Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umwandeln
und Mischen von Videodaten und insbesondere eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Umwandeln von Videodaten im Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate in Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
und zum Mischen der umgewandelten Videodaten mit anderen Videodaten
im Format mit hoher Chrominanzabtastrate, um eine Videoqualitätsverschlechterung zu
verhindern.The
The invention relates to an apparatus and method for converting
and mixing video data, and more particularly a device and
a method for converting video data in the lower format
Chrominance sample rate in high chrominance sample rate video data
and mixing the converted video data with other video data
in the high chrominance sampling format to allow for video quality degradation
prevent.
Der
MPEG-1-Standard der Motion pictures expert group und der neuere
MPEG-2-Standard werden üblicherweise
für die
Wiedergabe von digitalen Multimediadaten, z.B. Filmen und Animationen,
verwendet, die auf CD-Platten oder DVD-ROM-Platten gespeichert sind.
Außerdem
werden die vorstehend erwähnten
Standards auf hochauflösendes
digitales Fernsehen (HDTV) angewendet, um die Videokompression mit
hoher Qualität
und hoher Effizienz durchzuführen.
MPEG-1 ist der erste Standard, der von der MPEG-Organisation eingeführt wurde.
Dieser MPEG-1-Standard wird zum Komprimieren von 30 Vollbildern
mit einer Videoauflösung
von 320 × 240 zu
einem Videodatenstrom, der mit ungefähr 1,2 Mbps übertragen
wird, und zum Komprimieren von Stereoaudiodaten in einen Audiodatenstrom,
der mit ungefähr
250 kbps übertragen
wird, verwendet. Die Audio- und Videodatenströme werden zu einem Videoclip
miteinander kombiniert, der mit ungefähr 1,5 Mpbs abgespielt wird
und der im Allgemeinen auf einer CD-Platte gespeichert ist und mit
einem 2X-CD-Abspielgerät
wiedergegeben wird. Der MPEG-2-Standard
verbessert den MPEG-1-Standard nicht nur hinsichtlich der Video-
und Audioqualität,
sondern auch hinsichtlich der Bereitstellung zusätzlicher Merkmale, wie z.B.
mehrsprachiger, Mehruntertitel-, Mehrwinkel-Filmbewertung und dergleichen
weiter. Hinsichtlich der Audioqualität passt der MPEG-2-Standard ein ähnliches
Audiokompressionsverfahren, das mit dem MPEG-1-Standard kompatibel
ist, an und fügt
ein fortgeschrittenes Audiocodier- (AAC) Verfahren mit einem hohen
Kompressionsverhältnis
hinzu. Hinsichtlich der Bildqualität ist der MPEG-2-Standard in
der Lage, Videovollbilder mit einer Videoauflösung von 720 × 480 zu
verarbeiten, und implementiert einige neuen Videokompressionsverfahren
und Videoabtastformate, um die Bildklarheit zu verbessern und ein
besseres Kompressionsverhältnis
bereitzustellen.Of the
MPEG-1 standard of the Motion pictures expert group and the newer
MPEG-2 standard usually
for the
Reproduction of digital multimedia data, e.g. Films and animations,
used on CD disks or DVD-ROM disks.
Furthermore
will be those mentioned above
Standards on high-resolution
digital television (HDTV) applied to video compression with
high quality
and high efficiency.
MPEG-1 is the first standard introduced by the MPEG organization.
This MPEG-1 standard is used to compress 30 frames
with a video resolution
from 320 × 240 to
a video stream that transmits at approximately 1.2 Mbps
and compressing stereo audio into an audio stream,
the one with about
250 kbps transfer
is used. The audio and video streams become a video clip
combined, played at approximately 1.5 Mpbs
and which is generally stored on a compact disc and with
a 2X CD player
is reproduced. The MPEG-2 standard
improves the MPEG-1 standard not only in terms of video
and audio quality,
but also with regard to the provision of additional features, e.g.
multilingual, multi-subtitle, multi-angle film rating, and the like
further. In terms of audio quality, the MPEG-2 standard fits a similar one
Audio compression method that complies with the MPEG-1 standard
is, on and adds
an advanced audio coding (AAC) method with a high
compression ratio
added. In terms of image quality, the MPEG-2 standard is in
capable of video frames with a video resolution of 720 × 480
process and implement some new video compression techniques
and video sampling formats to improve and improve image clarity
better compression ratio
provide.
Die
Kompression ist grundsätzlich
ein Prozess zum Beseitigen der wiederholten Teile in Audio- und
Video- (AV-) Daten, um die von den AV-Daten belegte Kapazität zu verringern.
Im übrigen
ist gut bekannt, dass die Videodaten im Allgemeinen viele vernachlässigbaren
Elemente aufweisen. Während
der Kompression, d.h. des Prozesses der Entfernung der vernachlässigbaren
Elemente, werden die wichtigen Elemente in den AV-Daten zuerst identifiziert,
während
der Rest, der sich wiederholt und unwichtig ist, entfernt wird.
Experimente beweisen, dass das menschliche Auge gegen die Helligkeit
empfindlicher ist, aber gegen die Chrominanzvarianz nicht so reagiert.
Folglich verwendet der MPEG-2-Standard zwei Faktoren: Luminanz und
Chrominanz als Farbdarstellungsformat, wobei Y die Luminanz darstellt
und C die Chrominanz darstellt (wobei C CB und CR für die weitere
Unterscheidung einer ersten Chrominanz und einer zweiten Chrominanz
umfasst). Die ursprünglichen
Farbsignale R, G und B werden in Luminanz Y und Chrominanz CB, CR
umgewandelt, bevor die Videodaten codiert werden. Da die Verringerung
der Chrominanzinformation die Datengröße effektiv schrumpfen kann,
während
die Verschlechterung der Bildqualität minimiert wird, nutzt der MPEG-2-Standard
dieses Merkmal, um die Anzahl von Abtastwerten der Chrominanz zu
verringern.The
Compression is basically
a process for eliminating the repeated parts in audio and video
Video (AV) data to reduce the capacity used by the AV data.
Furthermore
It is well known that video data is generally negligible
Have elements. While
the compression, i. the process of removing the negligible
Elements, the important elements in the AV data are first identified,
while
the rest, which is repeated and unimportant, is removed.
Experiments prove that the human eye against the brightness
is more sensitive, but not so reacts to the chrominance variance.
Consequently, the MPEG-2 standard uses two factors: luminance and
Chrominance as a color representation format, where Y represents the luminance
and C represents the chrominance (where C CB and CR for the other
Distinction of a first chrominance and a second chrominance
comprises). The originals
Color signals R, G and B are in luminance Y and chrominance CB, CR
converted before the video data is encoded. Because the reduction
the chrominance information can effectively shrink the data size,
while
The deterioration of image quality is minimized, using the MPEG-2 standard
this feature to increase the number of chrominance samples
reduce.
Der
MPEG-2-Standard definiert drei vordefinierte Abtastformate: 4:2:0,
4:2:2 und 4:4:4, die verschiedene Abtastfrequenzen der Chrominanz
darstellen. Das 4:2:0-Abtastformat
bedeutet, dass ein Chrominanzwert CR und ein Chrominanzwert CB abgetastet
werden, wenn vier Luminanzwerte gewonnen werden. Die in einem CD-ROM
oder einem DVD-ROM gespeicherten digitalen Videodaten zum Anzeigen
eines Hauptbildes weisen das 4:2:2-Abtastformat auf. Das 4:2:2-Abtastformat bedeutet, dass
zwei Chrominanzwerte CR und zwei Chrominanzwerte CB abgetastet werden,
wenn vier Luminanzwerte gewonnen werden. Für das 4:4:4-Abtastformat bedeutet
es, dass vier Chrominanzwerte CR und vier Chrominanzwerte CB abgetastet
werden, wenn vier Luminanzwerte gewonnen werden. Das heißt, keine
Chrominanzverringerung wird durchgeführt, wenn das 4:4:4-Abtastformat
verwendet wird.Of the
MPEG-2 standard defines three predefined sampling formats: 4: 2: 0,
4: 2: 2 and 4: 4: 4, the different sampling frequencies of the chrominance
represent. The 4: 2: 0 sampling format
means that a chrominance value CR and a chrominance value CB are sampled
when four luminance values are obtained. The in a CD-ROM
or a digital video data stored on a DVD-ROM for display
of a main picture have the 4: 2: 2 sample format. The 4: 2: 2 sampling format means that
two chrominance values CR and two chrominance values CB are sampled,
when four luminance values are obtained. For the 4: 4: 4 scan format means
it sampled that four chrominance CR and four chrominance CB
when four luminance values are obtained. That is, none
Chrominance reduction is performed when the 4: 4: 4 sample format
is used.
Man
nehme bitte auf 1 Bezug,
die ein schematisches Diagramm ist, das die Luminanz Y und die Chrominanz
C einer graphischen Anordnung 10 in einem 4:2:0-Abtastformat
gemäß dem Stand der
Technik darstellt. Die graphische Anordnung 10 umfasst
eine Vielzahl von Pixeln 11 (Abtastpunkten), wobei ein
abgetasteter Pixelwert jedes Pixels eine Luminanz Y, Chrominanzen
CB, CR oder eine beliebige Kombination von Luminanz Y und Chrominanzen
CB, CR umfasst. Jede in 1 gezeigte
Markierung O stellt einen abgetasteten Luminanzwert Y dar und jede
in 1 gezeigte Markierung
X stellt einen abgetasteten Chrominanzwert CB oder CR dar. Die graphische
Anordnung 10 besteht aus einer Vielzahl von Zeilen 18.
Die Markierung O, die den abgetasteten Luminanzwert darstellt, und
die Markierung X, die den abgetasteten Chrominanzwert darstellt,
sind in 1 der Deutlichkeit
halber einzeln gezeigt. Für
das 4:2:0-Abtastformat weist die graphische Anordnung 10 eine
identische Abtastrate sowohl in der vertikalen Richtung (Pfeil 12)
als auch in der horizontalen Richtung (Pfeil 14) auf. Außerdem entspricht
die Abtastrate der Luminanz zur Abtastrate der Chrominanz entweder
in der vertikalen Richtung oder der horizontalen Richtung einem
Verhältnis,
das gleich 2:1 ist. Mit anderen Worten, die Abtastrate der Luminanz
ist 4-mal so groß wie
die Abtastrate der Chrominanz. Wie in 1 gezeigt,
demonstriert ferner ein Bildblock 16 mit vier abgetasteten
Luminanzwerten deutlich, dass jeweils vier abgetastete Luminanzwerte
Y einem abgetasteten Chrominanzwert C (einem Chrominanzwert CR oder
einem Chrominanzwert CB) gemäß dem 4:2:0-Abtastformat
entsprechen. Während der Übertragung
und Verarbeitung von Videodaten wird der Abtastpunkt für die graphische
Anordnung 10 zeilenweise in der horizontalen Richtung gemäß dem Pfeil 14 abgetastet.
