错的场序列检测方法，包括用于在普通视频模式下，检测场序列中是否有折叠场序列出现的步骤：

A.收集用于进行场序列检测的SAD值，并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时，进入步骤B；

B.根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列；当判断结果为否时返回步骤A。

步骤A中，收集所述SAD值的方法为：

计算场序列中每两个相邻同极性场间的SAD值，顺序得到这样的一轮SAD值，并将得到的SAD值按序存储起来。

步骤A中，判断所述场序列是否为运动场景的方法为：

判断SADMin是否小于预先设置的第一绝对门限，并在判断结果为是时用收集的所述SAD值中除SADMin以外的SAD值分别与预先设置的第一相对门限相乘，并判断SADMin是否比乘得的各结果中的任何一个都小，如果是，确定SADMin针对的场序列是运动场景；否则，确定SADMin针对的场序列不是运动场景。

所述第一相对门限的取值范围是：0到0.5之间。

步骤B中，所述判断方法为：判断曾收集的各轮SAD值中的SADMin所处的位置PosMin是否相同，如果是，确定有呈规律性出现的复制场；否则，确定没有呈规律性出现的复制场。

步骤A中，当判断结果为是时进一步用所述最小的SAD值所处的位置PosMin更新参考位置PrevPosMin的值；

在电视电影模式下，该方法进一步包括用于检测场序列中是否有普通视频场序列出现的以下步骤：

C.收集用于进行场序列检测的SAD值，判断其中位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，当判断结果为是时进入步骤D；

D.判断是否多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，并在判断结果为是时确定所接收的场序列为普通视频场序列。

步骤C中，判断所述场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景的方法是：

判断位于PrevPosMin的SAD值是否小于预先设置的第二绝对门限，并在判断结果为是时用收集的所述SAD值中除位于PrevPosMin的SAD值以外的SAD值分别与第二相对门限相乘，并判断位于PrevPosMin的SAD值是否大于乘得的四个结果中的任何一个，如果是，确定位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景；否则，确定位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列不是普通视频场序列的运动场景以及运动与静止交界场景。

步骤A中，当判断结果为是时进一步累计收集到有效SAD值的有效轮数，

步骤C中，当所述判断的结果为是时减少收集的所述有效轮数；

步骤D中，所述判断方法为：

判断减少了的所述有效轮数是否达到预先设置的场序列结束门限，如果达到，则确定多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景；否则，确定没有多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景。

该方法进一步包括：

当统计的解交错模式转换频率尚未达到预先设置的解交错模式转换门限时，判断视频流是否稳定，并在确定视频流稳定时提高解交错模式转换频率；

当统计的解交错模式转换频率达到了所述解交错模式转换门限时，降低解交错模式转换频率。

判断视频流是否稳定的方法是：

在当前解交错的模式为普通模式时，判断收集SAD值的轮数值所达到的最大值是否大于预先设置的最大计数门限，如果大于，确定视频流不稳定；否则，确定视频流稳定；

和/或，在当前解交错的模式为电视电影处理模式时，判断收集SAD值的轮数值所达到的最小值是否小于预先设置的最小计数门限，如果小于，确定视频流不稳定；否则，确定视频流稳定。

所述场序列是3:2Pulldown场序列。

本发明还公开了一种实现数字视频解交错的方法，在普通视频模式下，该方法包括以下步骤：

a.收集用于进行场序列检测的SAD值并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时，进入步骤b；

b.根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列，并对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理；当判断结果为否时返回步骤a。

本发明还公开了一种用于数字视频解交错的场序列检测装置，该装置包括依次相连的SAD计算及累计模块、SAD判决模块、场序列特征判决模块；

其中，SAD计算及累计模块，用于收集进行场序列检测的SAD值并针对收集的SAD值选择其中最小的SAD值SADMin，再将所选择的SADMin及其所处位置PosMin发送给SAD判决模块；

SAD判决模块，用于判断收到的SADMin所针对的场序列是否为运动场景，还在判断结果为是时通知场序列特征判决模块；

场序列特征判决模块，用于根据PosMin确定是否存在能体现场序列特征的呈规律性出现的复制场，并在确定存在呈规律性出现的复制场时确定所接收的场序列为折叠场序列。

所述场序列特征判决模块，进一步用于控制相连的处理模式判决模块将视频流发送给电视电影解交错模块处理。

SAD判决模块，进一步用于判断位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，还在判断结果为是时通知场序列特征判决模块；

