專利名稱：隔行格式到逐行格式的轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開內(nèi)容涉及電視節(jié)目廣播格式領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明公開內(nèi)容涉及將隔行格式的接收電視節(jié)目轉(zhuǎn)換成逐行格式的領(lǐng)域。本發(fā)明公開內(nèi)容揭示了用于數(shù)字電視的自適應(yīng)去交錯掃描方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代研究和技術(shù)發(fā)展為社會提供了范圍廣泛的電子設(shè)備。勿庸置疑，這些現(xiàn)代電子設(shè)備中的一些電子設(shè)備對它們的用戶而言功能非常強(qiáng)大而有用。例如，屬于此類的一些電子設(shè)備包括從占用大量辦公空間的計算機(jī)至手持計算機(jī)、繞地球飛行中繼大量通信信號的衛(wèi)星、可以確定其用戶在地球上具體位置的全球定位系統(tǒng)(GPS)設(shè)備、允許用戶以無線方式與其他人通信的蜂窩電話等。此外，還應(yīng)理解，一些現(xiàn)代電子設(shè)備還為用戶提供娛樂。例如，屬于此類的一些電子設(shè)備包括為用戶提供音樂以及范圍廣泛的各種音頻節(jié)目的便攜式和固定式無線電接收機(jī)、讓用戶在不同虛擬現(xiàn)實(shí)中體驗不同情形的視頻游戲控制臺、向用戶提供音樂的便攜式和固定式光盤(CD)播放器以及向用戶提供各種各樣視頻和音頻節(jié)目的便攜式和固定式電視。
眾所周知，電視節(jié)目內(nèi)容以各種方式分發(fā)到公眾電視機(jī)。例如，公眾中的消費(fèi)者可以在他們住宅和/或公司通過同軸電纜、個人碟形衛(wèi)星天線(大型或小型)、天線、寬帶因特網(wǎng)等在電視機(jī)上接收電視節(jié)目內(nèi)容。再者，電視節(jié)目內(nèi)容可以不同格式廣播給公眾。例如，電視節(jié)目內(nèi)容提供者通常將他們的節(jié)目內(nèi)容以隔行格式廣播給公眾。具體而言，在隔行格式內(nèi)，廣播裝置不會發(fā)送與電視視頻內(nèi)容的每個幀(也稱為場)相關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)，而是可先發(fā)送視頻內(nèi)容第一幀的偶數(shù)行，然后在下一幀發(fā)送奇數(shù)行。廣播裝置就這樣對人眼不能檢測到視頻連續(xù)幀的交替行缺失的特性加以利用。此外，廣播者還通過只傳送每個視頻幀的一半數(shù)據(jù)來節(jié)約傳輸帶寬。
但是，廣播者以隔行格式傳送電視節(jié)目內(nèi)容存在相關(guān)的缺點(diǎn)。例如，數(shù)字電視和高清晰度電視(HDTV)最初不是設(shè)計來以隔行格式接收和處理電視節(jié)目內(nèi)容。數(shù)字電視和高清晰度電視被有意設(shè)計及定制成接收所謂逐行格式的電視節(jié)目內(nèi)容。與隔行格式相反，逐行格式包括視頻比特流內(nèi)每個視頻幀的所有圖像數(shù)據(jù)。這樣，數(shù)字電視和高清晰度電視可以為其觀看者提供清晰度較常規(guī)隔行格式電視高的圖像質(zhì)量。
針對上述缺點(diǎn)的一種解決方案是，修改數(shù)字電視和高清晰度電視，以使它們可以處理以隔行格式接收的電視內(nèi)容。例如，使數(shù)字電視和高清晰度電視可以處理隔行電視內(nèi)容的方法之一是，使它們的硬件可以將每個幀的每條接收行的像素信息倍增，并利用該信息填充該幀的缺失行。但是，此解決方案存在相關(guān)缺點(diǎn)。主要缺點(diǎn)之一是所得圖像質(zhì)量的清晰度較差。
針對上述缺點(diǎn)的另一種解決方案是，嘗試確定哪些原始內(nèi)容屬于隔行電視內(nèi)容每個幀的缺失行。但是，此解決方案也存在相關(guān)的缺點(diǎn)。主要缺點(diǎn)之一是，實(shí)施這種解決方案通常較為復(fù)雜，從而增加了數(shù)字電視或高清晰度電視的總生產(chǎn)成本。
概述因此，需要一種方法和系統(tǒng)，用于使數(shù)字電視和高清晰度電視能夠以具成本效益的方式將隔行視頻比特流轉(zhuǎn)換成逐行格式，同時提供好的圖像解像率。本發(fā)明提供了一種滿足上述需求的方法和系統(tǒng)。
例如，本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種方法和系統(tǒng)，用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成可由數(shù)字電視顯示的逐行格式。例如，本實(shí)施例利用隔行視頻比特流的當(dāng)前場、前一場和后續(xù)場的像素信息嘗試確定哪些原始內(nèi)容屬于當(dāng)前場的缺失行。具體而言，本實(shí)施例利用不同的像素信息集來估計視頻比特流內(nèi)存在的運(yùn)動量。這樣，本實(shí)施例可以更精密地確定隔行視頻比特流的每個場的缺失像素的原始值。因此，本實(shí)施例提供了一種使數(shù)字電視能夠接收隔行視頻比特流并以逐行格式顯示它們的去交錯功能。