Unter dieser Betriebsart werden die Mängel des 4:2:0-Abtastformats
vollständig
offenbart. Wie in 1 gezeigt,
weist eine von jeweils zwei Zeilen keinen Abtastpunkt X für die Chrominanz
CB, CR auf, was sich signifikant auf die vertikale Farbauflösung der
Chrominanz auswirkt. Aufgrund dieses Defekts im Abtastformat wird
eine vertikale Interpolation auf den abgetasteten Chrominanzwert
zur Wiederherstellung der fehlenden Chrominanz C angewendet.Please take it 1 Reference which is a schematic diagram showing the luminance Y and the chroma C of a graphic arrangement 10 in a 4: 2: 0 sampling format according to the prior art. The graphic arrangement 10 includes a variety of pixels 11 (Sample points), where a sampled pixel value of each pixel comprises a luminance Y, chrominance CB, CR, or any combination of luminance Y and chrominance CB, CR. Each in 1 0 shown represents a sampled luminance value Y and each in 1 The mark X shown represents a sampled chrominance value CB or CR. The graphic arrangement 10 consists of a variety of lines 18 , The mark O representing the sampled luminance value and the mark X representing the sampled chrominance value are in 1 for the sake of clarity, shown individually. For the 4: 2: 0 sampling format, the graphic arrangement has 10 an identical sampling rate in both the vertical direction (arrow 12 ) as well as in the horizontal direction (arrow 14 ) on. In addition, the sampling rate of the luminance at the sampling rate of the chrominance in either the vertical direction or the horizontal direction corresponds to a ratio equal to 2: 1. In other words, the luminance sampling rate is four times the chrominance sampling rate. As in 1 also shows an image block 16 with four sampled luminance values, each four sampled luminance values Y correspond to a sampled chrominance value C (a chrominance value CR or a chrominance value CB) according to the 4: 2: 0 sampling format. During the transmission and processing of video data, the sampling point for the graphic arrangement becomes 10 line by line in the horizontal direction according to the arrow 14 sampled. Under this mode, the shortcomings of the 4: 2: 0 sampling format are fully disclosed. As in 1 , one of every two lines has no sampling point X for the chrominance CB, CR, which has a significant effect on the vertical color resolution of the chrominance. Because of this defect in the scan format, vertical interpolation is applied to the sampled chrominance value to recover the missing chrominance C.
Man
nehme bitte auf 2 Bezug,
die ein schematisches Diagramm ist, das die Luminanz Y und Chrominanz
C einer graphischen Anordnung 20 in einem 4:2:2-Abtastformat
gemäß dem Stand
der Technik darstellt. Die graphische Anordnung 20 weist auch
eine Vielzahl von Pixeln 21 (Abtastpunkten) auf, wobei
der abgetastete Pixelwert von jedem Pixel 21 eine Luminanz
Y, Chrominanz CB, CR oder irgendeine Kombination von Luminanz Y
und Chrominanz CB, CR umfasst. Ebenso stellt die Markierung O einen
abgetasteten Luminanzwert Y dar und die Markierung X stellt einen
abgetasteten Chrominanzwert CB oder CR dar. Außerdem besteht die graphische Anordnung 20 aus
einer Vielzahl von Zeilen 28. Im aktuellen Standard ist
die Abtastrate der Luminanz Y 13,5 MHz für das 4:2:2-Abtastformat und
die Abtastrate jeder Chrominanz CR, CB ist 6,75 MHz für das 4:2:2-Abtastformat.
Nachdem einige der vorstehend erwähnten fehlenden Chrominanzwerte
C hinzugefügt
sind, weist ein Bildblock 26 vier Luminanzwerte Y und zwei
Chrominanzwerte C (zwei Chrominanzwerte CR und zwei Chrominanzwerte
CB) gemäß dem 4:2:2-Abtastformat
auf.Please take it 2 Reference which is a schematic diagram showing the luminance Y and chroma C of a graphic arrangement 20 in a 4: 2: 2 sampling format according to the prior art. The graphic arrangement 20 also has a lot of pixels 21 (Sample points), where the sampled pixel value of each pixel 21 comprises a luminance Y, chrominance CB, CR or any combination of luminance Y and chrominance CB, CR. Likewise, the mark O represents a sampled luminance value Y and the mark X represents a sampled chrominance value CB or CR. In addition, the graphic arrangement exists 20 from a variety of lines 28 , In the current standard, the sampling rate of the luminance Y is 13.5 MHz for the 4: 2: 2 sampling format and the sampling rate of each chrominance CR, CB is 6.75 MHz for the 4: 2: 2 sampling format. After some of the above-mentioned missing chrominance values C are added, an image block 26 four luminance values Y and two chrominance values C (two chrominance values CR and two chrominance values CB) according to the 4: 2: 2 sampling format.
Man
nehme bitte auf 3 Bezug,
die ein schematisches Diagramm ist, das die Luminanz Y und Chrominanz
C einer graphischen Anordnung 30 in einem 4:4:4-Abtastformat
gemäß dem Stand
der Technik darstellt. Die graphische Anordnung 30 besteht
aus einer Vielzahl von Zeilen 38. Die graphische Anordnung 30 umfasst
eine Vielzahl von Pixeln 31 (Abtastpunkten), wobei der
Pixelwert von jedem Pixel gleichzeitig eine Luminanz (die in 3 gezeigten Markierungen
O) und zwei Chrominanzen CB, CR (die in 3 gezeigten Markierungen X) umfasst. Ein
Bildblock 36 im 4:4:4-Abtastformat
umfasst daher vier Luminanzwerte Y, vier Chrominanzwerte CR und vier
Chrominanzwerte CB. Das heißt,
keine Verringerung der Abtastpunkte für die Chrominanz wird durchgeführt.Please take it 3 Reference which is a schematic diagram showing the luminance Y and chroma C of a graphic arrangement 30 in a 4: 4: 4 scan format according to the prior art. The graphic arrangement 30 consists of a large number of lines 38 , The graphic arrangement 30 includes a variety of pixels 31 (Sample points), where the pixel value of each pixel simultaneously has a luminance (which in 3 shown marks O) and two chrominances CB, CR (which in 3 shown marks X). An image block 36 in the 4: 4: 4 sample format therefore includes four luminance values Y, four chrominance values CR and four chrominance values CB. That is, no reduction in sampling points for the chrominance is performed.
Wie
vorher beschrieben, weisen die Videodaten, die in den digitalen
Speichermultimedien (z.B. CD-ROMs oder DVD-ROMs) gespeichert sind,
zum Anzeigen des Hauptbildes das 4:2:2-Abtastformat auf, aber Videodaten zum
Anzeigen des Unterbildes (SP) und der Anzeige auf dem Bildschirm
(OSD) weisen das 4:4:4-Abtastformat auf. Ein MPEG-2-Decodierer des
Standes der Technik, der an einem DVD-Abspielgerät implementiert ist, ist mit
einem externen TV-Codierer über
eine Schnittstelle verbunden, die dem CCIR-Standard (derzeit als
ITU-Standard umbenannt) entspricht. Die Schnittstelle ist nur in
der Lage, MPEG-2-Videodaten im 4:2:2-Abtastformat zu übertragen.
Daher können
die SP- und OSD-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat nicht direkt über die
Schnittstelle übertragen
werden. Folglich müssen
die Videodaten in Videodaten im 4:2:2-Abtastformat umgewandelt werden,
bevor sie zum TV-Codierer übertragen
werden. Bevor die Videodaten des Hauptbildes im 4:4:2-Abtastformat mit
den Videodaten des SP im 4:4:4-Abtastformat gemischt werden, werden
außerdem
die SP-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat
zuerst in SP-Videodaten im 4:2:2-Abtastformat umgewandelt und dann
mit den Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat gemischt. Am Ende können die
gemischten Videodaten erfolgreich über die vorstehend erwähnte Schnittstelle
zum TV-Codierer geliefert werden. Die vorstehend erwähnten Videodaten-Verarbeitungsverfahren
und die zugehörigen
Strukturen sind in einigen Veröffentlichungen
und Patenten beschrieben. Im US-Patent Nr. 5 489 947 "On screen display
arrangement for a digital video signal processing system", lehrt Cooper et
al. die Umwandlung von SP-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat in SP-Videodaten
im 4:2:2-Abtastformat und dann das Mischen der umgewandelten SP-Videodaten
mit Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat, um die Videodatenmischung
von verschiedenen Abtastformaten zu erreichen. In einem weiteren
US-Patent Nr. 6 529 244 "Digital
video decode system with OSD processor for converting graphics data
in 4:4:4 sampling format to 4:2:2 sampling format by mathematically
combining chrominance" lehrt
Hrusecky et al. die Umwandlung von OSD-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat
in OSD-Videodaten im 4:2:2-Abtastformat und dann das Mischen der
umgewandelten OSD-Videodaten mit Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat, um
die Videodatenmischung zu vollenden.As described above, the video data stored in the digital storage multimedia (eg, CD-ROMs or DVD-ROMs) for displaying the main picture has the 4: 2: 2 sample format, but video data for displaying the sub-picture (SP) and on-screen display (OSD) are in 4: 4: 4 scan format. A prior art MPEG-2 decoder implemented on a DVD player is connected to an external TV encoder via an interface conforming to the CCIR standard (currently renamed ITU standard). The interface is only capable of transmitting MPEG-2 video in 4: 2: 2 sample format. Therefore, the SP and OSD video data in 4: 4: 4 sampling format can not be transmitted directly through the interface. Consequently, the video data must be converted into video data in the 4: 2: 2 sample format before being transmitted to the TV encoder. Also, before the 4: 4: 2 sample video data is mixed with the SP 4: 4: 4 sample format video data, the 4: 4: 4 sample SP video data is first converted to SP video data in the 4: 4 sample format : 2: 2 sample format and then mixed with the main picture video data in 4: 2: 2 sample format. In the end, the mixed video data can be successfully delivered via the aforementioned interface to the TV encoder. The above-mentioned video data processing methods and associated structures are described in some publications and patents. In U.S. Patent No. 5,489,947, "On screen display arrangement for a digital video signal processing system", Cooper et al. converting 4: 4: 4 sample SP video data to 4: 2: 2 sample SP video data, and then mixing the converted SP video data with 4: 2: 2 sample mainframe video data to produce the video data mix of to achieve different sampling formats. In another US Pat. No. 6,529,244 "Digital video decode system with OSD processor for converting graphics data in 4: 4: 4 sampling format to 4: 2: 2 sampling format by mathematically combining chrominance," Hrusecky et al. converting 4: 4: 4 sample OSD video to 4: 2: 2 sample OSD video, and then mixing the converted OSD video data with main picture video data in 4: 2: 2 sample format to complete the video data mix.
Man
nehme bitte auf 4 Bezug,
die ein Blockdiagramm einer Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 40 des
Standes der Technik ist. 4 stellt die
grundlegende Struktur dar, die vom US-Patent Nr. 5 489 947 und US-Patent Nr.
6 529 244 offenbart ist. Die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 40 umfasst ein Hauptbilddaten-Empfangsende 42,
ein SP-Daten-Empfangsende 44, einen 4:4:4-4:2:2-Abtastformatwandler 46,
einen Datenmischer 48 und ein externes TV-Codiermodul 50.
Die Kanalschnittstelle (CI) zwischen dem Datenmischer 48 und
dem TV-Codiermodul 50 entspricht dem CCIR- (oder ITU-)
Standard. Wenn das Hauptbilddaten-Empfangsende 42 Videodaten
im 4:2:2-Abtastformat
empfängt,
umfasst das Hauptbild im 4:2:2-Abtastformat,
wie in 4 gezeigt, einen
Hauptluminanzwert Ym und einen Hauptchrominanzwert Cm. Man nehme
bitte gleichzeitig auf 5 Bezug,
die ein schematisches Diagramm ist, das eine Vielzahl von Luminanzwerten und
Chrominanzwerten einer Vielzahl von Videodaten, die in 4 gezeigt sind, zeigt. 5 zeigt die Hauptbildvideodaten
mit dem Hauptluminanzwert Ym und dem Hauptchrominanzwert Cm, die
jeweils in zwei verschiedenen Kanälen übertragen werden. Der Datenstrom
der Hauptluminanz Ym besteht aus einer Vielzahl von Hauptluminanzwerten
Ym0, Ym1, Ym2, Ym3 entsprechend verschiedenen Abtastpunkten. Der
Datenstrom der Hauptchrominanz Cm besteht aus einer Vielzahl von
Hauptchrominanzwerten CRm0, CRm1, CRm2, CRm3 entsprechend verschiedenen
Abtastpunkten. Wie vorher erwähnt,
ist die Abtastrate der Chrominanz C (CR und CB) die Hälfte der
Abtastrate der Luminanz gemäß dem 4:2:2-Abtastformat.