场序列特征判决模块，进一步用于根据SAD判决模块针对PrevPosMin的SAD值的判断结果，判断是否多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，并在判断结果为是时确定所接收的场序列为普通视频场序列。

所述场序列特征判决模块，进一步用于控制相连的处理模式判决模块将视频流发送给普通视频解交错模块处理。

该装置进一步包括与场序列特征判决模块相连的门限自适应调整模块，用于获知场序列特征判决模块所统计的解交错模式转换频率，并在解交错模式转换频率尚未达到预先设置的解交错模式转换门限时，判断视频流是否稳定，再在确定视频流稳定时提高解交错模式转换频率；还在解交错模式转换频率达到了所述解交错模式转换门限时，降低解交错模式转换频率。

所述视频流是数据存储器所接收到的隔行扫描数据，该数据存储器所述与处理模式判决模块相连。

本发明还公开了一种实现数字视频解交错的装置，该装置包括依次相连的SAD计算及累计模块、SAD判决模块、场序列特征判决模块；

其中，SAD计算及累计模块，用于收集进行场序列检测的SAD值并针对收集的SAD值选择其中最小的SAD值SADMin，再将所选择的SADMin及其所处位置PosMin发送给SAD判决模块；

SAD判决模块，用于判断收到的SADMin所针对的场序列是否为运动场景，还在判断结果为是时通知场序列特征判决模块；

场序列特征判决模块，用于根据PosMin确定是否存在能体现场序列特征的呈规律性出现的复制场，在确定存在呈规律性出现的复制场时确定所接收的场序列为折叠场序列，并控制相连的处理模式判决模块将视频流发送给电视电影解交错模块处理。

与现有技术相比，本发明所提供的用于数字视频解交错的场序列检测方法和装置，均需要收集用于进行场序列检测的SAD值并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列。本发明所提供的实现数字视频解交错的方法和装置，均需要在确定所接收的场序列为折叠场序列时，对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理。

可见，本发明方法和装置均能及时、准确地确定是否有必要针对收到的视频流进行解交错模式的转换，因而可以明显提高播放视频流时的图像质量，并提高用户满意度。再有，本发明方法和装置还能进一步有效控制解交错模式转换的频率，这也能提高播放视频流时的图像质量，并提高用户满意度。

附图说明

图1为现有技术的3:2Pulldown场序列生成及检测原理示意图；

图2为本发明一较佳实施例的3:2Pulldown场序列检测流程图；

图3为本发明一较佳实施例的控制电视电影、普通视频两种解交错模式之间切换频率的流程图；

图4为本发明一较佳实施例的3:2Pulldown场序列检测装置及原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明详细说明。

经过对折叠场序列和普通场序列的深入分析，可以总结得出下述的两种场序列在不同的场景下的本质区别和相应的较佳的解交错处理方法：

具体而言，针对每5个一组的SAD值进行考察是3:2折叠场序列检测过程的重要组成部分：

1)针对普通场序列中的运动场景而言，5个SAD值都很大，即使偶尔出现了某个SAD值很小，那该SAD值出现的位置也会非常随机；这种情况下最好对收到的视频流进行普通视频模式所对应的解交错处理；

2)针对普通场序列中的静止场景而言，5个SAD值都很小，无须对解交错模式进行限制；

3)针对折叠场序列中的运动场景而言，5个SAD值中有1个SAD值很小并且其位置保持不变，而且该SAD值明显比其它4个SAD值小很多；这种情况下最好对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理；

4)针对折叠场序列中的静止场景而言，5个SAD值都很小，无须对解交错模式进行限制；

5)针对普通场序列中的运动与静止交界场景而言，5个SAD值有大有小，无任何规律；这种情况下最好对收到的视频流进行普通视频模式所对应的解交错处理；

6)针对折叠场序列中的运动与静止交界场景而言，复制场间的SAD值一般是最小的，其余4个SAD值的大小则无规律；这种情况下最好对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理。

由以上所述可见，由于在静止场景下采用哪种解交错模式均可，因此可以尽量保证在遇到静止场景时不改变当前解交错模式。

因此，采用上述分析结论，本发明所提供的用于数字视频解交错的场序列检测方法和装置，均需要收集用于进行场序列检测的SAD值并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列。本发明所提供的实现数字视频解交错的方法和装置，均需要在确定所接收的场序列为折叠场序列时，对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理。