在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成逐行格式。具體而言，該系統(tǒng)包括用于接收隔行格式的視頻比特流的調(diào)諧器裝置。此外，該系統(tǒng)還包括視頻解碼器裝置，用于利用視頻比特流的當(dāng)前場的像素、前一場的像素和后續(xù)場的像素確定像素級運(yùn)動強(qiáng)度值。該系統(tǒng)還包括視頻解碼器裝置，用于利用視頻比特流的前一場的第一宏塊和后續(xù)場的第二宏塊確定宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值。而且，該系統(tǒng)還包括用于利用視頻比特流的前一場的第一總像素值和后續(xù)場的第二總像素值確定全局運(yùn)動強(qiáng)度值的視頻解碼器裝置。再者，該系統(tǒng)還包括用于利用視頻比特流的像素級運(yùn)動強(qiáng)度值、宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值和全局運(yùn)動強(qiáng)度值確定隔行格式的視頻比特流的缺失精細(xì)度的缺失像素的值的視頻解碼器裝置。
在閱讀對附圖所示優(yōu)選實(shí)施例的如下詳細(xì)說明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡介附圖包括在本說明書中，并構(gòu)成它的一部分，這些附解本發(fā)明實(shí)施例，與說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示范性數(shù)字電視的方框圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，利用空間和時間像素內(nèi)插來恢復(fù)隔行視頻場中缺失像素信息的示意圖。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，確定用于確定隔行視頻序列中的運(yùn)動的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度的示意圖。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例確定用于確定隔行視頻序列中的運(yùn)動的全局運(yùn)動強(qiáng)度的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行的、用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成可由數(shù)字電視顯示的逐行格式的步驟的流程圖。
發(fā)明詳細(xì)說明現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方式
，附圖中顯示它們的實(shí)例。雖然本發(fā)明將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例來說明，但要明確，意圖并不是要將本發(fā)明局限于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在涵蓋包括在所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種替代方案、修改方案和等效方案。再者，在本發(fā)明的如下詳細(xì)說明中，提出了大量具體細(xì)節(jié)，以便徹底地理解本發(fā)明。但是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明顯然可以不采用這些具體細(xì)節(jié)來實(shí)施。在其他情況中，對于眾所周知的方法、過程、部件和電路不作詳細(xì)描述，以免不必要地使本發(fā)明的方面不夠清楚。
表示符號和術(shù)語以下部分詳細(xì)說明描述了對計算機(jī)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)比特所執(zhí)行操作的過程、邏輯塊、處理和其他符號表示。這些說明和表示法是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的技術(shù)人員所采用的表示方式，以便非常有效地向本技術(shù)領(lǐng)域的其他人員傳達(dá)其工作實(shí)質(zhì)。在本申請中，過程、邏輯塊、處理等被設(shè)想為產(chǎn)生預(yù)期結(jié)果的步驟或指令的自相一致的序列。這些步驟是需要對物理量進(jìn)行物理操作的步驟。通常(雖然并非一定如此)，這些物理量取可以在計算機(jī)系統(tǒng)中加以存儲、傳遞、組合、比較和以其他方式加以操作的電信號或磁信號的形式。主要出于通用的原因，以比特、值、元素、符號、特征、術(shù)語、數(shù)字等形式引用這些信號時常被證明是很方便的。