Daher werden die Hauptchrominanzwerte CBm0 und Crm0 vom gleichen
Abtastpunkt entsprechend dem Hauptluminanzwert Ym0 erfasst oder
sind Mittelwerte der Hauptluminanzwerte von benachbarten Abtastpunkten.
Ebenso werden die Hauptchrominanzwerte CBm2, CRm2 und der Luminanzwert
Ym2 als vom gleichen Abtastpunkt genommen oder jeweils durch einen
Mittelwert der Luminanzwerte und Mittelwerte der Chrominanzwerte von
benachbarten Abtastpunkten zugewiesen betrachtet. Das in 4 gezeigte SP-Daten-Empfangsende 44 wird
verwendet, um die SP-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat zu empfangen,
wobei die SP-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat eine Unterluminanz Ys,
eine erste Unterchrominanz CBs und eine zweite Unterchrominanz CRs umfassen.
Wie in 5 offenbart,
umfasst jeder Abtastpunkt eine Unterluminanz Ys, eine erste Unterchrominanz
CBs und eine zweite Unterchrominanz CRs, ohne dass den Abtastpunkten
der Chrominanz eine Verringerung auferlegt wird. Die Unterluminanz
Ys0, die erste Unterchrominanz CBs0 und die zweite Unterchrominanz
CRs0 entsprechen beispielsweise demselben Abtastpunkt.Please take it 4 Reference is made to a block diagram of a video data processing apparatus 40 of the prior art. 4 Figure 3 illustrates the basic structure disclosed by U.S. Patent No. 5,489,947 and U.S. Patent No. 6,529,244. The video data processing device 40 includes a main image data receiving end 42 , an SP data receiving end 44 , a 4: 4: 4-4: 2: 2 sample format converter 46 , a data mixer 48 and an external TV coding module 50 , The channel interface (CI) between the data mixer 48 and the TV coding module 50 complies with the CCIR (or ITU) standard. When the main image data receiving end 42 Video in 4: 2: 2 sample format includes the main picture in 4: 2: 2 sample format, as in 4 1, a main luminance value Ym and a main chrominance value Cm. Please take it on at the same time 5 12, which is a schematic diagram showing a plurality of luminance values and chrominance values of a plurality of video data included in FIG 4 are shown. 5 FIG. 12 shows the main picture video data having the main luminance value Ym and the main chrominance value Cm transmitted respectively in two different channels. The data stream of the main luminance Ym consists of a plurality of main luminance values Ym0, Ym1, Ym2, Ym3 corresponding to different sampling points. The data stream of the main chrominance Cm consists of a plurality of main chrominance values CRm0, CRm1, CRm2, CRm3 corresponding to different sampling points. As previously mentioned, the chrominance C (CR and CB) sampling rate is half the sampling rate of the 4: 2: 2 sample format luminance. Therefore, the main chrominance values CBm0 and Crm0 of the same sampling point corresponding to the main luminance value Ym0 are detected, or are average values of the main luminance values of adjacent sampling points. Also, the main chrominance values CBm2, CRm2, and the luminance value Ym2 are taken as the same sampling point, or are respectively considered by an average of the luminance values and averages of the chrominance values of adjacent sampling points. This in 4 shown SP data receiving end 44 is used to receive the SP video data in 4: 4: 4 sample format, wherein the 4: 4: 4 sample SP video data includes a subluminance Ys, a first sub chrominance CBs and a second sub chrominance CRs. As in 5 , each sample point includes a subluminance Ys, a first sub chrominance CBs and a second sub chrominance CRs without imposing a reduction on the sample points of chrominance. The sub-luminance Ys0, the first sub-chrominance CBs0 and the second sub-chrominance CRs0 correspond, for example, to the same sampling point.
Man
nehme bitte auf 4 Bezug,
der 4:4:4-4:2:2-Abtastformatwandler 46 ist
mit dem SP-Daten-Empfangsende 44 elektrisch verbunden, um
eine Abtastratenverringerungsverarbeitung zum Umwandeln der SP-Daten im 4:4:4-Abtastformat
in die SP-Videodaten im 4:2:2-Abtastformat
durchzuführen.
Die Abtastratenverringerungsverarbeitung verringert die Anzahl von
abgetasteten Chrominanzwerten, um eine Datenkompression zu erreichen.
Die Unterluminanz Ys der SP-Videodaten im 4:4:4-Abtastformat ist intakt, nachdem die
Abtastratenverringerungsverarbeitung vollendet ist. Der 4:4:4-4:2:2-Abtastformatwandler 46 verarbeitet
jedoch die erste Unterchrominanz CBs und die zweite Unterchrominanz
CRs. Man nehme bitte auf 5 Bezug,
die ein schematisches Diagramm ist, das zwei unterschiedliche Verringerungsverfahren
A und B des Standes der Technik darstellt. Das Verringerungsverfahren
A des Standes der Technik verwirft abwechselnd eine erste Unterchrominanz
CBs und eine zweite Unterchrominanz CRs, während die Abtastpunkte nacheinander
verarbeitet werden. In diesem Beispiel werden die Chrominanzwerte
CRs0, CRs1, CRs2 verworfen, um auf die Hälfte der Chrominanzinformation
zu verringern. Das Verringerungsverfahren B des Standes der Technik
verwirft eine erste Unterchrominanz CBs und eine zweite Unterchrominanz
CRs von einem Abtastpunkt zwischen zwei benachbarten Abtastpunkten.
Dann wird die nicht verworfene zweite Unterchrominanz CRs des Abtastpunkts
vor dem aktuell verarbeiteten Abtastpunkt an die erste Chrominanz
CBs des Abtastpunkts vor dem aktuell verarbeiteten Abtastpunkt zum
Bilden des gewollten Datenstroms angehängt. Die SP-Videodaten, die
vom 4:4:4-4:2:2-Abtastformatwandler 46 verarbeitet werden,
weisen das 4:2:2-Abtastformat auf und umfassen eine Unterluminanz
Ys mit einem ursprünglichen
Wert und eine Unterchrominanz Cs. Die Unterchrominanz Cs ist das
Ergebnis, das aus der ersten Unterchrominanz CBs und der zweiten
Unterchrominanz CRs erzeugt wird, die entweder durch das Verringerungsverfahren
A des Standes der Technik oder das Verringerungsverfahren B des
Standes der Technik verarbeitet werden. Der Datenmischer 48,
der mit dem 4:4:4-4:2:2-Abtastformatwandler 46 und
dem Hauptbilddaten-Empfangsende 42 elektrisch verbunden
ist, wird zum Mischen der Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat
mit den SP-Videodaten
im 4:2:2-Abtastformat verwendet, um gemischte Videodaten im 4:2:2-Abtastformat
auszugeben. Die gemischten Videodaten im 4:2:2-Abtastformat umfassen
eine Luminanz Yg und eine Chrominanz Cg. 5 zeigt auch die Luminanz Yg bzw. die
Chrominanz Cg, die nacheinander in zwei verschiedenen Kanälen übertragen
werden.Please take it 4 Reference, the 4: 4: 4-4: 2: 2 sample format converter 46 is with the SP data receiving end 44 electrically connected to perform sample rate reduction processing for converting the 4: 4: 4 sample SP data to the 4: 2: 2 sample SP data. The sample rate reduction processing reduces the number of sampled chrominance values to achieve data compression. The sub luminance Ys of the SP video data in the 4: 4: 4 sample format is intact after the sample rate reduction processing is completed. The 4: 4: 4-4: 2: 2 sample format converter 46 however, it processes the first sub-chrominance CBs and the second sub-chrominance CRs. Please take it 5 FIG. 2, which is a schematic diagram illustrating two different prior art reduction methods A and B. FIG. The prior art reduction method A alternately discards a first sub-chrominance CBs and a second sub-chrominance CRs while processing the sample points in succession. In this example, the chrominance values CRs0, CRs1, CRs2 are discarded to reduce to one half of the chrominance information. The prior art reduction method B discards a first sub-chrominance CBs and a second sub-chrominance CRs from a sample point between two adjacent sample points. Then, the non-discarded second sub chrominance CRs of the sample point before the currently processed sample point are appended to the first chrominance CBs of the sample point before the currently processed sample point to form the desired data stream. The SP video data provided by the 4: 4: 4: 2: 2 sample format converter 46 are 4: 2: 2 sample format and include a subluminance Ys having an original value and a sub chrominance Cs. The sub-chrominance Cs is the result generated from the first sub-chrominance CBs and the second sub-chrominance CRs, which are processed by either the prior art reduction method A or the prior art reduction method B. The data mixer 48 with the 4: 4: 4-4: 2: 2 sample format converter 46 and the main image data receiving end 42 is electrically connected, is used for mixing the main picture video data in the 4: 2: 2 sampling format with the SP video data in the 4: 2: 2 sampling format to output mixed video data in the 4: 2: 2 sampling format. The 4: 2: 2 sample mixed video data includes a luminance Yg and a chroma Cg. 5 Also shows the luminance Yg and the chrominance Cg, which are transmitted successively in two different channels.
Das
in 4 gezeigte Hauptbilddaten-Empfangsende 42 weist
einen weiteren 4:4:0-4:2:2-Abtastformatwandler 47 zum Umwandeln
der Hauptbilddaten im 4:2:0-Abtastformat, die auf einer optischen
Platte wie z.B. einer VCD-Platte oder einer DVD-Platte gespeichert
sind, in Hauptbilddaten im 4:2:2-Abtastformat
auf. Ferner umfasst das externe TV-Codiermodul 50 einen
4:2:2-4:4:4-Abtastformatwandler 49 und einen TV-Codierer 51.
In diesem Ausführungsbeispiel
entsprechen die in den TV-Codierer 51 eingegebenen
Videodaten dem 4:4:4-Abtastformat. Mit anderen Worten, der 4:2:2-4:4:4-Abtastformatwandler 49 ist
in der Lage, eine Abtastratenerhöhungsverarbeitung
durchzuführen,
um die empfangenen gemischten Daten im 4:2:2-Abtastformat in die gemischten Daten
im 4:4:4-Abtastformat umzuwandeln. Die gemischten Daten im 4:4:4-Abtastformat umfassen
eine gemischte Luminanz Yg, eine erste gemischte Chrominanz CBg
und eine zweite gemischte Chrominanz CRg. Am Ende wandelt der TV-Codierer 51 die
gemischten Daten im 4:4:4-Abtastformat
in das gut bekannte TV-Videosignal Ts um.This in 4 shown main image data receiving end 42 has another 4: 4: 0-4: 2: 2 sample format converter 47 for converting the main picture data in 4: 2: 0 sampling format, which is on an opti are stored in a 4: 2: 2 sample format in main image data such as a VCD disk or a DVD disk. Furthermore, the external TV coding module comprises 50 a 4: 2: 2-4: 4: 4 sample format converter 49 and a TV encoder 51 , In this embodiment, those correspond to the TV coder 51 input video data to the 4: 4: 4 sample format. In other words, the 4: 2: 2-4: 4: 4 sample format converter 49 is capable of performing sample rate enhancement processing to convert the received mixed data in the 4: 2: 2 sample format into the 4: 4: 4 sample format mixed data. The 4: 4: 4 sample mixed data includes a mixed luminance Yg, a first mixed chrominance CBg and a second mixed chrominance CRg. In the end, the TV encoder converts 51 convert the 4: 4: 4 sample mixed data into the well-known TV video signal Ts.