参见图2，图2为本发明一较佳实施例的3:2Pulldown场序列检测流程图，该流程包括以下步骤：

步骤201：针对设置于逐行扫描电视中的用于检测3:2Pulldown场序列的检测器，进行系统初始化操作。

所述系统初始化操作通常包括：

清空SAD计数器SADCntr，使SADCntr的值为0；将目前的反3:2PD状态InvPDStatus设置为关闭；

清空反3:2PD状态切换计数器InvPDSwitchCntr，使InvPDSwitchCntr的值为0。

在进行系统初始化操作时，通常还将当前解交错模式默认为普通视频模式，并初始设置用于记录有效最小SAD所处的位置：参考位置PrevPosMin。

步骤202：场序列检测器接收发送给逐行扫描电视的新一场的数据，计算该场与其前一个同极性场间的SAD值，并将该值按序存储于SAD缓冲器中；还将SADCntr加1。

具体而言，计算SAD值时可以采用3个分量：亮度信号Y分量、颜色信号Cb和Cr分量，也可以只采用亮度信号Y分量；并且，参与计算SAD值的像素可以是场内的所有像素或是所有像素的一半、1/4甚至更少的像素。

步骤203：判断SADCntr所累加的值是否等于5，如果是，进入步骤204；否则，返回步骤202。

步骤204：应用现有技术判断当前是否正处于电视电影处理模式，如果是，进入步骤214；否则，直接进入步骤205。

具体而言，由于在进行系统初始化操作时，已经将当前解交错模式默认为普通视频模式；因此最初进行本步骤的判断操作时，一般会因判断结果为当前没有处于电视电影处理模式而进入步骤205。

步骤205至步骤206：在SAD缓冲器所存储的5个SAD值中选择一个最小的SAD值SADMin并记录其在5个SAD值中所处的位置PosMin，再判断SADMin是否满足判决条件1，如果满足，进入步骤208；否则，进入步骤207。

所述判决条件1的原则是：SADMin足够小，并且SADMin比所述5个SAD值中的其它4个都小很多。有鉴于该原则，判决条件1可以通过预先设置的第一绝对门限和第一相对门限实现，如：判断SADMin是否小于第一绝对门限，如果不是，确定判决条件1不满足；否则，进一步用5个SAD值中的所述其它4个SAD值分别与第一相对门限相乘，并判断SADMin是否大于乘得的四个结果中的任何一个，如果是，确定判决条件1不满足；否则，确定判决条件1满足。

所述第一相对门限的取值范围通常位于0到0.5之间，其作用在于将复制场和非复制场有效区分；当然，第一相对门限可以具有不同的取值范围，只要能通过第一相对门限确定SADMin是否比所述5个SAD值中的其它4个都小很多即可。

步骤207：重置预先设置的InvPDSwitchCntr，使InvPDSwitchCntr的计数值为0，之后直接进入步骤222。

步骤208：判断InvPDSwitchCntr的计数值是否大于0，如果是，进入步骤210；否则，进入步骤209。

步骤209：确定第一个有效的SADMin已被找到，并用其位置更新PrevPosMin，设置InvPDSwitchCntr＝1，之后直接进入步骤222。

步骤210：判断步骤205中所记录的PosMin是否与当前所存储的PrevPosMin相同，如果相同，进入步骤211；否则，进入步骤209。

步骤211：将InvPDSwitchCntr的计数值加1。

步骤212：判断InvPDSwitchCntr的计数值是否达到了预先设置的3:2Pulldown场序列起始门限CntrThrOn，如果达到，进入步骤213；否则，直接进入步骤222。

具体而言，可以在InvPDSwitchCntr的计数值大于等于CntrThrOn时，确定InvPDSwitchCntr的计数值达到了CntrThrOn。

步骤213：确定检测到了3:2Pulldown场序列，进一步可以针对收到的视频流启动反3:2pulldown功能，以便应用反3:2pulldown功能所对应的反3:2pulldown等处理方法对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理；将目前的反3:2PD状态InvPDStatus设置为打开；之后，直接进入步骤222。

步骤214至步骤215：在SAD缓冲器所存储的5个SAD值中选择位于PrevPosMin的SAD值，并判断所选择的SAD值是否满足判决条件2，如果满足，进入步骤216；否则，进入步骤219。

再有，所述判决条件2的原则是：位于PrevPosMin的SAD值足够小，并且该SAD值不比所述5个SAD值中的其它4个大太多。有鉴于该原则，判决条件2可以通过预先设置的第二绝对门限和第二相对门限实现，如：判断位于PrevPosMin的SAD值是否小于第二绝对门限，如果不是，确定判决条件2不满足；否则，进一步用5个SAD值中的所述其它4个SAD值分别与第二相对门限相乘，并判断位于PrevPosMin的SAD值是否大于乘得的四个结果中的任何一个，如果是，确定判决条件2不满足；否则，确定判决条件2满足。