但是切記，所有這些和類似術(shù)語要與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，且只是適用于這些物理量的方便標(biāo)記。除非下文討論中明確地另行說明，否則要明確，在本發(fā)明中使用諸如“確定”或“接收”或“輸出”或“存儲”或“訪問”或“發(fā)送”或“量化”等術(shù)語的討論涉及消費(fèi)電子媒體裝置或類似電子計算裝置(例如專用或嵌入式計算機(jī)系統(tǒng))用于操縱和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的操作和處理。數(shù)據(jù)表示為消費(fèi)電子媒體裝置中寄存器和/或存儲器內(nèi)的物理(電氣)量，并被轉(zhuǎn)換成其他數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)同樣表示為消費(fèi)電子媒體裝置存儲器、寄存器和/或其他這樣的信息存儲裝置、傳輸裝置或顯示屏內(nèi)的物理量。
本發(fā)明的示范性數(shù)字電視系統(tǒng)圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所采用的示范性數(shù)字電視系統(tǒng)100的方框圖。應(yīng)理解，系統(tǒng)100并不嚴(yán)格局限于數(shù)字電視系統(tǒng)。因此，適合于本實(shí)施例的系統(tǒng)100為處理電視信號的任何類型的電子媒體裝置(例如，機(jī)頂盒、數(shù)字錄像機(jī)等)。在本發(fā)明的以下討論中，所討論的某些處理過程和步驟在一個實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)為一系列指令(例如軟件程序)，這些指令駐留在數(shù)字電視系統(tǒng)100的可讀存儲器單元中并由系統(tǒng)100的處理器執(zhí)行。執(zhí)行時，這些指令驅(qū)使數(shù)字電視100執(zhí)行特定操作并呈現(xiàn)出如下所述的特定特征。
圖1的數(shù)字電視系統(tǒng)100包括用于傳送信息的地址/數(shù)據(jù)總線110、與總線110相連的用于處理信息和指令的一個或多個處理器102。要明確的是，處理器單元102可以是微處理器或其他任何類型的處理器。數(shù)字電視系統(tǒng)100還包括與總線110相連的用于存儲處理器102的信息和指令的數(shù)據(jù)存儲裝置(如易失性存儲器單元104(例如隨機(jī)存取存儲器、靜態(tài)RAM、動態(tài)RAM等)、與總線110相連的用于存儲處理器102的靜態(tài)信息和指令的非易失性存儲器單元106(如只讀存儲器、可編程ROM、閃速存儲器、EPROM、EEPROM等)。數(shù)字電視系統(tǒng)100還可選地包括數(shù)據(jù)存儲裝置(未顯示)，如用于存儲信息和指令的磁盤或光盤以及與總線110相連的磁盤驅(qū)動器。
系統(tǒng)100還包括連接到總線110視頻解碼器112，視頻解碼器112通過總線122連接以向例如數(shù)字顯示器116提供視頻信號。應(yīng)理解，顯示器116可以是平板液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)、場致發(fā)射顯示器(FED)、等離子顯示器或其他任何適合于顯示視頻和/或用戶可識別圖形圖像的顯示器。數(shù)字系統(tǒng)100還包括連接到總線110的音頻解碼器114(例如聲卡)，音頻解碼器114在總線124上產(chǎn)生數(shù)字音頻信號，傳送到外部揚(yáng)聲器118?？梢詫⑷我鈹?shù)量的眾所周知的音頻解碼器用作本發(fā)明的音頻解碼器114。可以理解，視頻解碼器112處理來自總線110的視頻信息，音頻解碼器114處理來自總線110的音頻信息。
圖1的數(shù)字電視系統(tǒng)100連接以從電視前端廣播裝置(未顯示)接收電視廣播信號128。應(yīng)理解，電視廣播信號128可以利用陸地線路(例如有線電視)傳送到數(shù)字電視系統(tǒng)100，或者它可以通過無線傳輸裝置(例如天線、衛(wèi)星系統(tǒng)等)來傳送。電視廣播信號128由電視系統(tǒng)100通過調(diào)諧器120接收和處理。調(diào)諧器120通過總線126連接到調(diào)制器108，而調(diào)制器108連接到總線110。調(diào)制器108對總線126的信號執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，還充當(dāng)總線110的總線接口。調(diào)制器108和調(diào)諧器120是本專業(yè)技術(shù)人員所熟知的。
在處理器102的處理器控制下，從調(diào)諧器120接收的電視音頻/視頻信息通過總線110導(dǎo)入到視頻解碼器112和音頻解碼器114。這樣，視頻解碼器112可以處理并通過總線122向顯示器116提供視頻信號，而音頻解碼器114處理并通過總線124向揚(yáng)聲器118提供音頻信號。應(yīng)理解，根據(jù)本實(shí)施例，總線122和總線124可以合并為一條同時承載視頻和音頻數(shù)據(jù)信號的大型總線。