Die
Vorrichtung und die Verfahren des Standes der Technik zum Umwandeln
und Mischen von Videodaten in verschiedenen Abtastformaten verursachen
eine Farbverschlechterung in hochauflösendem SP-Video, da eine bestimmte
Menge an Chrominanzinformation während
der Umwandlung vom 4:4:4-Abtastformat
in das 4:2:2-Abtastformat verworfen wird. Man nehme bitte wieder
auf 5 Bezug. Wenn das
Verringerungsverfahren A verwendet wird, um abwechselnd entweder
eine erste Unterchrominanz CBs oder eine zweite Unterchrominanz
CRs von jedem verarbeiteten Abtastpunkt zu verwerfen, werden die
ursprünglichen
Chrominanzwerte CRs0, CBs1, CRs2, CBs3 gegen die kopierten Chrominanzwerte
CBs0, Crs1, CBs2, CRs3 während
der Wiederherstellung der fehlenden ersten Chrominanz CB und der
fehlenden zweiten Chrominanz CR, das heißt der Abtastratenerhöhungsverarbeitung,
die vom 4:2:2-4:4:4-Abtastformatwandler 49 durchgeführt wird,
ausgetauscht. Man nehme den Abtastpunkt entsprechend der Luminanz
Ys0 als Beispiel. Da der Chrominanzwert CBs0 verworfen wird, wird
ein kopierter Chrominanzwert CRs1 dem Chrominanzwert CBs0 zugewiesen.
Daher wird die Endfarbe gemäß einem
gemischten Chrominanzwert der Chrominanzwerte CBs0 und CRs1 anstelle
der ursprünglichen Kombination
von Chrominanzwerten CBs0 und CRs0 angezeigt. Es ist offensichtlich,
dass die Farbe des Abtastpunkts (Pixels) fehlerhaft gezeigt wird.
Hinsichtlich des Verringerungsverfahrens B des Standes der Technik
verwirft es die erste Unterchrominanz CBs und die zweite Unterchrominanz
CRs von jedem zweiten Abtastpunkt. Die verworfenen Chrominanzwerte
können
nicht wiedergewonnen werden. Daher wird die Farbverschlechterung
signifikanter. Außerdem
wird die Farbverschlechterung an den winzigen Untertitelbildern
und an den Kanten von Bildobjekten verstärkt, was visuell offensichtlich
wird. Selbst die aktuelle Technologie ermöglicht, dass das TV-Codiermodul 50 oder
der TV-Codierer 51, die in 4 gezeigt
sind, im gleichen DVD- (oder VCD-) Wiedergabechip hergestellt wird,
was die CCIR- (oder ITU-) Schnittstelle vermeidet. Die Farbverschlechterung aufgrund
des Datenverlusts ist jedoch noch zu lösen.The prior art apparatus and methods for converting and mixing video data in various scan formats cause color degradation in high-resolution SP video because a certain amount of chrominance information is converted during the 4: 4: 4 scan format conversion to the 4: 2: 2-scan format is discarded. Please take it up again 5 Reference. When the reduction method A is used to alternately discard either a first sub-chrominance CBs or a second sub-chrominance CRs of each processed sample point, the original chrominance values CRs0, CBs1, CRs2, CBs3 are compared with the copied chrominance values CBs0, Crs1, CBs2, CRs3 during the Recovering the missing first chrominance CB and the missing second chrominance CR, that is the sample rate enhancement processing, from the 4: 2: 2-4: 4: 4 sample format converter 49 carried out, exchanged. Take the sample point according to the luminance Ys0 as an example. Since the chrominance value CBs0 is discarded, a copied chrominance value CRs1 is assigned to the chrominance value CBs0. Therefore, the end color is displayed according to a mixed chrominance value of the chrominance values CBs0 and CRs1 instead of the original combination of chrominance values CBs0 and CRs0. It is obvious that the color of the sampling point (pixel) is displayed incorrectly. With respect to the prior art reduction method B, it discards the first sub-chrominance CBs and the second sub-chrominance CRs of every other sample point. The discarded chrominance values can not be recovered. Therefore, the color deterioration becomes more significant. In addition, the color deterioration on the tiny subtitle images and on the edges of image objects is enhanced, which becomes visually apparent. Even the current technology allows the TV coding module 50 or the TV encoder 51 , in the 4 produced in the same DVD (or VCD) playback chip, which avoids the CCIR (or ITU) interface. However, the color deterioration due to data loss is still to be resolved.
Zusammenfassung
der ErfindungSummary
the invention
Es
ist daher ein Hauptziel der beanspruchten Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum Umwandeln und Mischen von Videodaten in verschiedenen
Abtastformaten bereitzustellen, um das vorstehend erwähnte Problem
zu lösen.It
It is therefore a primary object of the claimed invention to provide a device
and a method for converting and mixing video data in various
To provide sampling formats to the above-mentioned problem
to solve.
Die
vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung zum Umwandeln und
Mischen einer Vielzahl von Videodaten. Die Videodaten weisen eine
Vielzahl von Abtastformaten auf und die Abtastformate umfassen zumindest
ein Format mit hoher Chrominanzabtastrate und ein Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate. Die beanspruchte Vorrichtung besitzt ein erstes
Datenempfangsende zum Empfangen von ersten Videodaten im Format
mit niedriger Chrominanzabtastrate; ein zweites Datenempfangsende zum
Empfangen von zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate;
ein Formatumwandlungsmodul, das mit dem ersten Datenempfangsende
elektrisch verbunden ist, zur Abtastratenerhöhung der ersten Videodaten,
um die ersten Videodaten im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
in erste Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate umzuwandeln;
und einen Datenmischer, der mit dem Formatumwandlungsmodul und dem
zweiten Datenempfangsende elektrisch verbunden ist, zum Mischen
der ersten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate mit
den zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate,
um gemischte Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
zu erzeugen.The
The present invention discloses a device for converting and
Mixing a variety of video data. The video data has one
Variety of sampling formats and the sampling formats include at least
a high chrominance sample format and a lower one format
Chrominance. The claimed device has a first one
Data receiving end for receiving first video data in the format
with low chrominance sampling rate; a second data receiving end for
Receiving second video data in the high chrominance sampling format;
a format conversion module that ends with the first data receiving end
electrically connected, for sampling rate increase of the first video data,
the first video data in the low chrominance sampling format
convert into first video data in the high chrominance sampling format;
and a data mixer associated with the format conversion module and the
second data receiving end is electrically connected, for mixing
the first video data in the high chrominance sampling format
the second video data in the high chrominance sampling format,
mixed video data in the high chrominance sampling format
to create.
Die
vorliegende Erfindung offenbart ferner eine Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung.
Die beanspruchte Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung besitzt
ein Hauptbildvideodaten-Empfangsende
zum Empfangen von Hauptbildvideodaten in einem 4:2:2-Abtastformat,
wobei die Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat einen Hauptluminanzwert
und einen Hauptchrominanzwert umfassen; ein zusätzliches Videodaten-Empfangsende zum
Empfangen von zusätzlichen
Videodaten in einem 4:4:4-Abtastformat, wobei die zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat einen Unterluminanzwert, einen ersten
Unterchrominanzwert und einen zweiten Unterchrominanzwert umfassen;
ein Formatumwandlungsmodul, das mit dem Hauptbildvideodaten-Empfangsende
elektrisch verbunden ist, zur Abtastratenerhöhung der Hauptbildvideodaten
in 4:2:2, um die Hauptbildvideodaten in Hauptbildvideodaten im 4:4:4-Abtastformat umzuwandeln,
wobei die Hauptbildvideodaten im 4:4:4-Abtastformat einen Hauptluminanzwert,
einen ersten Hauptchrominanzwert und einen zweiten Hauptchrominanzwert
umfassen; einen Datenmischer, der mit dem Formatumwandlungsmodul
und dem zusätzlichen
Videodaten-Empfangsende
elektrisch verbunden ist, zum Mischen der Hauptbildvideodaten im
4:4:4-Abtastformat mit den zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat, um gemischte Videodaten im 4:4:4-Abtastformat
zu erzeugen; und einen TV-Codierer, der mit dem Datenmischer elektrisch
verbunden ist, zum Umwandeln der gemischten Videodaten im 4:4:4-Abtastformat
in ein TV-Videosignal.The present invention further discloses a video data processing apparatus. The claimed video data processing apparatus has a main picture video data receiving end for receiving main picture video data in a 4: 2: 2 sample format, the main picture video data in 4: 2: 2 sample format comprising a main luminance value and a main chrominance value; an additional video data receiving end for receiving additional video data in a 4: 4: 4 sample format, the additional video data in 4: 4: 4 sample format including a subluminance value, a first sub-chrominance value, and a second sub-chrominance value; a format conversion module electrically connected to the main picture video data reception end for sampling rate increase of the main picture video data in 4: 2: 2 to convert the main picture video data into main picture video data in 4: 4: 4 sample format 4: 4: 4 scan format video data includes a main luminance value, a first main chrominance value, and a second main chrominance value; a data mixer electrically connected to the format conversion module and the additional video data receive end for mixing the mainframe video data in the 4: 4: 4 sample format with the additional video data in the 4: 4: 4 sample format; mixed video data in 4: 4: To generate 4-sample format; and a TV encoder electrically connected to the data mixer for converting the 4: 4: 4 sample mixed video data into a TV video signal.
Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
wird ein Verfahren zum Umwandeln und Mischen einer Vielzahl von
Videodaten ohne Datenverlust offenbart. Die Videodaten weisen eine
Vielzahl von Abtastformaten auf und die Abtastformate umfassen zumindest
ein Format mit hoher Chrominanzabtastrate und ein Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate. Das beanspruchte Verfahren umfasst das Empfangen
von ersten Videodaten im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
und von zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate;
das Umwandeln der ersten Videodaten im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
in erste Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate; und das
Mischen der ersten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
mit den zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate zum
Erzeugen von gemischten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate.According to the preferred
embodiment
is a method for converting and mixing a plurality of
Video data revealed without data loss. The video data has one
Variety of sampling formats and the sampling formats include at least
a high chrominance sample format and a lower one format
Chrominance. The claimed method includes receiving
of first video data in the low chrominance sampling format
and second video data in the high chrominance sampling format;
converting the first video data in the low chrominance sampling format
in first video data in the high chrominance sampling format; and the
Mixing the first video data in the high chrominance sampling format
with the second video data in the high chrominance sampling format
Generating mixed video data in the high chrominance sampling format.
Außerdem offenbart
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ansteuern einer Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung,
um zumindest Videodaten zu verarbeiten. Die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung
weist ein Datenempfangsende, ein Formatumwandlungsmodul und einen
Datenmischer auf. Das beanspruchte Verfahren umfasst die Verwendung
des Datenempfangsendes, um Hauptbildvideodaten in einem 4:2:2-Abtastformat und
zusätzliche
Videodaten in einem 4:4:4-Abtastformat
zu empfangen; die Verwendung des Formatumwandlungsmoduls, um die
Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat
in Hauptbildvideodaten im 4:4:4-Abtastformat umzuwandeln; und die
Verwendung des Datenmischers, um die Hauptbildvideodaten im 4:4:4-Abtastformat
mit den zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat zu mischen, um gemischte Videodaten
im 4:4:4-Abtastformat zu erzeugen.Also revealed
the present invention a method for driving a video data processing apparatus,
to process at least video data. The video data processing device
has a data receiving end, a format conversion module and a
Data mixer on. The claimed method includes use
of the data reception end to main picture video data in a 4: 2: 2 sample format and
additional
Video data in a 4: 4: 4 sampling format
to recieve; the use of the format conversion engine to do the
Main picture video data in 4: 2: 2 sample format
convert into mainframe video data in 4: 4: 4 sample format; and the
Using the data mixer to edit the main picture video data in 4: 4: 4 sample format
with the extra
Mix video data in 4: 4: 4 sample format to mix video data
in 4: 4: 4 sampling format.
Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass der beanspruchte
Datenmischer die Hauptbildvideodaten und die zusätzlichen Videodaten im 4:4:4-Abtastformat
(dem Format mit der höchsten Chrominanzabtastrate)
mischt, im Gegensatz zum Datenmischer des Standes der Technik, der
die Hauptbildvideodaten und die zusätzlichen Videodaten im 4:2:2- Abtastformat mischt,
was ferner eine Abtastratenverringerung der zusätzlichen Videodaten erfordert.
Zusammenfassend wird die Bildqualität gemäß der vorliegenden Erfindung
nicht verschlechtert.It
is an advantage of the present invention that claimed
Data Mixer the main picture video data and the additional video data in 4: 4: 4 sample format
(the format with the highest chrominance sampling rate)
mixes, in contrast to the data mixer of the prior art, the
the main picture video data and the additional video data are mixed in 4: 2: 2 sampling format,
which further requires sample rate reduction of the additional video data.
In summary, the image quality according to the present invention
not deteriorated.
Diese
und weitere Aufgaben der beanspruchten Erfindung werden zweifellos
für Fachleute nach
dem Lesen der folgenden ausführlichen
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels ersichtlich,
das in den verschiedenen Figuren und Zeichnungen dargestellt ist.These
and other objects of the claimed invention will undoubtedly
for professionals
reading the following detailed
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
which is shown in the various figures and drawings.
Kurzbeschreibung
der ZeichnungenSummary
the drawings
1 ist
ein schematisches Diagramm, das die Luminanz und die Chrominanz
einer graphischen Anordnung in einem 4:2:0-Abtastformat gemäß dem Stand
der Technik darstellt. 1 Fig. 12 is a schematic diagram illustrating the luminance and chrominance of a 4: 2: 0 sampling format according to the prior art.
2 ist
ein schematisches Diagramm, das die Luminanz und die Chrominanz
einer graphischen Anordnung in einem 4:2:2-Abtastformat gemäß dem Stand
der Technik darstellt. 2 Figure 12 is a schematic diagram illustrating the luminance and chrominance of a 4: 2: 2 sampling format graphic layout in accordance with the prior art.
3 ist
ein schematisches Diagramm, das die Luminanz und die Chrominanz
einer graphischen Anordnung in einem 4:4:4-Abtastformat gemäß dem Stand
der Technik darstellt. 3 Fig. 12 is a schematic diagram illustrating the luminance and chrominance of a 4: 4: 4 sample format graphic layout in accordance with the prior art.
4 ist
ein Blockdiagramm einer Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung des Standes
der Technik. 4 Fig. 10 is a block diagram of a video data processing apparatus of the prior art.
5 ist
ein schematisches Diagramm, das zwei verschiedene Verringerungsverfahren
des Standes der Technik darstellt. 5 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating two different prior art reduction methods. FIG.
6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung zum Umwandeln und
Mischen von Videodaten gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. 6 Fig. 10 is a block diagram illustrating a video data processing apparatus for converting and mixing video data according to an embodiment of the present invention.
7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung zum Umwandeln und
Mischen einer Vielzahl von Videodaten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. 7 Fig. 10 is a block diagram illustrating a video data processing apparatus for converting and mixing a plurality of video data according to another embodiment of the present invention.
8 ist
ein Ablaufplan, der das Verfahren darstellt, das von der in 6 gezeigten
Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung
durchgeführt
wird. 8th is a flowchart illustrating the procedure used by the in 6 shown video data processing apparatus is performed.
9 ist
ein Ablaufplan, der ein weiteres Verfahren darstellt, das von der
in 7 gezeigten Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung durchgeführt wird. 9 is a flowchart that represents another procedure that is used by the in 7 shown video data processing apparatus is performed.
10 ist
ein Blockdiagramm einer Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einem
tatsächlichen
Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden Erfindung. 10 is a block diagram of a Videoda ten processing apparatus according to an actual embodiment according to the present invention.
11 ist
ein schematisches Diagramm, das die Luminanz und die Chrominanz
von Videodaten, die in 10 gezeigt sind, darstellt. 11 is a schematic diagram showing the luminance and chrominance of video data stored in 10 are shown.
12 ist
ein schematisches Diagramm des in 10 gezeigten
Datenmischers. 12 is a schematic diagram of the in 10 shown data mixer.
13 ist.
ein Blockdiagramm der in 10 gezeigten
Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einer tatsächlichen
Anwendung der vorliegenden Erfindung. 13 is. a block diagram of in 10 a video data processing apparatus according to an actual application of the present invention.
Ausführliche BeschreibungDetailed description
6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60 zum
Umwandeln und Mischen von Videodaten gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Man beachte bitte, dass dieses
Ausführungsbeispiel
zwei Videodaten behandelt: erste Videodaten IS1 und zweite Videodaten
IS2 und die zwei Videodaten IS1, IS2 ein unterschiedliches Abtastformat aufweisen,
wobei eines ein Format mit hoher Chrominanzabtastrate ist und das
andere ein Format mit niedriger Chrominanzabtastrate ist. Das Format
mit hoher Chrominanzabtastrate weist eine Abtastrate der Chrominanz
auf, die größer ist
als jene des Formats mit niedriger Chrominanzabtastrate. Mit Bezug auf
die vorstehend erwähnten
MPEG-1- und MPEG-2-Standards bezieht sich beispielsweise das Format
mit hoher Chrominanzabtastrate auf das 4:4:4-Abtastformat und das Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
bezieht sich entweder auf das 4:2:2-Abtastformat oder das 4:2:0-Abtastformat.
Die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60 umfasst ein erstes
Empfangsende 62, ein zweites Empfangsende 64,
ein Formatumwandlungsmodul 65 und einen Datenmischer 68.
Das erste Empfangsende 62 wird zum Empfangen der ersten
Videodaten IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate verwendet und
das zweite Empfangsende 64 wird zum Empfangen der zweiten
Videodaten IS2 im Format mit hoher Chrominanzabtastrate verwendet.
Das Formatumwandlungsmodul 65 ist mit dem ersten Empfangsende 62 zum
Durchführen
der Abtastratenerhöhungsverarbeitung
elektrisch verbunden, um die ersten Videodaten IS1 im Format mit
niedriger Chrominanzabtastrate in erste Daten IS1' im Format mit hoher
Chrominanzabtastrate umzuwandeln. Die detaillierte Operation der
Abtastratenerhöhungsverarbeitung
wird in den folgenden Absätzen
und Ausführungsbeispielen erörtert. Der
Datenmischer 68 ist mit dem Formatumwandlungsmodul 65 und
dem zweiten Empfangsende 64 elektrisch verbunden, um die
ersten Videodaten IS1' im
Format mit hoher Chrominanzabtastrate mit den zweiten Videodaten
IS2 im Format mit hoher Chrominanzabtastrate zu mischen, und erzeugt
gemischte Videodaten Isg im Format mit hoher Chrominanzabtastrate.
Daher wird das Ziel der Umwandlung und des Mischens von Videodaten
in verschiedenen Chrominanzabtastratenformaten erfüllt. 6 Fig. 10 is a block diagram illustrating a video data processing apparatus 60 for converting and mixing video data according to an embodiment of the present invention. Please note that this embodiment treats two video data: first video data IS1 and second video data IS2, and the two video data IS1, IS2 have a different sampling format, one being a high chrominance sampling format and the other being a low chrominance sampling format. The high chrominance sample format has a chroma sampling rate greater than that of the low chrominance sample format. For example, with reference to the MPEG-1 and MPEG-2 standards mentioned above, the high chrominance sampling format refers to the 4: 4: 4 sampling format and the low chrominance sampling format refers to either the 4: 2: 2 Sample format or 4: 2: 0 sampling format. The video data processing device 60 includes a first receiving end 62 , a second reception end 64 , a format conversion module 65 and a data mixer 68 , The first receiving end 62 is used for receiving the first video data IS1 in the low chrominance sampling format and the second receiving end 64 is used to receive the second video data IS2 in the high chrominance sampling format. The format conversion module 65 is with the first receiving end 62 for performing the sample rate enhancement processing to convert the first video data IS1 in the low chrominance sampling rate format to the first high chrominance sampling rate data IS1 '. The detailed operation of the sample rate enhancement processing will be discussed in the following paragraphs and embodiments. The data mixer 68 is with the format conversion module 65 and the second receiving end 64 electrically connected to mix the first video data IS1 'in the high chrominance sampling format with the second video data IS2 in the high chrominance sampling format, and generates mixed video data Isg in the high chrominance sampling format. Therefore, the goal of converting and mixing video data in various chrominance sample rate formats is met.
Die
in 6 gezeigte Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60 hat
deutlich ein Kernmerkmal der vorliegenden Erfindung offenbart. Das
heißt,
die Videodaten (z.B. die ersten Videodaten IS1) im Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate werden zuerst in Zwischenvideodaten (z.B. die
ersten Videodaten IS1')
im Format mit hoher Chrominanzabtastrate umgewandelt und dann werden
die hinsichtlich der Abtastrate erhöhten Zwischenvideodaten weiter
mit weiteren Videodaten (z.B. den zweiten Videodaten IS2) im Format
mit hoher Chrominanzabtastrate gemischt. Bei dieser Videodatenumwandlung
und -mischung besteht keine Umwandlung vom Format mit hoher Chrominanzabtastrate
in das Format mit niedriger Chrominanzabtastrate. Mit anderen Worten,
es besteht kein Verlust der Chrominanzinformation, der zu einer
Videoqualitätsverschlechterung
führt.
Man beachte bitte, dass die Anzahl von verarbeiteten Videodaten
nicht auf zwei begrenzt ist, wie in diesem Ausführungsbeispiel offenbart. Die
vorliegende Erfindung ist auch auf drei oder mehr als drei eingegebene
Videodaten anwendbar. Im Fall von drei oder mehr eingegebenen Videodaten
werden die Videodaten im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate zuerst
hinsichtlich der Abtastrate erhöht,
so dass sie zu Zwischenvideodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
werden, und dann wird die Mischoperation durchgeführt. In
einer solchen Weise wird die Videoqualitätsverschlechterung während der
Mischoperation vermieden.In the 6 shown video data processing apparatus 60 has clearly disclosed a key feature of the present invention. That is, the video data (eg, the first video data IS1) in the low chrominance sampling format is first converted into intermediate video data (eg, the first video data IS1 ') in the high chrominance sampling format, and then the sample video data increased further with further video data (eg the second video data IS2) in the high chrominance sampling format. In this video data conversion and mixing, there is no conversion from high chrominance sampling format to low chrominance sampling format. In other words, there is no loss of chrominance information resulting in video quality degradation. Please note that the number of processed video data is not limited to two as disclosed in this embodiment. The present invention is also applicable to three or more than three input video data. In the case of three or more input video data, the video data in the low chrominance sampling rate format is first increased in the sampling rate to become the intermediate video data in the high chroma sampling rate format, and then the mixing operation is performed. In such a way, the video quality deterioration during the blending operation is avoided.