所述第二相对门限的取值范围通常位于1到2之间，其作用在于判断复制场是否还存在；当然，第二相对门限可以具有不同的取值范围，只要能通过第二相对门限确定位于PrevPosMin的SAD值是否比所述5个SAD值中的其它4个大太多即可。

步骤216：将InvPDSwitchCntr的计数值加1。

步骤217：判断InvPDSwitchCntr的计数值是否超过了CntrThrOn，如果超过，进入步骤218；否则，直接进入步骤222。

具体而言，可以在InvPDSwitchCntr的计数值大于CntrThrOn时，确定InvPDSwitchCntr的计数值超过了CntrThrOn。

步骤218：将CntrThrOn的值赋给InvPDSwitchCntr，使InvPDSwitchCntr的计数值被封顶于CntrThrOn。

步骤219：将InvPDSwitchCntr的计数值减1。

步骤220：判断InvPDSwitchCntr的计数值是否达到了预先设置的3:2Pulldown场序列结束门限CntrThrOff，如果达到，进入步骤221；否则，直接进入步骤222。实际上，当InvPDSwitchCntr的计数值达到了CntrThrOff时，也就意味着呈规律性出现的复制场已经不存在了。

具体而言，可以在InvPDSwitchCntr的计数值小于等于CntrThrOff时，确定InvPDSwitchCntr的计数值达到了CntrThrOff。

步骤221：确定3:2Pulldown场序列已经结束，进一步可以关闭反3:2pulldown功能，不再对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理，转而对收到的视频流进行普通视频模式所对应的解交错处理，并将目前的反3:2PD状态InvPDStatus设置为关闭，设置InvPDSwitchCntr＝0。

步骤222：清空SAD缓冲器和SADCntr，以便开始进行下一次3:2Pulldown场序列检测；之后，返回步骤202。

图2中，第一绝对门限和第二绝对门限的值可以相等也可以不相等。再有，由于噪声、视频编辑等因素的影响，复制场间的SAD值是不为0但相对较小的值，因此第一绝对门限和第二绝对门限必须足够高，以覆盖这种非零的复制场间的SAD值；并且，第一绝对门限和第二绝对门限还要尽量低，以便将复制场间的SAD值与其它运动场景下的SAD值分离开。

由图2可知，步骤201至步骤203的关键作用在于收集到可以进行3:2Pulldown场序列检测的最基本元素：5个SAD值。

步骤205至步骤212的关键作用在于：判断收集到的5个SAD值中的SADMin是否足够小、以及是否比所述5个SAD值中的其它4个都小很多。这样做既可以将复制场间的SAD值与其它运动场景下的SAD值分离开，又能保证视频流中的静止场景无法使判决条件1满足。显然，在从5个SAD值中简单地选择出SADMin后，判决条件1为准确地确定SADMin的有效性提供了技术支持。

当然，步骤205至步骤212的关键作用还在于：在确定了SADMin的有效性之后，尽量寻找能体现3:2Pulldown场序列特征的呈规律性出现的复制场；寻找呈规律性出现的复制场的方式则为：将每次所收集的具有有效SADMin的5个SAD值确定为有效的一轮，并用InvPDSwitchCntr累计有效轮数；在CntrThrOn次数的有效轮中，如果各轮中的SADMin在该轮的5个SAD值中所处的位置保持不变，则确定出现了呈规律性出现的复制场，因而可以确定接收到的视频流是3:2Pulldown场序列。

步骤214至步骤222的关键作用在于：判断SAD缓冲器所存储的5个SAD值中位于PosMin位置的SAD值是否足够小、以及是否比所述5个SAD值中的其它4个大太多。这样做既可以将复制场间的SAD值与其它运动场景下的SAD值分离开，使普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景被区别出来；又能保证视频流中的静止场景尽量能使判决条件2满足，使得解交错模式的转换极少出现。这样做是因为无论在普通视频模式的视频流中还是在电视电影模式的视频流中，在静止场景时5个SAD值都很小，各SAD值之间的差别也不是很大；这种情况下，没有必要进行解交错模式的转换。

步骤214至步骤222的关键作用还在于：判断位于PosMin位置的SAD值不满足判决条件2的次数是否达到CntrThrOff，并在达到时确定视频流中已不存在3:2Pulldown场序列所特有的呈规律性出现的复制场，因而确定3:2Pulldown场序列已经结束。