根據(jù)本發(fā)明的示范性操作本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種方法和系統(tǒng)，用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成可通過數(shù)字電視(例如100)顯示的逐行格式。具體而言，本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為數(shù)字電視系統(tǒng)100的硬件和/或軟件，并在此基礎(chǔ)上實(shí)施。在本實(shí)施例中，利用輸入隔行視頻比特流(例如128)的當(dāng)前場、前一場和后續(xù)場的像素信息來確定哪些原始內(nèi)容屬于當(dāng)前場(也稱為幀)的缺失行。此外，利用三個不同的像素信息集來估計視頻比特流內(nèi)存在的運(yùn)動量，以便更充分地確定缺失像素的原始內(nèi)容。具體而言，在時間和空間像素軸上執(zhí)行動態(tài)加權(quán)內(nèi)插來恢復(fù)缺失的像素信息。此外，為了更好地估計視頻序列中的運(yùn)動，還通過前一幀與后續(xù)幀中宏塊直流(DC)值(也稱為宏塊運(yùn)動強(qiáng)度)之間所確定的差值以及前一幀與后續(xù)幀中所有像素DC值之間所確定的差值來補(bǔ)償動態(tài)加權(quán)內(nèi)插。圖2、3和4說明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的這些不同像素級運(yùn)動測定。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，利用空間和時間像素內(nèi)插來恢復(fù)隔行視頻幀、如場(n)中缺失像素信息的示意圖。具體而言，圖200說明可由數(shù)字電視(例如100)接收的隔行視頻比特流的三個場(也稱為幀)的像素級視圖。X表示位于稱之為輸入隔行視頻比特流當(dāng)前場的場(n)內(nèi)的掃描行的缺失像素。此外，場(n-1)是已經(jīng)顯示在顯示器(例如116)上的隔行視頻比特流的前一場，而場(n+1)是在場(n)之后顯示的后續(xù)場。本實(shí)施例利用與場(n-1)、(n)和(n+1)內(nèi)找到的附近像素A、B、C和D相關(guān)的像素信息來嘗試恢復(fù)缺失像素X的數(shù)據(jù)。像素C位于場(n)內(nèi)的像素X上方，而像素D位于像素C下方。應(yīng)理解，因為場(n-1)、(n)和(n+1)存儲在數(shù)字電視100的存儲裝置(例如易失性存儲器104和/或非易失性存儲器106)中，所以本實(shí)施例可以執(zhí)行此功能。
在本實(shí)施例中，內(nèi)插系數(shù)動態(tài)調(diào)整以便與時間和空間方向上局部像素值之差相適應(yīng)。也即，當(dāng)時間軸上的相鄰像素值(如像素A和B)之差相對小于空間軸上的相鄰像素值(如像素C和D)之差(說明感興趣區(qū)域中有小的局部運(yùn)動)時，就偏重在時間方向上進(jìn)行內(nèi)插。但是，當(dāng)時間軸上的相鄰像素值(如像素A和B)之差相對大于空間軸上的相鄰像素值(如像素C和D)之差(說明感興趣區(qū)域中有大的局部運(yùn)動)時，則偏重在空間方向上進(jìn)行內(nèi)插。因此，此方法在適用于靜止視頻場景序列的時間內(nèi)插與適用于快速移動視頻場景序列的空間內(nèi)插之間找到了一種平衡。
例如，場(n)的像素運(yùn)動強(qiáng)度內(nèi)插系數(shù)(Mp)可以通過如下關(guān)系式確定MP=Max(|A-B|-tth2tQ-|C-D|-vth2vQ,0)]]>其中tth是閾值，tQ是像素A和像素B之間的時間差的量化系數(shù)，而vth是閾值，vQ是像素C和像素D之間的空間差的量化系數(shù)。已經(jīng)認(rèn)識到，tth、tQ、vth和vQ的期望值可以通過試驗來確定。對時間差和空間差進(jìn)行量化的原因之一是，這樣就沒有要由數(shù)字電視100的硬件來處理的浮點(diǎn)數(shù)。以這種方式，本實(shí)施例更易于在數(shù)字電視100的現(xiàn)有硬件中實(shí)施。一旦已確定對應(yīng)于場(n)的像素X的像素級運(yùn)動強(qiáng)度內(nèi)插系數(shù)，則本實(shí)施例就可以將該信息存儲在存儲器(例如易失存儲器104和/或非易失存儲器106)中。
為了更好地估計輸入視頻序列中的運(yùn)動，還通過兩種其他運(yùn)動確定方法來完善上述去交錯方法。本實(shí)施例所用的一種運(yùn)動測定數(shù)據(jù)是宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)。圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例確定用于確定隔行視頻序列中的運(yùn)動的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度的示意圖300。應(yīng)理解，詞匯“宏塊”是與數(shù)字視頻壓縮相關(guān)的術(shù)語，相當(dāng)于16×16的像素塊。本實(shí)施例的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度可以用前一場(n-1)和后續(xù)場(n+1)中對應(yīng)宏塊的DC值之差來度量。應(yīng)理解，宏塊級信息可以通過MPEG-2(運(yùn)動圖像專家組-2)解碼處理過程來獲得，該處理過程可以在數(shù)字電視100的視頻解碼器112內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