7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70 zum
Umwandeln und Mischen einer Vielzahl von Videodaten gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in 7 gezeigte
Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70 ist ähnlich zu der
in 6 gezeigten Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60.
Die Komponenten mit demselben Namen weisen dieselbe Funktionalität auf und
die zugehörige
Operation wird der Einfachheit halber nicht wiederholt. Nur die
neu hinzugefügten
Komponenten werden im einzelnen beschrieben. Ähnlich der in 6 gezeigten
Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60 umfasst
die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70 ein
erstes Empfangsende 72, ein zweites Empfangsende 74,
ein Formatumwandlungsmodul 75 und einen Datenmischer 78.
Das erste Empfangsende 72 wird zum Empfangen von ersten
Videodaten IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate verwendet
und das zweite Empfangsende 74 wird zum Empfangen von zweiten
Videodaten IS2 im Format mit hoher Chrominanzabtastrate verwendet.
Das Formatumwandlungsmodul 75 wandelt die ersten Videodaten
IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate in Zwischenvideodaten
IS1' im Format mit hoher
Chrominanzabtastrate um. Dann mischt der Datenmischer 78 die
Zwischenvideodaten IS1' im Format
mit hoher Chrominanzabtastrate mit den zweiten Videodaten IS2 im
Format mit hoher Chrominanzabtastrate und erzeugt gemischte Videodaten Isg
im Format mit hoher Chrominanzabtastrate. 7 Fig. 10 is a block diagram illustrating a video data processing apparatus 70 for converting and mixing a plurality of video data according to another embodiment of the present invention. In the 7 shown video data processing apparatus 70 is similar to the one in 6 shown video data processing apparatus 60 , The components of the same name have the same functionality and the associated operation is not repeated for simplicity. Only the newly added components are described in detail. Similar in the 6 shown video data processing apparatus 60 includes the video data processing device 70 a first reception end 72 , a second reception end 74 , a format conversion module 75 and a data mixer 78 , The first receiving end 72 is used for receiving first video data IS1 in the low chrominance sampling format and the second receiving end 74 is used to receive second video data IS2 in the high chrominance sampling format. The format conversion module 75 converts the first Vi decodes data IS1 in the low chrominance sampling rate format into intermediate video data IS1 'in the high chrominance sampling format. Then mix the data mixer 78 the intermediate video data IS1 'in the high chrominance sampling format with the second video data IS2 in the high chrominance sampling format and produces mixed video data Isg in the high chrominance sampling format.
Im
Gegensatz zu dem in 6 gezeigten Formatumwandlungsmodul 65 umfasst
das in 7 gezeigte Formatumwandlungsmodul 75 ein
erstes Mittelformat-Umwandlungsmodul 73 und ein zweites Mittelformat-Umwandlungsmodul 76.
Die zwei eingegebenen Videodaten (z.B. die ersten Videodaten IS1 und
die zweiten Videodaten IS2) weisen nicht nur zwei Abtastformate
(z.B. das Format mit hoher Chrominanzabtastrate und das Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate) auf, sondern weisen auch ein Format mit mittlerer
Chrominanzabtastrate auf, das eine Abtastrate aufweist, die zwischen
der Abtastrate des Formats mit hoher Chrominanzabtastrate und der Abtastrate
des Formats mit niedriger Chrominanzabtastrate liegt. Mit Bezug
auf das vorstehend erwähnte Grundkonzept
für den
MPEG-1- und den MPEG-2-Standard
bezieht sich das Format mit hoher Chrominanzabtastrate beispielsweise
auf das 4:4:4-Abtastformat,
das Format mit mittlerer Chrominanzabtastrate bezieht sich auf das
4:2:2-Abtastformat und das Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
bezieht sich auf das 4:2:0-Abtastformat.
Die Implementierung des ersten und des zweiten Mittelformat-Umwandlungsmoduls 73, 76 trennt
den Umwandlungsprozess der ersten Videodaten IS1 in zwei Segmente.
Das heißt,
das erste Mittelformat-Umwandlungsmodul 73 erhöht die Abtastrate
der ersten Videodaten IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
zum Umwandeln der ursprünglichen
ersten Videodaten IS1 in erste Zwischenvideodaten IS1" im Format mit mittlerer
Chrominanzabtastrate und dann erhöht das zweite Mittelformat-Umwandlungsmodul 76 weiter
die Abtastrate der ersten Zwischenvideodaten IS1" im Format mit mittlerer Chrominanzabtastrate
zum Umwandeln der ersten Zwischenvideodaten IS1" in zweite Zwischenvideodaten IS1' im Format mit hoher
Chrominanzabtastrate. Der vom ersten und vom zweiten Mittelformat-Umwandlungsmodul 73, 76 durchgeführte Abtastratenerhöhungsprozess
ist zum vorher erwähnten
Abtastratenerhöhungsprozess
identisch, so dass die zugehörige
Beschreibung ausgelassen wird. Man beachte bitte, dass die Anzahl
von eingegebenen Videodaten und der implementierten Chrominanzabtastratenformate nicht
auf das begrenzt ist, was in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
offenbart ist. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar, solange
alle verschiedenen Chrominanzabtastratenformate in ein Abtastformat mit
einer höchsten
Abtastrate der Chrominanz umgewandelt werden, bevor die Mischoperation
durchgeführt
wird. Daher wird dasselbe Ziel des Verhinderns, dass eine Chrominanzinformation
während
einer Umwandlung vom Format mit hoher Chrominanzabtastrate in das
Format mit niedriger Chrominanzabtastrate verworfen wird, erreicht.
Ferner umfasst die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70 weiterhin
einen TV-Codierer 71,
der mit dem Datenmischer 78 elektrisch verbunden ist, zur
Umwandlung der gemischten Videodaten ISg im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
in ein TV-Videosignal Ts, das zum Anzeigen auf einer TV-Signalwiedergabevorrichtung wie
z.B. einem Fernsehgerät
geeignet ist. Das heißt, in
diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70 ferner
einen TV-Codierer 71 im Vergleich zur Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60,
die in 6 offenbart ist (Jason: Man ändere bitte "Daten IS1 im Format
mit hoher Chrominanzabtastrate" von 7 in "Daten IS1' im Format mit hoher..." und ändere "Daten IS1 im Format
mit mittlerer Chrominanzabtastrate" in "Daten
IS1" im Format mit
mittlerer..." der
Deutlichkeit halber).Unlike the in 6 shown format conversion module 65 includes the in 7 shown format conversion module 75 a first medium format conversion module 73 and a second medium format conversion module 76 , The two input video data (eg, the first video data IS1 and the second video data IS2) not only have two sampling formats (eg, the high chrominance sampling format and the low chrominance sampling format), but also have a medium chrominance sampling format that is one sampling rate between the sampling rate of the high chrominance sampling format and the sampling rate of the low chrominance sampling format. For example, with reference to the above-mentioned basic concept for the MPEG-1 and MPEG-2 standard, the high chrominance sampling format refers to the 4: 4: 4 sampling format, the medium chrominance sampling format refers to the 4: 2 : 2-sample format and low chrominance sample format refers to the 4: 2: 0 sample format. The implementation of the first and second medium format conversion modules 73 . 76 separates the conversion process of the first video data IS1 into two segments. That is, the first medium format conversion module 73 increments the sampling rate of the first video data IS1 in the low chrominance sampling rate format to convert the original first video data IS1 into first intermediate video data IS1 "in the medium chrominance sampling format, and then increments the second medium format conversion module 76 the sampling rate of the first intermediate video data IS1 "in the medium chrominance sampling format to convert the first intermediate video data IS1" into second intermediate video data IS1 'in the high chrominance sampling format. The first and second medium format conversion modules 73 . 76 The performed sample rate increase process is identical to the aforementioned sample rate increase process, so the related description is omitted. Please note that the number of input video data and the implemented chrominance sample rate formats is not limited to what is disclosed in this preferred embodiment. The present invention is applicable as long as all the different chrominance sampling rate formats are converted to a sampling format having a highest sampling rate of the chrominance before the mixing operation is performed. Therefore, the same goal of preventing chrominance information from being discarded during high chrominance sampling format to low chrominance sampling format is achieved. Furthermore, the video data processing apparatus includes 70 continue a TV-coder 71 that with the data mixer 78 is electrically connected to convert the mixed video data ISg in the high chrominance sampling rate format into a TV video signal Ts suitable for display on a TV signal reproducing apparatus such as a television. That is, in this embodiment, the video data processing apparatus includes 70 a TV encoder 71 compared to the video data processing device 60 , in the 6 is disclosed (Jason: Please change "data IS1 in high chrominance sampling format" of FIG 7 in "data IS1 'in the format high ..." and change "data IS1 in the format with medium chrominance sampling rate" in "data IS1" in the format with medium ... "for the sake of clarity).
Für die in 6 gezeigte
Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60 wird das entsprechende
Verfahren zum Umwandeln und Mischen einer Vielzahl von Videodaten
im Folgenden beschrieben. Man nehme bitte auf 8 Bezug,
die ein Ablaufplan ist, der das von der in 6 gezeigten
Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60 durchgeführte Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.For the in 6 shown video data processing apparatus 60 For example, the corresponding method of converting and mixing a plurality of video data will be described below. Please take it 8th Reference, which is a flowchart that is the same as the one in 6 shown video data processing apparatus 60 performed method according to the present invention.
Schritt 100:
Empfangen von ersten Videodaten IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
und von zweiten Videodaten IS2 im Format mit hoher Chrominanzabtastrate;step 100 : Receiving first video data IS1 in the low chrominance sampling format and second video data IS2 in the high chrominance sampling format;
Schritt 101:
Umwandeln der ersten Videodaten IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
in Zwischenvideodaten IS1' im
Format mit hoher Chrominanzabtastrate; und step 101 Converting the first video data IS1 in the low chrominance sampling rate format into intermediate video data IS1 'in the high chrominance sampling rate format; and
Schritt 102:
Mischen der Zwischenvideodaten IS1' im Format mit hoher Chrominanzabtastrate mit
den zweiten Videodaten IS2 im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
zum Erzeugen von gemischten Videodaten ISg im Format mit hoher Chrominanzabtastrate.step 102 By mixing the intermediate video data IS1 'in the high chrominance sampling rate format with the second high chrominance sampling rate video data IS2 to produce high chrominance sampling rate mixed video data ISg.
Ebenso
wird für
die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70, die in 7 offenbart
ist und die drei verschiedene Abtastformate verarbeitet: das Format
mit hoher Chrominanzabtastrate, das Format mit mittlerer Chrominanzabtastrate
und das Format mit niedriger Chrominanzabtastrate, das Verfahren zum
Umwandeln und Mischen einer Vielzahl von Videodaten im Folgenden
beschrieben. Man nehme bitte auf 9 Bezug,
die ein Ablaufplan ist, der ein weiteres Verfahren darstellt, das
von der in 7 gezeigten Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 70 durchgeführt wird.Also, for the video data processing apparatus 70 , in the 7 and processing the three different scan formats: the high chrominance sampling rate format, the medium chrominance sampling rate format, and the low chrominance sampling rate format, the method of converting and mixing a plurality of video data described below. Please take it 9 Reference, which is a flowchart that represents another procedure that is different from the one in 7 shown video data processing apparatus 70 is carried out.