由以上所述可见，图2所示流程通过合理地组合利用绝对门限和相对门限，可以准确地确定SADMin的有效性，并以此为基础确定接收到的视频流是否为3:2Pulldown场序列，进而能及时、准确地确定是否有必要在普通视频模式和电视电影模式之间进行解交错模式的转换。显然，解交错模式的及时、准确转换势必能显著提高播放视频流时的图像质量，因而能明显提高用户满意度。

在实际应用中，如果普通视频模式和电视电影模式之间解交错模式转换的频率过高，也会影响处理完视频流后所显示出的图像质量，因此，还可以进一步对解交错模式转换的频率进行有效控制。具体而言，可以通过调整CntrThrOn的值来动态调整普通视频模式和电视电影模式之间进行解交错模式转换的频率，相应的调整方法可见图3所示流程，该流程包括以下步骤：

步骤301：统计一定时间间隔内的解交错模式转换次数ModeSwitchCntr，并判断所统计的ModeSwitchCntr是否尚未达到预先设置的解交错模式转换门限MODESWCHTHR，如果是，进入步骤302；否则，进入步骤308。

步骤302：应用现有技术判断当前是否正处于电视电影处理模式，如果是，进入步骤304；否则，进入步骤303。

步骤303：判断InvPDSwitchCntr所达到的最大值是否大于预先设置的最大计数门限CntrMaxThr，如果是，结束本流程；否则，进入步骤305。

步骤304：判断InvPDSwitchCntr所达到的最大值是否小于预先设置的最小计数门限CntrMinThr，如果是，结束本流程；否则，进入步骤305。

步骤305：将CntrThrOn的值减1。

步骤306：判断CntrThrOn的值是否小于预先设置的最小3:2Pulldown场序列起始门限MinCntrThrOn，如果是，进入步骤307；否则，结束本流程。

步骤307：将MinCntrThrOn的值赋给CntrThrOn，使CntrThrOn的值被封顶于MinCntrThrOn。

步骤308：将CntrThrOn的值加1。

步骤309：判断CntrThrOn的值是否大于预先设置的最大3:2Pulldown场序列起始门限MaxCntrThrOn，如果是，进入步骤310；否则，结束本流程。

步骤310：将MaxCntrThrOn的值赋给CntrThrOn，使CntrThrOn的值被封顶于MaxCntrThrOn。

从原理上讲，之所以进行步骤303，是因为当解交错模式转换不是很频繁、并且当前不处于电视电影处理模式时，能体现3:2Pulldown场序列特征的复制场会很少出现，使得InvPDSwitchCntr的值始终比较小。这种情况下，如果InvPDSwitchCntr所达到的最大值小于CntrMaxThr，说明视频流目前比较稳定，因而可以适当减小CntrThrOn的值，这会使InvPDSwitchCntr相对容易达到CntrThrOn，这样就可以使解交错模式检测的灵敏度恢复正常；；否则，说明视频流目前不是很稳定，因而最好不要对CntrThrOn的值进行改变，而是等到视频流比较稳定时再对CntrThrOn进行改变。

同理，之所以进行步骤304，是因为当解交错模式转换不是很频繁、并且当前处于电视电影处理模式时，能体现3:2Pulldown场序列特征的复制场会频繁出现，使得InvPDSwitchCntr的值始终比较大。这种情况下，如果InvPDSwitchCntr所达到的最小值小于CntrMinThr，说明视频流目前不是很稳定，因而最好不要对CntrThrOn的值进行改变，而是等到视频流比较稳定时再对CntrThrOn进行改变；否则，说明视频流目前比较稳定，因而可以适当减小CntrThrOn的值，这会使InvPDSwitchCntr相对容易达到CntrThrOn，使得普通视频模式和电视电影模式之间进行解交错模式检测的灵敏度得以提高到正常状态。

再有，之所以进行步骤308，是因为在解交错模式转换过于频繁的情况下，可以适当增加CntrThrOn的值；这会使InvPDSwitchCntr相对不容易达到CntrThrOn，因而可以降低普通视频模式和电视电影模式之间进行解交错模式转换的频率。

另外，也可以在步骤302之前增加判断CntrThrOn是否等于预先设置的最小折叠场序列起始门限MinCntrThrOn的步骤，并且如果判断结果为是，则结束本流程，否则再进入步骤302。之所以采用该步骤，是因为当解交错模式切换不是很频繁时，如果CntrThrOn为正常值，则认为当前的检测灵敏度保持在正常状态，可以不调整CntrThrOn的值。