為了在本施例內(nèi)確定像素X所對應(yīng)的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)，首先要確定對應(yīng)于像素X的前一場(n-1)和后續(xù)場(n+1)的宏塊的子塊和(SBS)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，一個場的宏塊的子塊和可以通過將對應(yīng)于當(dāng)前場(n)的像素(如X)的宏塊中的所有像素值求和來確定。例如，場(n-1)的宏塊302的子塊和可以通過將對應(yīng)于場(n)的像素X的位置所對應(yīng)的宏塊302內(nèi)的所有像素值求和來確定。但是，要明確的是，場的宏塊的DC值等效于宏塊的子塊和。因此，本發(fā)明實(shí)施例可以通過確定場的宏塊的DC值而不是將該宏塊內(nèi)所有像素值求和來確定場的宏塊的子塊和。
一旦確定了對應(yīng)于像素X的前一場(n-1)和后續(xù)場(n+1)的宏塊的子塊和(SBS)，可以按根據(jù)如下關(guān)系式來確定場(n)的像素X所對應(yīng)的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)MBMS(n)＝|SBS(n+1)-SBS(n-1)|其中，SBS(n+1)等于像素X位置所對應(yīng)的場(n+1)的宏塊(如304)的子塊和，而SBS(n-1)等于也對應(yīng)于像素X位置的場(n-1)的宏塊(如302)的子塊和。一旦確定了場(n)的像素X所對應(yīng)的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度，則本實(shí)施例就可以將該值存儲在存儲器(如易失存儲器104和/或非易失存儲器106)中。如上所述，已經(jīng)認(rèn)識到可以通過MPEG-2解碼處理過程獲得子塊和，此處理過程可以在數(shù)字電視100的視頻解碼器112內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)施例所用的另一運(yùn)動測定數(shù)據(jù)是全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，確定用于確定隔行視頻序列中運(yùn)動的全局運(yùn)動強(qiáng)度的示意圖400。具體而言，全局運(yùn)動強(qiáng)度可以用前一場(n-1)和后續(xù)場(n+1)中所有像素的DC值之差來度量。確定全局運(yùn)動強(qiáng)度的原因之一是，為了能夠檢測視頻內(nèi)容中是否有場景變化(這會導(dǎo)致相鄰場的像素值之差很大)。如果視頻內(nèi)容中存在場景變化，比較可取的是本實(shí)施例不執(zhí)行時間內(nèi)插，而執(zhí)行空間內(nèi)插。場(n)的像素X所對應(yīng)的全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)可以通過如下關(guān)系式確定GMS(n)＝|∑SBS(n+1)-∑SBS(n-1)|其中∑SBS(n+1)等于場(n+1)的宏塊的所有子塊和的和值，而∑SBS(n-1)等于等于場(n-1)的宏塊的所有子塊和的和值。應(yīng)理解，對于輸入隔行視頻比特流的每個場，只確定一次全局運(yùn)動強(qiáng)度。一旦對場(n)確定了全局運(yùn)動強(qiáng)度，則本實(shí)施例就可以將該值存儲在存儲器(如易失存儲器104和/或非易失存儲器106)中。
在本實(shí)施例中，宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)和全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)可以在用于下述去交錯關(guān)系式中之前進(jìn)行非線性量化。例如，可以使用如下關(guān)系式對宏塊運(yùn)動強(qiáng)度進(jìn)行非線性量化Mg=(GMS-bth)/2bQ]]>其中bth是閾值，bQ量化系數(shù)。應(yīng)理解，bth和bQ的期望值可以通過試驗來確定。
再者，可以使用如下關(guān)系式對全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)進(jìn)行非線性量化Mg=(GMS-gth)/2bQ]]>其中g(shù)th是閾值，gQ是量化系數(shù)。應(yīng)理解，gth和gQ的期望值可以通過試驗來確定。量化宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)和全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)的原因之一是，這樣，典型數(shù)字電視(如100)的硬件就不處理任何浮點(diǎn)數(shù)。以這種方式，在數(shù)字電視100的硬件中實(shí)施本實(shí)施例就更任意，且更經(jīng)濟(jì)。因此，本實(shí)施例是一種針對數(shù)字電視應(yīng)用的具成本效益的解決方案。