Schritt 200:
Empfangen von ersten Videodaten IS1 in einem Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate und von zweiten Videodaten IS2 in einem Format
mit hoher Chrominanzabtastrate;step 200 : Receiving first video data IS1 in a low chrominance sampling format and second video data IS2 in a high chrominance sampling format;
Schritt 201:
Umwandeln der ersten Videodaten IS1 im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
in erste Zwischenvideodaten IS1" in
einem Format mit mittlerer Chrominanzabtastrate;step 201 Converting the first video data IS1 in the low chrominance sampling format into first intermediate video data IS1 "in a medium chrominance sampling format;
Schritt 202:
Umwandeln der ersten Zwischenvideodaten IS1" im Format mit mittlerer Chrominanzabtastrate
in erste Videodaten IS1' im
Format mit hoher Chrominanzabtastrate;step 202 Converting the first intermediate video data IS1 "in the medium chrominance sampling rate format into the first high quality chroma rate video data IS1";
Schritt 203:
Mischen der zweiten Zwischenvideodaten IS1' im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
mit den zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
zum Erzeugen von gemischten Videodaten ISg im Format mit hoher Chrominanzabtastrate;
und step 203 Mixing the second intermediate video data IS1 'in the high chrominance sampling rate format with the second high chrominance sampling rate video data to produce mixed video data ISg in the high chrominance sampling rate format; and
Schritt 204:
Umwandeln der gemischten Videodaten ISg im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
in ein TV-Videosignal.step 204 Converting the mixed video data ISg into a high chrominance sampling format into a TV video signal.
In
einer tatsächlichen
Implementierung ist jede Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 60, 70, die
jeweils in 6–7 gezeigt
ist, in einen MPEG-1- MPEG-2- oder JPEG-Decodierer integriert. Die
ersten Videodaten IS1, die zweiten Videodaten IS2, die gemischten
Videodaten ISg, das Format mit hoher Chrominanzabtastrate, das Format
mit mittlerer Chrominanzabtastrate und das Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate entsprechen den MPEG-1- und MPEG-2-Standards, wobei
die drei Abtastformate dem 4:2:0-Abtastformat,
dem 4:2:2-Abtastformat bzw. dem 4:4:4-Abtastformat entsprechen, die in 1–3 gezeigt
sind. In einem speziellen Beispiel entsprechen die ersten Videodaten
IS1 Hauptbildvideodaten, die auf einer Videoplatte (z.B. einer VCD-Platte
oder einer DVD-Platte) gespeichert sind, und die zweiten Videodaten
IS2 entsprechen Unterbild- (SP) Videodaten oder Videodaten einer
Anzeige auf einem Bildschirm (OSD), die auf der Videoplatte gespeichert
sind. Der Einfachheit halber werden hierin die SP-Videodaten und
die OSD-Videodaten als zusätzliche
Videodaten definiert.In an actual implementation, each video data processing device is 60 . 70 , each in 6 - 7 is integrated into an MPEG-1 MPEG-2 or JPEG decoder. The first video data IS1, the second video data IS2, the mixed video data ISg, the high chrominance sampling format, the medium chrominance sampling format and the low chrominance sampling format conform to the MPEG-1 and MPEG-2 standards, the three sampling formats being the same 4: 2: 0 sampling format, 4: 2: 2 sampling format or 4: 4: 4 sampling format, respectively 1 - 3 are shown. In a specific example, the first video data IS1 corresponds to main picture video data stored on a video disc (eg, a VCD disc or a DVD disc), and the second video data IS2 corresponds to sub-picture (SP) video data or video data of a display on a screen (FIG. OSD) stored on the video disc. For the sake of simplicity, the SP video data and the OSD video data are herein defined as additional video data.
10 ist
ein Blockdiagramm einer Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 80 gemäß einem
tatsächlichen
Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Man nehme bitte auf 6 in Verbindung
mit 10 Bezug. Die Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 80 umfasst
ein Hauptbildvideodaten-Empfangsende 82, ein zusätzliches
Videodaten-Empfangsende 84, ein Formatumwandlungsmodul 85,
einen Datenmischer 88 und einen TV-Codierer 81.
Das Hauptbildvideodaten-Empfangsende 82 wird zum Empfangen
der Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat verwendet und das
zusätzliche Videodaten-Empfangsende 84 wird
zum Empfangen entweder der SP-Videodaten oder der OSD-Videodaten
im 4:4:4-Abtastformat
verwendet. Das Formatumwandlungsmodul 85, das mit dem Hauptbildvideodaten-Empfangsende 82 elektrisch
verbunden ist, wird verwendet, um die Abtastrate der ursprünglichen
Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat zum Umwandeln der ursprünglichen
Hauptbildvideodaten in Zwischen-Hauptbildvideodaten
im 4:4:4-Abtastformat zu erhöhen.
Das Formatumwandlungsmodul 85 ist daher als 4:2:2-4:4:4-Abtastformatwandler zu
sehen. Die Zwischen-Hauptbildvideodaten im 4:4:4-Abtastformat werden
weiter zum Datenmischer 88 übertragen und der Datenmischer 88 mischt
die Zwischen-Hauptbildvideodaten
im 4:4:4-Abtastformat mit den zusätzlichen Videodaten auch im 4:4:4-Abtastformat,
um gemischte Videodaten im 4:4:4-Abtastformat zu erzeugen. Am Ende
wird der TV-Codierer 81,
der mit dem Datenmischer 88 elektrisch verbunden ist, aktiviert,
um die gemischten Videodaten im 4:4:4-Abtastformat in ein TV-Videosignal umzuwandeln. 10 Fig. 10 is a block diagram of a video data processing apparatus 80 according to an actual embodiment according to the present invention. Please take it 6 combined with 10 Reference. The video data processing device 80 includes a main picture video data receiving end 82 , an additional video data receiving end 84 , a format conversion module 85 , a data mixer 88 and a TV encoder 81 , The main picture video data receiving end 82 is used to receive the main picture video data in 4: 2: 2 sample format and the additional video data receiving end 84 is used to receive either the SP video data or the 4: 4: 4 sample OSD video data. The format conversion module 85 that with the main picture video data receiving end 82 is electrically connected, is used to increase the sampling rate of the original mainframe video data in the 4: 2: 2 sample format for converting the original mainframe video data into intermediate 4: 4: 4 sample mainframe video data. The format conversion module 85 is therefore seen as a 4: 2: 2-4: 4: 4 sample format converter. The intermediate mainframe video data in 4: 4: 4 sample format continues to be a data mixer 88 transmit and the data mixer 88 The intermediate mainframe video data in 4: 4: 4 sample format with the additional video data also mixes in the 4: 4: 4 sample format to produce 4: 4: 4 sample mixed video data. In the end, the TV encoder 81 that with the data mixer 88 is electrically connected, to convert the mixed video data in 4: 4: 4 sample format into a TV video signal.
In 10 umfassen
die ursprünglichen Hauptbildvideodaten
im 4:2:2-Abtastformat eine Luminanz Ys und eine Chrominanz Cm; die
zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat umfassen eine Unterluminanz Ys,
eine erste Unterchrominanz CBs und eine zweite Unterchrominanz CRs;
die Zwischen-Hauptbildvideodaten im 4:4:4-Abtastformat umfassen
eine Hauptluminanz Ym, eine erste Unterluminanz CBm und eine zweite
Unterchrominanz CRm, die durch Abtastratenerhöhung der ursprünglichen
Hauptchrominanz Cm durch das Formatumwandlungsmodul 85 erzeugt
werden. 11 ist ein schematisches Diagramm,
das die Luminanz und Chrominanz von Videodaten, die in 10 gezeigt sind,
darstellt. Ein Datenstrom der Hauptluminanz Ym umfasst eine Vielzahl
von Hauptluminanzwerten Ym0, Ym1, Ym2, Ym3 entsprechend verschiedenen Abtastpunkten
und ein Datenstrom der Hauptchrominanz Cm umfasst eine Vielzahl
von Hauptchrominanzwerten CBm0, CRm0, CBm2, CRm3. Die Hauptchrominanzwerte
CBm0, CRm0 werden von demselben Abtastpunkt erhalten, der dem Hauptluminanzwert
Ym0 entspricht. Die zwei Hauptchrominanzwerte CBm2, CRm2 und der
Luminanzwert Ym2 werden ebenso von demselben Abtastpunkt erhalten.
Dies könnte
durch Fachleute leicht erkannt werden, da im 4:2:2-Abtastformat
die Abtastrate der Chrominanz C (CR, CB) nur die Hälfte der
Abtastrate der Luminanz Y ist. Die vorstehend erwähnte Abtastratenerhöhungsverarbeitung
macht von einer mathematischen Kombination Gebrauch, um die Abtastrate
der Hauptchrominanz Cm zu erhöhen.
In diesem Ausführungsbeispiel
könnte
die mathematische Kombination leicht durch eine lineare Kombination über die
Hauptchrominanzwerte durchgeführt
werden. Wenn die interpolierte erste Hauptchrominanz CBma als Beispiel genommen
wird, wird sie durch eine lineare Kombination von anderen bekannten
Hauptchrominanzwerten CBm0, CBm2, CBm4 gemäß der folgenden Gleichung erhalten. CBma = A–2(n–1) × CBm–2(n–1) +
... + A–2 × CBm–2 +
A0 × CBm0 + A2 × CBm2 + ... + A2n × CBm2n In 10 the original main picture video data in the 4: 2: 2 sample format comprises a luminance Ys and a chroma Cm; the additional 4: 4: 4 sample format video data includes a subluminance Ys, a first sub chrominance CBs and a second sub chrominance CRs; the 4: 4: 4 sample intermediate mainframe video data includes a main luminance Ym, a first subluminance CBm and a second subchrominance CRm obtained by sampling rate increase of the original main chrominance Cm by the format conversion module 85 be generated. 11 is a schematic diagram showing the luminance and chrominance of video data stored in 10 are shown. A data stream of the main luminance Ym includes a plurality of main luminance values Ym0, Ym1, Ym2, Ym3 corresponding to different sampling points, and a data stream of the main chrominance Cm comprises a plurality of main chrominance values CBm0, CRm0, CBm2, CRm3. The main chrominance values CBm0, CRm0 are obtained from the same sample point corresponding to the main luminance value Ym0. The two main chrominance values CBm2, CRm2 and the luminance value Ym2 are also obtained from the same sample point. This would be readily appreciated by those skilled in the art since in the 4: 2: 2 sample format the chroma C (CR, CB) sample rate is only half the luminance Y sample rate. The aforementioned sample rate enhancement processing makes use of a mathematical combination to increase the sampling rate of the main chrominance Cm. In this embodiment, the mathematical combination could easily be performed by a linear combination over the main chrominance values. When the in is taken as an example, it is obtained by a linear combination of other known main chrominance values CBm0, CBm2, CBm4 according to the following equation. CBma = A -2 (n-1) × CBm -2 (n-1) + ... + A -2 × CBm -2 + A 0 × CBm 0 + A 2 × CBm 2 + ... + A 2n × CBm 2n
In
der obigen Gleichung sind A–2(n–1), ..., A–2, A0, A2, ..., A2n Konstanten, die Gewichtungsfaktoren zum
Definieren des Gewichts der entsprechenden Hauptchrominanzwerte
CBm–2(n–1),
..., CBm–2,
CBm0, CBm2, ...,
CBm2n darstellen, die zur interpolierten Hauptchrominanz
CBma beitragen. Im Allgemeinen wird der Wert des Gewichtungsfaktors
größer, wenn der
entsprechende bekannte Hauptchrominanzwert näher am addierten Hauptchrominanzwert
CBma liegt. Wie in 11 gezeigt, kann der interpolierte erste
Hauptchrominanzwert CBma beispielsweise direkt vom benachbarten
ersten Hauptchrominanzwert CBm0 oder vom benachbarten ersten Hauptchrominanzwert
CBm2 kopiert werden (CBma=CBm0 oder CBma=CBm2). Außerdem kann
der interpolierte erste Hauptchrominanzwert CBma auch durch Berechnen
des Mittelwerts von zwei benachbarten ersten Chrominanzwerten CBm0,
CBm2 erlangt werden. Das heißt,
CBma ist gleich 0,5·CBm0 plus
0,5·CBm2. Ebenso
können
die anderen interpolierten ersten und zweiten Chrominanzwerte CRma,
CBmb, CRmb gemäß derselben
Weise berechnet werden.In the above equation, A -2 (n-1) ,..., A -2 , A 0 , A 2 ,..., A 2n are constants defining weighting factors for defining the weight of the respective main chrominance values CBm -2 (n -1 ), ..., CBm -2 , CBm 0 , CBm 2 , ..., CBm 2n that contribute to the interpolated main chrominance CBma. In general, the value of the weighting factor becomes larger when the corresponding known main chrominance value is closer to the added main chrominance value CBma. As in 11 For example, the interpolated first main chrominance value CBma may be directly copied from the adjacent first main chrominance value CBm0 or from the adjacent first main chrominance value CBm2 (CBma = CBm0 or CBma = CBm2). In addition, the interpolated first main chrominance value CBma may also be obtained by calculating the average of two adjacent first chrominance values CBm0, CBm2. That is, CBma is equal to 0.5 · CBm0 plus 0.5 · CBm2. Likewise, the other interpolated first and second chrominance values CRma, CBmb, CRmb can be calculated in the same way.