需要说明的是，在执行图3的流程中，可以设置CntrThrOn为初始值时，即为其达到正常值，相应的当前的视频解交错模式检测灵敏度也为正常状态。

可见，图3所示流程可以合理、有效地动态调整普通视频模式和电视电影模式之间进行解交错模式转换的频率。

为了保证图2、图3中所示流程可顺利执行，需要在逐行扫描电视中进行如图4所示的设置。图4中，场序列检测器420中依次相连的SAD计算及累积模块421、SAD判决模块422和场序列特征判决模块423是用于执行图2、图3中所示流程的关键器件。

具体而言，数据存储器410用于缓存收到的隔行扫描视频流，并将缓存的隔行扫描视频流发送给自身相连的SAD计算及累积模块421和处理模式判决模块430；SAD计算及累积模块421根据收到的视频流中所包含的视频场，收集SAD值、确定SADMin和PosMin，并将这些SAD信息发送给SAD判决模块422；SAD判决模块422根据来自SAD计算及累积模块421的SAD信息，应用判决条件1判断收到的SADMin所针对的场序列是否为运动场景，并在判断结果为是时通知场序列特征判决模块423；场序列特征判决模块423则寻找能体现3:2Pulldown场序列特征的呈规律性出现的复制场，并在因发现呈规律性出现的复制场而确定接收到的视频流是3:2Pulldown场序列时，向处理模式判决模块430发送表示当前处于电视电影模式的检测标志。

处理模式判决模块430收到表示当前处于电视电影模式的检测标志时，将来自数据存储器410的视频流发送给电视电影解交错模块441；电视电影解交错模块441应用反3:2pulldown功能所对应的反3:2pulldown等处理方法对收到的隔行扫描视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理，并将完成解交错处理后所形成的逐行扫描视频流发送给相连的显示设备显示。

SAD判决模块422还可以在判决条件1不满足时重置自身所设置的InvPDSwitchCntr；场序列特征判决模块423还可以在判决条件1满足但出现了位置不一致的SADMin时，确定第一个有效的SADMin已被找到，并用其位置更新原来所存储的PosMin。

当然，SAD计算及累积模块421进一步可以在SAD缓冲器所存储的5个SAD值中选择位于PrevPosMin的SAD值，并将选择的SAD值发送给SAD判决模块422；SAD判决模块422进一步可以应用判决条件2判断位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，并在判断结果为是时通知场序列特征判决模块423；场序列特征判决模块423进一步可以根据SAD判决模块422针对位于PrevPosMin的SAD值的判断结果，判断是否多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景。

当判断结果为否时场序列特征判决模块423可以进一步适当增加InvPDSwitchCntr的值；当判断结果为是时场序列特征判决模块423可以进一步向处理模式判决模块430发送表示当前处于普通视频模式的检测标志。处理模式判决模块430收到表示当前处于普通视频模式的检测标志时，将来自数据存储器410的视频流发送给普通视频解交错模块441；普通视频解交错模块441则对收到的隔行扫描视频流进行普通视频模式所对应的解交错处理，并将完成解交错处理后所形成的逐行扫描视频流发送给相连的显示设备显示。

在实际应用中，当一次3:2Pulldown场序列检测结束时，场序列特征判决模块423还要通知SAD计算及累积模块421清空SAD缓冲器和SADCntr，以便开始进行下一次3:2Pulldown场序列检测。再有，场序列检测器420中还可以进一步设置有和场序列特征判决模块423相连的门限自适应调整模块424，用于从场序列特征判决模块423获知解交错模式转换的频率，并根据获知的频率判断是否应对CntrThrOn的取值进行增减，再将判断结果通知场序列特征判决模块423，由场序列特征判决模块423对自身保存的CntrThrOn进行相应的增减处理。

综上所述，在实际应用中，若像素的取值位宽为8比特，所述绝对门限的取值范围通常位于4到16之间，如果像素的取值位宽为其他值，则绝对门限的取值范围同比例增减：例如像素表示数位宽增1，为9比特数，则绝对门限的取值范围乘2，为8～32；像素表示数位宽减1，则绝对门限的取值范围乘1/2，为2～8，其他则依此类推；CntrThrOn的取值范围通常位于3到24之间；CntrThrOff的取值范围通常也位于3到24之间，但小于CntrThrOn的取值。