一旦確定了量化的全局運(yùn)動強(qiáng)度(Mg)、量化的宏決運(yùn)動強(qiáng)度(Mb)以及量化的像素級運(yùn)動強(qiáng)度(Mp)，就可以確定總運(yùn)動強(qiáng)度。即，總運(yùn)動強(qiáng)度(M)可以使用如下關(guān)系式來確定M＝Mp+Mb+Mg應(yīng)理解，可以專門確定本說明書中提及的閾值和量化系數(shù)(如，tth、tQ、vth、vQ、bth、bQ、gth和gQ)，以確保所得總運(yùn)動強(qiáng)度(M)值落在某個預(yù)定義動態(tài)范圍內(nèi)。例如，總運(yùn)動強(qiáng)度(M)的動態(tài)范圍可以預(yù)定義為0≤M≤MMax其中MMax等于255。但是，可以理解，本實(shí)施例的MMax適合采用任何值。此外，本實(shí)施例適用于總運(yùn)動強(qiáng)度(M)的任何預(yù)定義動態(tài)范圍(例如，包括正值和/或負(fù)值的范圍)。
一旦確定了總運(yùn)動強(qiáng)度(M)，就可以使用如下關(guān)系式確定像素X的去交錯像素值X=(M·|A-B|)+((MMax-M)·|C-D|)MMax]]>其中，A、B、C和D是場(n-1)、(n)和(n+1)的像素A、B、C和D的值。已清楚，X的確定值等于當(dāng)前場(n)的缺失像素X的值。一旦確定了X的值，則本實(shí)施例就可以保存它，還可以將其輸出到數(shù)字電視100的顯示器116。這樣，本實(shí)施例可以確定隔行視頻比特流的每個場的每個缺失像素的去交錯像素值。
應(yīng)理解，本實(shí)施例的像素級運(yùn)動強(qiáng)度、宏塊運(yùn)動強(qiáng)度和全局運(yùn)動強(qiáng)度在用于上述像素X去交錯關(guān)系式之前不進(jìn)行量化也是很合適的。但是，如果像素級運(yùn)動強(qiáng)度、宏塊運(yùn)動強(qiáng)度和全局運(yùn)動強(qiáng)度不量化，則可能必須增加數(shù)字電視系統(tǒng)(如100)的硬件，以便它可以處理這些不同運(yùn)動測定方法可能產(chǎn)生的浮點(diǎn)數(shù)。此外，浮點(diǎn)硬件通常增加數(shù)字電視系統(tǒng)(如100)的制造成本。
圖5是根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成可由數(shù)字電視(如100)顯示的逐行格式的步驟的流程圖500。流程圖500包括本發(fā)明的各種處理，這些處理在一個實(shí)施例中由在可讀和可執(zhí)行的指令控制下的處理器和電子組件來執(zhí)行。這些可讀和可執(zhí)行指令駐留在例如數(shù)據(jù)存儲裝置中，例如存儲在圖1的易失性存儲器104和/或非易失性存儲器106中。但是，這些可讀和可執(zhí)行的指令可以駐留在任何類型的可讀媒體中。雖然流程圖500中公開了一些具體步驟，但這些步驟是示范性的。即，本實(shí)施例適合于執(zhí)行其他步驟和圖5所示步驟的變型。在本實(shí)施例中，應(yīng)理解，流程圖500中的步驟可以由軟件、硬件、或硬件和軟件的任意組合來執(zhí)行。
本具體流程圖500提供了一種方法和系統(tǒng)，用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成可由數(shù)字電視(如100)顯示的逐行格式。具體而言，本實(shí)施例利用輸入的隔行視頻比特流(如128)的當(dāng)前場、前一場和后續(xù)場的像素信息來嘗試確定當(dāng)前場(也稱為幀)的缺失行的原始內(nèi)容。再者，利用三個不同像素信息集來估計視頻比特流內(nèi)存在的運(yùn)動量，以便充分確定缺失像素的原始內(nèi)容。具體而言，在時間和空間像素軸上執(zhí)行動態(tài)加權(quán)內(nèi)插來恢復(fù)缺失的像素信息。此外，還通過確定宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)和全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)來補(bǔ)償動態(tài)加權(quán)內(nèi)插。
在圖5所示步驟502中，本實(shí)施例判斷數(shù)字電視(如100)是否在接收隔行視頻比特流。如果本實(shí)施例在步驟502判斷數(shù)字電視未在接收隔行視頻比特流，則轉(zhuǎn)至步驟502的開始。但是，如果本實(shí)施例在步驟502判斷數(shù)字電視在接收隔行視頻比特流，則轉(zhuǎn)至步驟504?？梢岳斫?，根據(jù)本實(shí)施例，步驟502所作關(guān)于數(shù)字電視是否在接收隔行視頻比特流的判斷可以各種各樣的方式來執(zhí)行。例如，本實(shí)施例可以利用輸入隔行視頻比特流內(nèi)嵌入的編碼來確定它的格式。
