ES2213804T3 - Procesador de señales de video digitales. - Google Patents
Procesador de señales de video digitales.Info
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Abstract
EN UN PROCESADOR DE SEÑALES DE VIDEO, DIGITALES PARA COMPRIMIR UNA SEÑAL DE VIDEO, DIGITAL Y GRABAR LA SEÑAL COMPRIMIDA, UN DETECTOR DE SEÑALES DE BLANCO Y NEGRO (210) DETERMINA CUANDO LA SEÑAL DE VIDEO, DIGITAL ES UNA SEÑAL DE BLANCO Y NEGRO Y EMITE UNA SEÑAL DE DETECCION QUE DETERMINA QUE LA SEÑAL DE VIDEO, DIGITAL ES UNA SEÑAL DE BLANCO Y NEGRO. UN PROCESADOR DE BLOQUE (220) INTERCALA LA SEÑAL DE VIDEO, DIGITAL DEL DETECTOR DE SEÑALES DE BLANCO Y NEGRO MEDIANTE UNIDADES DE BLOQUES PREDETERMINADAS. UN COMPRESOR DE SEÑALES (250) COMPRIME LA SEÑAL DE VIDEO INTERCALADA EMITIDA POR EL PROCESADOR DE BLOQUES (220). UN MODULADOR (270) MODULA LA SEÑAL DE VIDEO COMPRIMIDA EMITIDA POR EL COMPRESOR DE SEÑALES (250) Y UNA INFORMACION DE SEÑALES DE BLANCO Y NEGRO. UN CONTROLADOR (230) GENERA UNA SEÑAL DE CONTROL DE COMPRESION PARA SER EMITIDA HACIA EL COMPRESOR DE SEÑALES (250) Y EMITE LA INFORMACION DE SEÑALES EN BLANCO Y NEGRO HACIA EL MODULADOR (270) EN RESPUESTA A LA SEÑAL DE DETECCION. CUANDO SERECIBEN LA SEÑAL DE CONTROL DE COMPRESION, EL COMPRESOR DE SEÑALES (250) TRANSFORMA-CODIFICA LA SEÑAL DE VIDEO INTERCALADA DE MANERA QUE UN COMPONENTE DE COLOR SEA MODIFICADO SOLAMENTE CON UN COEFICIENTE DC. COMO RESULTADO, PUEDE GRABARSE UNA SEÑAL DE VIDEO EN BLANCO Y NEGRO CON UNA MAYOR RESOLUCION.
Description
Procesador de señales de vídeo digitales.
La presente invención se refiere a un procesador
de señales de vídeo digitales y, más particularmente, a un
procesador de señales de vídeo digitales tal como un magnetoscopio
digital o una cámara de vídeo digital para procesar señales de vídeo
en blanco y negro.
En general, cuando se graban datos de vídeo en
una cinta de vídeo de un magnetoscopio digital o una videocámara
digital, los datos de vídeo se graban en un formato
predeterminado.
Las Figuras 1A a 1C ilustran uno de los formatos
de grabación de un magnetoscopio digital general.
La Figura 1A muestra un bloque de transformación
discreta del coseno (DCT) que es un grupo de 8 x 8 (64) píxeles. La
Figura 1B muestra un macrobloque que tiene seis bloques DCT, en
concreto, cuatro componentes de luminancia Y1, Y2, Y3 y Y4, y dos
componentes de diferencia de color Cb y Cr. La Figura 1C muestra un
segmento de vídeo que consta de cinco macrobloques MB1, MB2, MB3,
MB4 y MB5. Se efectúa la transformación discreta del coseno de cada
uno de los bloques DCT para los componentes de luminancia Y1, Y2,
Y3 y Y4 de los macrobloques de la Figura 1B, para convertirlos en 14
bytes de coeficientes DCT, que incluyen un coeficiente DC y una
pluralidad de coeficientes AC. Asimismo, se efectúa la
transformación discreta del coseno de cada uno de los bloques DCT de
los componentes de diferencia de color Cb y Cr para convertirlos en
10 bytes de coeficientes DCT, que incluyen un coeficiente DC y una
pluralidad de coeficientes AC.
No obstante, en un grabador de señales de vídeo
digitales convencional, aunque el usuario grabe una señal de vídeo
en blanco y negro, los coeficientes AC de los componentes de
diferencia de color Cb y Cr se grabarán en la cinta, provocando una
disminución de la eficacia de la compresión. Además, los
coeficientes AC de los componentes de diferencia de color Cb y Cr
pueden variar sin mantenerse en un nivel predeterminado, lo que
determina la presencia de ruido en la señal de vídeo.
El documento
JP-A-63-175593
(Toshiba Corporation) da a conocer un decodificador de color
analógico que detecta la presencia de una señal de referencia para
el color en una señal de vídeo, y proporciona un circuito de relés
de transferencia para sustituir una salida RGB por una señal de
luminancia cuando la señal de vídeo es una señal en blanco y
negro.