Man
nehme bitte weiterhin auf 10 und 11 Bezug,
die gemischten Videodaten im 4:9:4-Abtastformat, die vom Datenmischer 88 erzeugt
werden, weisen eine gemischte Luminanz Yg, eine erste gemischte
Chrominanz CBg und eine zweite gemischte Chrominanz CRg auf. Der
Datenmischer 88 mischt die Hauptluminanz Ym, die erste Hauptchrominanz
CBm und die zweite Hauptchrominanz CRm mit der ersten Unterluminanz
Ys, der ersten Unterchrominanz CBs bzw. der zweiten Unterchrominanz
CRs, um die gemischte Luminanz Yg, die erste gemischte Chrominanz
CBg und die zweite gemischte Chrominanz CRg durch eine mathematische
Kombination zu erzeugen. Man nehme bitte auf 12 Bezug,
die ein schematisches Diagramm des in 10 gezeigten
Datenmischers 88 ist. Das Kernmerkmal des Datenmischers 88 besteht
darin, die zusätzlichen
Videodaten mit den Hauptbildvideodaten zu mischen, um vollständige Videodaten
zu erzeugen. Die Bezugszeichen A und B, die in 12 gezeigt
sind, stellen die Gewichtungsfaktoren der zusätzlichen Videodaten und der
Hauptbildvideodaten dar, wobei die Summe von A und B gleich 1 ist,
d.h. A=(1–B).
Aus dieser Beziehung kann die gemischte Luminanz Yg durch die Gleichung:
Yg=A·Ys +(1–A)·Ym ermittelt
werden; die erste gemischte Chrominanz CBg kann durch die Gleichung: CBg=A·CBs +
(1–A)·CBm ermittelt
werden; und die zweite gemischte Chrominanz CRg kann durch die Gleichung:
CRg=A·CRs
+(1–A)·CRm ermittelt
werden.Please continue to take up 10 and 11 Reference, the mixed video data in 4: 9: 4 sample format, the data mixer 88 are generated, have a mixed luminance Yg, a first mixed chrominance CBg and a second mixed chrominance CRg. The data mixer 88 The main luminance Ym, the first main chrominance CBm, and the second main chrominance CRm having the first sub luminance Ys, the first sub chrominance CBs, and the second sub chrominance CRs, respectively, are mixed by the mixed luminance Yg, the first mixed chrominance CBg, and the second mixed chrominance CRg to generate mathematical combination. Please take it 12 Reference, which is a schematic diagram of the in 10 shown data mixer 88 is. The core feature of the data mixer 88 is to mix the additional video data with the main video picture data to produce full video data. The reference symbols A and B, which are shown in FIG 12 are shown, represent the weighting factors of the additional video data and the main picture video data, where the sum of A and B is 1, that is, A = (1-B). From this relationship, the mixed luminance Yg can be determined by the equation: Yg = A * Ys + (1-A) * Ym; the first mixed chrominance CBg can be determined by the equation: CBg = A * CBs + (1-A) * CBm; and the second mixed chrominance CRg can be determined by the equation: CRg = A * CRs + (1-A) * CRm.
Man
nehme bitte auf 13 Bezug, die ein Blockdiagramm
der Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 80, die in 10 gezeigt
ist, gemäß einer tatsächlichen
Anwendung der vorliegenden Erfindung ist. Wie in 13 gezeigt,
umfasst das Formatumwandlungsmodul 85 einen 4:2:0-4:2:2-Formatwandler 87 und
einen 4:2:2-4:4:4-Formatwandler 89. Der 4:2:0-4:2:2- Formatwandler 87 wird
zur Umwandlung von Hauptbildvideodaten im 4:2:0-Abtastformat, die
auf einer Platte wie z.B. einer VCD-Platte oder einer DVD-Platte
gespeichert sind, in Hauptbilddaten im 4:2:2-Abtastformat verwendet
und dann wandelt der 4:2:2-4:4:4-Abtastformatwandler 89 die
Hauptbilddaten im 4:2:2-Abtastformat weiter in Hauptbilddaten im
4:4:4-Abtastformat um.Please take it 13 Reference is made to a block diagram of the video data processing apparatus 80 , in the 10 is shown according to an actual application of the present invention. As in 13 shown includes the format conversion module 85 a 4: 2: 0-4: 2: 2 format converter 87 and a 4: 2: 2-4: 4: 4 format converter 89 , The 4: 2: 0-4: 2: 2 format converter 87 is used to convert 4: 2: 0 mainframe video data stored on a disc such as a VCD disc or a DVD disc into 4: 2: 2 sample mainframe and then converts 4: 2 : 2-4: 4: 4 Abtastformatwandler 89 the 4: 2: 2 sample main picture data is further converted to 4: 4: 4 sample main picture data.
Gemäß der Videodaten-Verarbeitungsvorrichtung 80 in
dem in 10 und 13 gezeigten Ausführungsbeispiel
umfasst das entsprechende Verfahren zum Umwandeln und Mischen einer
Vielzahl von Videodaten die folgenden Schritte.According to the video data processing device 80 in the 10 and 13 In the embodiment shown, the corresponding method for converting and mixing a plurality of video data comprises the following steps.
Schritt 300:
Empfangen von Hauptbildvideodaten im 4:2:2-Abtastformat und von zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat;step 300 : Receiving mainframe video data in 4: 2: 2 sample format and additional video data in 4: 4: 4 sample format;
Schritt 301:
Umwandeln der Hauptbilddaten im 4:2:2-Abtastformat in Hauptbildvideodaten
im 4:4:4-Abtastformat;step 301 Converting 4: 2: 2 sample main picture data into 4: 4: 4 sample main picture video data;
Schritt 302:
Mischen der Hauptbilddaten im 4:4:4-Abtastformat mit den zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat zum Erzeugen von gemischten Videodaten
im 4:4:4-Abtastformat; undstep 302 4: 4: 4 sample format main picture data with the additional 4: 4: 4 sample format video data to produce 4: 4: 4 sample mixed video data; and
Schritt 303:
Umwandeln der gemischten Videodaten im 4:4:4-Abtastformat in ein TV-Videosignal.step 303 : Convert 4: 4: 4 sample mixed video into a TV video signal.
In
einer tatsächlichen
Implementierung unter Verwendung eines externen TV-Codierers des
Standes der Technik (z.B. eines TV-Codierers, der mit dem MPEG-1-Standard
kompatibel ist), müssen
die in den externen TV-Codierer eingegebenen Videodaten dem 4:2:2-Abtastformat
entsprechen. Daher kann ein zusätzlicher
4:4:4-4:2:2-Abtastformatwandler nach dem Datenmischer 88 zum
Durchführen
der vom externen TV-Codierer geforderten Formatumwandlung angeordnet
sein. Die vorliegende Erfindung ist mit dem MPEG-1- und dem MPEG-2-Standard
vollständig
kompatibel und nutzt den TV-Codierer, der in den DVD- (oder VCD)
Wiedergabechip eingebettet ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik mischt
die vorliegende Erfindung die Hauptbildvideodaten und die zusätzlichen
Videodaten im 4:4:4-Abtastformat
(dem Format mit der höchsten
Chrominanzabtastrate) im Gegensatz zum Stand der Technik, der die
Hauptbildvideodaten und die zusätzlichen Videodaten
im 4:2:2-Abtastformat mischt, das ferner eine Abtastratenverringerung
der zusätzlichen
Videodaten erfordert. Die Abtastratenverringerungsverarbeitung verursacht
sicher einen Verlust der Chrominanzinformation, der zu einer ungewollten
Farbverschlechterung führt.
Daher wird die Bildqualität
gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht verschlechtert.In an actual implementation using a prior art external TV coder (eg, a TV coder compatible with the MPEG-1 standard), the video data input to the external TV coder must be 4: 2: 2 Sample format. Therefore, an additional 4: 4: 4-4: 2: 2 sample format converter can be used after the data mixer 88 be arranged to perform the required by the external TV encoder format conversion. The present invention is fully compatible with the MPEG-1 and MPEG-2 standards and utilizes the TV encoder embedded in the DVD (or VCD) playback chip. In contrast to the prior art, the present invention mixes the main picture video data and the additional video data in 4: 4: 4 sampling format (the highest chroma format ninth sample rate) in contrast to the prior art, which mixes the main picture video data and the additional video data in the 4: 2: 2 sample format, which further requires sample rate reduction of the additional video data. The sample rate reduction processing surely causes a loss of the chrominance information resulting in unwanted color degradation. Therefore, the image quality according to the present invention is not deteriorated.
Fachleute
werden leicht beobachten, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen
der Vorrichtung vorgenommen werden können, während an den Lehren der Erfindung
festgehalten wird. Folglich sollte diese obige Offenbarung als nur
durch die Grenzen der beigefügten
Ansprüche
begrenzt aufgefasst werden.professionals
will easily observe that numerous modifications and changes
the device can be made while adhering to the teachings of the invention
is held. Consequently, this above disclosure should be considered as only
through the limits of the attached
claims
be understood limited.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Ein
Verfahren zum Umwandeln und Mischen einer Vielzahl von Videodaten
ohne Datenverlust wird offenbart. Die Videodaten weisen eine Vielzahl von
Abtastformaten auf, und die Abtastformate umfassen zumindest ein
Format mit hoher Chrominanzabtastrate und ein Format mit niedriger
Chrominanzabtastrate. Das Verfahren umfasst das Empfangen von ersten
Videodaten im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate und von
zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate, das
Umwandeln der ersten Videodaten im Format mit niedriger Chrominanzabtastrate
in erste Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate und
das Mischen der ersten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
mit den zweiten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate
zum Erzeugen von gemischten Videodaten im Format mit hoher Chrominanzabtastrate.One
Method for converting and mixing a plurality of video data
without data loss is revealed. The video data has a variety of
Scan formats, and the scan formats include at least one
High chrominance sample format and lower format
Chrominance. The method includes receiving first
Video data in the format with low chrominance sampling rate and of
second video data in the high chrominance sampling format
Converting the first video data into the low chrominance sampling format
in first video data in the format with high chrominance sampling rate and
mixing the first video data in the high chrominance sampling format
with the second video data in the high chrominance sampling format
for generating mixed video data in the high chrominance sampling format.