在步驟504，在輸入視頻比特流的場開始處，如在視頻消隱間隔(VBI)期間之前，本實(shí)施例確定當(dāng)前場所對應(yīng)的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)和全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)。可以理解，根據(jù)本實(shí)施例，步驟504所作的判斷可以各種方式來執(zhí)行。例如，在步驟504，本實(shí)施例可以以類似于參照圖3和圖4所述的方式來確定宏塊運(yùn)動強(qiáng)度和全局運(yùn)動強(qiáng)度。應(yīng)理解，輸入視頻比特流的第一和最后一個場可能需要以不同于中間視頻場的方式來處理。這樣做的原因之一是，輸入視頻的第一場不具有前一場，而最后一個場不具有后續(xù)場。因此，本實(shí)施例可以在步驟504處理第一場的一種方法是，利用第一場(而非前一場)和下一場的像素信息來確定第一場的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度和全局運(yùn)動強(qiáng)度。此外，本實(shí)施例可以如下方法在步驟504處理最后一個場利用最后一個場(而非后續(xù)場)和前一場的像素信息，確定最后一場的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度和全局運(yùn)動強(qiáng)度。
在圖5的步驟506，本實(shí)施例將對應(yīng)于當(dāng)前視頻場的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值和全局運(yùn)動強(qiáng)度值存儲在存儲器(如易失存儲器104和/或非易失存儲器106)中?？梢岳斫?，本實(shí)施例可以將宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值和全局運(yùn)動強(qiáng)度值存儲在任何類型的存儲器中。在步驟508，本實(shí)施例訪問對應(yīng)于當(dāng)前視頻場的缺失像素行(也稱為去交錯行周期)的宏塊運(yùn)動強(qiáng)度(MBMS)和全局運(yùn)動強(qiáng)度(GMS)。
在步驟510，本實(shí)施例確定當(dāng)前去交錯行周期的每個像素值?？梢岳斫猓鶕?jù)本實(shí)施例，步驟510確定當(dāng)前去交錯行周期的每個像素值可以各種方式執(zhí)行。例如，根據(jù)本實(shí)施例，可以以類似于參照圖1、2、3和4所述的方式在步驟510確定當(dāng)前去交錯行周期的每個像素值。在步驟512，本實(shí)施例將步驟510所確定的像素值存儲在存儲器(如易失存儲器104和/或非易失存儲器106)中，同時將這些像素值輸出到顯示器(如116)。
在步驟514，本實(shí)施例判斷當(dāng)前去交錯行是否是當(dāng)前視頻場的最后一行。如果本實(shí)施例在步驟514判斷當(dāng)前去交錯行不是當(dāng)前視頻場的最后一行，則轉(zhuǎn)至步驟508的開始。但是，如果本實(shí)施例在步驟514確定當(dāng)前去交錯行是當(dāng)前視頻場的最后一行，則轉(zhuǎn)至步驟516。在步驟516，本實(shí)施例判斷當(dāng)前場是否是輸入視頻比特流的最后一個。如果本實(shí)施例在步驟516判斷當(dāng)前場不是輸入視頻比特流的最后一場，則轉(zhuǎn)至步驟504的開始。否則，如果本實(shí)施例在步驟516判斷當(dāng)前場是輸入視頻比特流的最后一場，則轉(zhuǎn)至步驟502的開始。
因此，本發(fā)明提供了一種方法和系統(tǒng)，用于以具成本效益、同時提供好的圖像解像率的方式，使數(shù)字電視和高清晰度電視能夠?qū)⒏粜幸曨l比特流轉(zhuǎn)換成逐行格式。
以上對本發(fā)明特定實(shí)施例的說明是為了舉例和說明。它們并不是為了窮舉本發(fā)明的實(shí)施方式，或者將本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)以上論述，可以對所述特定實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變化。選擇實(shí)施例并加以說明是為了以最合適的方式來說明本發(fā)明原理及其實(shí)際應(yīng)用，以便使本專業(yè)的其他技術(shù)人員可以以最佳方式利用本發(fā)明和不同實(shí)施例，這些不同的實(shí)施例可以針對預(yù)期的特定用途加以各種修改。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書及其等效物來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于將隔行格式的視頻轉(zhuǎn)換成逐行格式的方法，所述方法包括如下步驟(a)接收所述隔行格式的所述視頻；(b)利用所述視頻的當(dāng)前場的像素、前一場的像素和后續(xù)場的像素確定像素級運(yùn)動強(qiáng)度值；(c)利用所述視頻的所述前一場的第一宏塊和所述后續(xù)場的第二宏塊確定宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值；(d)利用所述視頻的所述前一場的第一總像素值和所述后續(xù)場的第二總像素值確定全局運(yùn)動強(qiáng)度值；以及(e)利用所述像素級運(yùn)動強(qiáng)度值、所述宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值和所述全局運(yùn)動強(qiáng)度值確定所述隔行格式的所述視頻的缺失行的缺失像素的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述缺失像素位于所述所述視頻的所述當(dāng)前場內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(c)還包括(c1)通過確定所述視頻的所述前一場的所述第一宏塊和所述后續(xù)場的所述第二宏塊之差確定所述宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值；