Uno de los objetivos de las formas de realización
de la presente invención es proporcionar un grabador de señales de
vídeo en blanco y negro para reducir el ruido y grabar una señal de
vídeo en blanco y negro con alta resolución, cuando se desea grabar
una señal en blanco y negro entre una señal de vídeo.
Según un aspecto de la presente invención, se
proporciona un procesador de señales de vídeo digitales para
comprimir señales de vídeo digitales y grabar las señales
comprimidas. En el procesador de señales de vídeo digitales, el
detector de señales en blanco y negro averigua si la señal de vídeo
digital es una señal en blanco y negro y genera una señal de
detección cuando determina que la señal de vídeo digital es, en
efecto, una señal en blanco y negro. Un procesador de bloques aplica
un desplazamiento de un número predeterminado de unidades de
bloques a la señal de vídeo digital del detector de señales en
blanco y negro. Un compresor de señales comprime la señal de vídeo
desplazada proporcionada por el procesador de bloques. Un modulador
modula la señal de vídeo comprimida proporcionada por el compresor
de señales y la información de señal en blanco y negro. Un
controlador genera una señal de control de compresión para
transferirla al compresor de señales y proporciona la información de
señal en blanco y negro al modulador, en respuesta a la señal de
detección. Una vez recibida la señal de control de compresión, el
compresor de señales codifica por transformación la señal de vídeo
desplazada, de tal forma que cada componente de color se codifica
sólo con un coeficiente DC. Por consiguiente, la señal de vídeo en
blanco y negro puede grabarse con una mayor resolución.
Preferentemente, dicho detector de señales
determina que la señal de vídeo digital es una señal en blanco y
negro cuando ésta carece de señal de referencia para el color.
Preferentemente, dicho compresor de datos
convierte el valor del coeficiente DC de la señal codificada en un
valor predeterminado cuando se recibe la señal de control de
compresión.
El valor predeterminado es, preferentemente, el
valor medio de los números representado por 8 bits.
Para comprender mejor la presente invención y
para mostrar cómo pueden llevarse a la práctica las formas de
realización de la misma, a continuación se hará referencia a título
de ejemplo a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que:
las Figuras 1A a 1C ilustran formatos de
grabación de un magnetoscopio digital general; y
la Figura 2 es un diagrama de bloques de una
forma de realización de un procesador de señales de vídeo digitales
según la presente invención.
En relación con la Figura 2, se muestra un
procesador de señales de vídeo digitales que incluye un detector de
señales en blanco y negro 210 para determinar si la señal de vídeo
de entrada es una señal en blanco y negro, un procesador de bloques
220 para desplazar los datos de vídeo proporcionados por el
detector de señales en blanco y negro 210 y construir un segmento
de vídeo, una memoria 240 para almacenar temporalmente los datos
procesados por el procesador de bloques 220, un compresor de datos
250 para comprimir los datos proporcionados por el procesador de
bloques 220, un sumador de paridad 260 para sumar la paridad a los
datos de vídeo comprimidos por el compresor de datos 250, un
modulador 270 para modular los datos de vídeo recibidos desde el
sumador de paridad 260 y los datos de información de señal en blanco
y negro, un cabezal de grabación 280 para grabar los datos
modulados en medios de grabación y un controlador 230 para aplicar
una señal de control de compresión al compresor de datos 250,
establecer los componentes de color en un valor predeterminado y
generar información de señal en blanco y negro según la señal de
detección del detector de señales en blanco y negro 210.
En la Figura 2, la señal de vídeo de entrada es
una señal de vídeo digital obtenida tras la conversión de una señal
de vídeo analógica y que, por lo tanto, puede grabarse en los
medios de grabación de un magnetoscopio digital o una cámara de
vídeo digital.
El detector de señales en blanco y negro 210
determina si la señal de vídeo digital es una señal en blanco y
negro o una señal en color. Existen muchos procedimientos para
llevar a cabo dicha determinación. Por ejemplo, cuando la señal de
vídeo digital no incluye ninguna señal de referencia para el color,
se considera que es una señal en blanco y negro; en caso contrario,
se considera que es una señal en color.
El procesador de bloques 220 lleva a cabo el
desplazamiento de los datos proporcionados por el detector de
señales en blanco y negro 210 para aumentar la eficacia de
compresión. Una vez que se han desplazado los datos, se obtienen
unidades de macrobloques de cinco áreas diferentes de una trama y se
combinan en una unidad de segmento. La memoria 240 almacena
temporalmente los datos procesados por el procesador de bloques
220. Durante la reproducción, se efectúa la reordenación de los
datos desplazados para restaurar los datos originales en un
reproductor no mostrado.