当CntrThrOn自适应变化时，这也是CntrThrOn的最小值(也是初始值)MinCntrThrOn；CntrThrOn的变化范围为从MinCntrThrOn到最高上限MaxCntrThrOn，MaxCntrThrOn的范围为24～48，根据选取的MinCntrThrOn相应加大或减小；

门限自适应调整模块424的统计时间间隔可设为4～16秒，取值越小，反应速度越快，但准确率越低；

门限MODESWCHTHR决定了在统计时间内模式切换了多少次才算“过于频繁”，一般可选择2～8，通常统计时间间隔越长，门限越高；

当CntrThrOn提高后，状态的切换次数降到了门限MODESWCHTHR以下，这时就应该考虑何时减小CntrThrOn从而恢复到起始值；为此在每一个统计时间间隔内，计数器InvPDSwitchCntr的变化也在监视之列：在普通模式下，InvPDSwitchCntr达到的最大值被记录下来，如果它小于门限CntrMaxThr(可设为与MinCntrThrOn相等)，则CntrThrOn开始递减；类似的，在电影模式下，InvPDSwitchCntr达到的最小值被记录下来，如果它大于门限CntrMinThr(可设为当前CntrThrOn-2)，则CntrThrOn开始递减。

在实际应用中，判断SAD值所针对的场序列是否为运动场景，以及判断SAD值所针对的场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景的方法可能有多种。可以应用前述的绝对门限和相对门限进行判断，也可以应用其它方法进行相应判断。

实际上，以上所描述的用于数字视频解交错及其场序列检测的方法和装置，不仅适用于3:2Pulldown技术，还适用于24:1Pulldown技术等其它类似的Pulldown技术。从原理上讲，无论适用于哪种Pulldown技术，视频场序列的每N场中必须有1个复制场，如：3:2Pulldown技术是每5个视频场中有1个复制场；适用于不同Pulldown技术时的区别一般只在于：每一轮所收集的SAD数目不同，如：适用于3:2Pulldown技术时，每一轮所收集的SAD数目是5个。

由以上所述可以看出，本发明所提供的用于数字视频解交错的场序列检测方法和装置，以及实现数字视频解交错的方法和装置，均可明显提高播放视频流时的图像质量，并提高用户满意度。

Claims (19)

1、一种用于数字视频解交错的场序列检测方法，其特征在于，包括用于在普通视频模式下，检测场序列中是否有折叠场序列出现的步骤：

A.收集用于进行场序列检测的像素差值绝对值之和SAD值，并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时，进入步骤B；

B.根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列；当判断结果为否时返回步骤A。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，收集所述SAD值的方法为：

计算场序列中每两个相邻同极性场间的SAD值，顺序得到这样的一轮SAD值，并将得到的SAD值按序存储起来。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，判断所述场序列是否为运动场景的方法为：

判断SADMin是否小于预先设置的第一绝对门限，并在判断结果为是时用收集的所述SAD值中除SADMin以外的SAD值分别与预先设置的第一相对门限相乘，并判断SADMin是否比乘得的各结果中的任何一个都小，如果是，确定SADMin针对的场序列是运动场景；否则，确定SADMin针对的场序列不是运动场景。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一相对门限的取值范围是：0到0.5之间。

5、如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述判断方法为：判断曾收集的各轮SAD值中的SADMin所处的位置PosMin是否相同，如果是，确定有呈规律性出现的复制场；否则，确定没有呈规律性出现的复制场。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，当判断结果为是时进一步用所述最小的SAD值所处的位置PosMin更新参考位置PrevPosMin的值；

在电视电影模式下，该方法进一步包括用于检测场序列中是否有普通视频场序列出现的以下步骤：

C.收集用于进行场序列检测的SAD值，判断其中位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，当判断结果为是时进入步骤D；

D.判断是否多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，并在判断结果为是时确定所接收的场序列为普通视频场序列。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C中，判断所述场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景的方法是：

判断位于PrevPosMin的SAD值是否小于预先设置的第二绝对门限，并在判断结果为是时用收集的所述SAD值中除位于PrevPosMin的SAD值以外的SAD值分别与第二相对门限相乘，并判断位于PrevPosMin的SAD值是否大于乘得的四个结果中的任何一个，如果是，确定位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景；否则，确定位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列不是普通视频场序列的运动场景以及运动与静止交界场景。

8、如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤A中，当判断结果为是时进一步累计收集到有效SAD值的有效轮数，