4.一種用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成逐行格式的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括調(diào)諧器裝置，用于接收所述隔行格式的所述視頻比特流；視頻解碼器裝置，用于利用所述視頻比特流的當(dāng)前場的像素、前一場的像素和后續(xù)場的像素確定像素級運(yùn)動強(qiáng)度值；所述視頻解碼器裝置還用于利用所述視頻比特流的所述前一場的第一宏塊和所述后續(xù)場的第二宏塊確定宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值；所述視頻解碼器裝置還用于利用所述視頻比特流的所述前一場的第一總像素值和所述后續(xù)場的第二總像素值確定全局運(yùn)動強(qiáng)度值；以及所述視頻解碼器裝置還用于利用所述像素級運(yùn)動強(qiáng)度值、所述宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值和所述全局運(yùn)動強(qiáng)度值確定所述隔行格式的所述視頻比特流的缺失行的缺失像素的值。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述缺失像素位于所述視頻的所述當(dāng)前場內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)諧器是數(shù)字電視的一部分。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)諧器是數(shù)字機(jī)頂盒的一部分。
8.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)諧器是處理數(shù)字電視信號的電子媒體裝置的一部分。
9.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括所述視頻解碼器裝置，用以通過確定所述視頻比特流的所述前一場的所述第一總像素值和所述后續(xù)場的所述第二總像素值之差來確定所述全局運(yùn)動強(qiáng)度值。
10.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括所述視頻解碼器裝置，用以通過確定所述視頻比特流的所述前一場的所述第一宏塊和所述后續(xù)場的所述第二宏塊之差來確定所述宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述視頻是視頻比特流，以及在所述步驟(e)中，所述混合像素位于所述視頻比特流的所述當(dāng)前場內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1或11所述的方法，其特征在于所述步驟(a)由數(shù)字電視、數(shù)字機(jī)頂盒或處理數(shù)字電視信號的電子媒體裝置執(zhí)行。
13.如權(quán)利要求1或11所述的方法，其特征在于所述步驟(d)還包括(d1)通過確定所述視頻比特流的所述前一場的所述第一總像素值和所述后續(xù)場的所述第二總像素值之差來確定所述全局運(yùn)動強(qiáng)度值。
14.如權(quán)利要求1或11所述的方法，其特征在于所述步驟(c)還包括(c1)通過確定所述視頻比特流的所述前一場的所述第一宏塊和所述后續(xù)場的所述第二宏塊之差來確定所述宏塊運(yùn)動強(qiáng)度值。
全文摘要
本發(fā)明的一個實(shí)施例提供了一種方法和系統(tǒng)，用于將隔行格式的視頻比特流轉(zhuǎn)換成可由數(shù)字電視顯示的逐行格式。例如，本實(shí)施例利用隔行視頻比特流的當(dāng)前場、前一場和后續(xù)場的像素信息嘗試確定哪些原始內(nèi)容屬于當(dāng)前場的缺失行。具體而言，本實(shí)施例利用不同的像素信息集來估計視頻比特流內(nèi)存在的運(yùn)動量。這樣，本實(shí)施例可以更精密地確定隔行視頻比特流的每個場的缺失像素的原始值。因此，本實(shí)施例提供了一種使數(shù)字電視能夠接收隔行視頻比特流并以逐行格式顯示它們的去交錯功能。
文檔編號H04N7/01GK1582569SQ02822120
公開日2005年2月16日 申請日期2002年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
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