El compresor de datos 250 comprime la señal de
vídeo digital del procesador de bloques 220 llevando a cabo una
transformación discreta del coseno (DCT) y una codificación de
longitud variable (VLC).
Cuando el detector de señales en blanco y negro
210 recibe una señal de vídeo en blanco y negro, aplica una señal de
detección en blanco y negro (que es un impulso activo alto) al
controlador 230. Tras recibir la señal de detección, el controlador
230 genera la señal de control de compresión para trasmitirla al
compresor de datos 250, para que el compresor de datos 250
codifique por transformación la señal de vídeo desplazada sólo con
un coeficiente DC. Asimismo, el controlador 230 proporciona la
información de señal en blanco y negro a dicho modulador 270, en
respuesta a la señal de detección.
En respuesta a la señal de control de compresión
proporcionada por el controlador 230, el compresor de datos 250
convierte uno de los coeficientes DC de los coeficientes DCT de los
componentes de diferencia de color Cb y Cr en el valor DC
predeterminado y establece los coeficientes AC en cero.
Puesto que los coeficientes AC toman el valor
cero, es decir, puesto que no existe ninguna señal de cambio,
excepto una señal DC, el ruido de la señal de datos de vídeo de
entrada o el ruido de cuantificación se reduce.
Además, si la cantidad de datos de los
componentes de luminancia es elevada, los componentes de luminancia
pueden grabarse en el área que se ha asignado a los coeficientes AC
de los componentes de color. En la presente forma de realización,
el nivel DC es 128, que es la mediana de los números representada
por 8 bits.
Por consiguiente, cuando el componente de color
se convierte en un valor DC predeterminado en el compresor de datos
250, la resolución aumenta, puesto que el número de coeficientes AC
del componente de luminancia transformado que puede grabarse en el
área de los componentes de color Cr y Cb del macrobloque mostrado en
la Figura 1B es mayor que en el caso en que existe una señal de
color.
Mientras tanto, el sumador de paridad 260 suma
una paridad a los datos de vídeo proporcionados por el compresor de
datos 250, de tal manera que los datos de vídeo de los medios se
reproducen con un error de reproducción insignificante. El modulador
270 modula los datos de vídeo proporcionados por el sumador de
paridad 260 y la información de señal en blanco y negro generada
por el controlador 230, y el cabezal de grabación 280 graba los
datos modulados en los medios de grabación.
La información de señal en blanco y negro, que se
graba como información secundaria, se utiliza para reproducir los
datos grabados en una señal de vídeo en blanco y negro durante la
reproducción.
Como se ha descrito, las formas de realización de
la presente invención reducen el ruido estableciendo un componente
de color en un nivel predeterminado cuando la señal de vídeo se
graba en modalidad de blanco y negro. Además, los componentes de
luminancia pueden grabarse en el área en el que se grabarían los
componentes de color, aumentando de ese modo la resolución de la
señal.
Claims (4)
1. Procesador de señales de vídeo digitales para
comprimir una señal de vídeo digital y grabar la señal comprimida,
que comprende:
un detector de señales en blanco y negro (210)
para determinar si la señal de vídeo digital es una señal en blanco
y negro y proporcionar una señal de
detección cuando se determina que la señal de vídeo digital es una señal en blanco y negro;
detección cuando se determina que la señal de vídeo digital es una señal en blanco y negro;
un procesador de bloques (220) para aplicar un
desplazamiento de una cantidad predeterminada de unidades de bloque
a la señal de vídeo digital de dicho detector de señales en blanco
y negro (210);
un compresor de señales (250) para comprimir la
señal de vídeo desplazada proporcionada por dicho procesador de
bloques (220);
un modulador (270) para modular la señal de vídeo
comprimida proporcionada por dicho compresor de señales (250) y la
información de señal en blanco y negro y
un controlador (230) para generar una señal de
control de compresión, transmitirla a dicho compresor de señales
(250) y proporcionar la información de señal en blanco y negro a
dicho modulador (270) en respuesta a la señal de detección,
en el que dicho compresor de señales (250)
codifica por transformación la señal de vídeo desplazada, de tal
forma que cada componente de color se codifica sólo con un
coeficiente DC cuando se recibe la señal de control de
compresión.
2. Procesador de señales de vídeo digitales según
la reivindicación 1, en el que dicho detector de señales (210)
determina que la señal de vídeo digital es una señal en blanco y
negro si ésta carece de una señal de referencia para el color.
3. Procesador de señales de vídeo digitales según
la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho compresor de datos (250)
convierte el valor del coeficiente DC de la señal codificada en un
valor predeterminado cuando se recibe la señal de control de
compresión.
4. Procesador de señales de vídeo digitales según
la reivindicación 3, en el que el valor predeterminado es el valor
medio de los números representado por 8 bits.
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