步骤C中，当所述判断的结果为是时减少收集的所述有效轮数；

步骤D中，所述判断方法为：

判断减少了的所述有效轮数是否达到预先设置的场序列结束门限，如果达到，则确定多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景；否则，确定没有多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景。

9、如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

当统计的解交错模式转换频率尚未达到预先设置的解交错模式转换门限时，判断视频流是否稳定，并在确定视频流稳定时恢复正常的解交错模式检测灵敏度；

当统计的解交错模式转换频率达到了所述解交错模式转换门限时，降低解交错模式转换频率。

10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，判断视频流是否稳定的方法是：

在当前解交错的模式为普通模式时，判断收集SAD值的轮数值所达到的最大值是否大于预先设置的最大计数门限，如果大于，确定视频流不稳定；否则，确定视频流稳定；

和/或，在当前解交错的模式为电视电影处理模式时，判断收集SAD值的轮数值所达到的最小值是否小于预先设置的最小计数门限，如果小于，确定视频流不稳定；否则，确定视频流稳定。

11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场序列是3∶2折叠Pulldown场序列。

12、一种实现数字视频解交错的方法，其特征在于，在普通视频模式下，该方法包括以下步骤：

a.收集用于进行场序列检测的SAD值并选择其中最小的SAD值SADMin，判断选择的所述SADMin所针对的场序列是否为运动场景，当判断结果为是时，进入步骤b；

b.根据收集的所述SAD值中SADMin所处的位置PosMin，判断是否存在呈规律性出现的复制场，当判断结果为是时确定所接收的场序列为折叠场序列，并对收到的视频流进行电视电影模式所对应的解交错处理；当判断结果为否时返回步骤a。

13、一种用于数字视频解交错的场序列检测装置，其特征在于，该装置包括依次相连的SAD计算及累计模块、SAD判决模块、场序列特征判决模块；

其中，SAD计算及累计模块，用于收集进行场序列检测的SAD值并针对收集的SAD值选择其中最小的SAD值SADMin，再将所选择的SADMin及其所处位置PosMin发送给SAD判决模块；

SAD判决模块，用于判断收到的SADMin所针对的场序列是否为运动场景，还在判断结果为是时通知场序列特征判决模块；

场序列特征判决模块，用于根据PosMin确定是否存在能体现场序列特征的呈规律性出现的复制场，并在确定存在呈规律性出现的复制场时确定所接收的场序列为折叠场序列。

14、如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述场序列特征判决模块，进一步用于控制相连的处理模式判决模块将视频流发送给电视电影解交错模块处理。

15、如权利要求13所述的装置，其特征在于：

SAD判决模块，进一步用于判断位于PrevPosMin的SAD值所针对的场序列是否为普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，还在判断结果为是时通知场序列特征判决模块；

场序列特征判决模块，进一步用于根据SAD判决模块针对PrevPosMin的SAD值的判断结果，判断是否多次出现普通视频场序列的运动场景或运动与静止交界场景，并在判断结果为是时确定所接收的场序列为普通视频场序列。

16、如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述场序列特征判决模块，进一步用于控制相连的处理模式判决模块将视频流发送给普通视频解交错模块处理。

17、如权利要求13至16任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括与场序列特征判决模块相连的门限自适应调整模块，用于获知场序列特征判决模块所统计的解交错模式转换频率，并在解交错模式转换频率尚未达到预先设置的解交错模式转换门限时，判断视频流是否稳定，再在确定视频流稳定时提高解交错模式转换频率；还在解交错模式转换频率达到了所述解交错模式转换门限时，降低解交错模式转换频率。

18、如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述视频流是数据存储器所接收到的隔行扫描数据，该数据存储器所述与处理模式判决模块相连。

19、一种实现数字视频解交错的装置，其特征在于，该装置包括依次相连的SAD计算及累计模块、SAD判决模块、场序列特征判决模块；

其中，SAD计算及累计模块，用于收集进行场序列检测的SAD值并针对收集的SAD值选择其中最小的SAD值SADMin，再将所选择的SADMin及其所处位置PosMin发送给SAD判决模块；

SAD判决模块，用于判断收到的SADMin所针对的场序列是否为运动场景，还在判断结果为是时通知场序列特征判决模块；

场序列特征判决模块，用于根据PosMin确定是否存在能体现场序列特征的呈规律性出现的复制场，在确定存在呈规律性出现的复制场时确定所接收的场序列为折叠场序列，并控制相连的处理模式判决模块将视频流发送给电视电影解交错模块处理。

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