專利名稱：實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置和轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻處理技術(shù)，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置和轉(zhuǎn)換方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的摸擬電視信號(hào)采用的都是一種名為Interlace Scan(隔行掃描)的方法來重現(xiàn)由信號(hào)線所傳遞的畫面信息，因那時(shí)的技術(shù)限制，數(shù)據(jù)處理速度跟不上，且傳統(tǒng)的TV信息傳遞介質(zhì)無法滿足傳遞大量數(shù)據(jù)包的要求，其先提取奇數(shù)行的數(shù)據(jù)形成圖像輪廓，再用偶數(shù)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充，以NTSC的60Hz為例，在電視上每秒基本上會(huì)通過60幅的畫面，這60幅中的第一幀畫面都是采用隔行掃描的方式得出的，隔行掃描意味著在顯示端上，只能在同一場(chǎng)畫面中顯示奇數(shù)行的畫面或者偶數(shù)行的畫面，比如電視在還原1秒鐘的1/60畫面時(shí)，掃描的是1，3，5，7，9這樣的奇數(shù)行，而到了還原第2/60畫面的時(shí)候就轉(zhuǎn)為掃描還原2，4，6，8，10的偶數(shù)行信息；逐行掃描的工作方式與隔行掃描完全不同，它的掃描次序便是每掃描還原第1行信息，接下來是第2行，第3行以次類推。
隨著電子技術(shù)發(fā)展的日新月異，電視的發(fā)展也逐漸由模擬電視發(fā)展到了數(shù)字電視。傳統(tǒng)的模擬電視系統(tǒng)的處理過程可以概括為從攝像管采樣，編碼，傳輸，解碼再到顯像管顯示。由于技術(shù)所限，這一過程從攝像，傳輸?shù)斤@示都是以場(chǎng)為單位來處理的；而對(duì)于數(shù)字電視系統(tǒng)而言，由于CCD和CMOS圖像傳感器技術(shù)的發(fā)展，視頻采樣過程已經(jīng)有了革命性的變化，基于CCD，CMOS圖像傳感器來獲取的圖像一般都是以幀為單位的，一幀等于兩場(chǎng)，但帶來的問題就是目前大部分的電視都是隔行的，只能顯示以場(chǎng)為單位的視頻信號(hào)。
另外，由于CCD，CMOS圖像傳感器的輸出圖像的速率主要受傳感器曝光時(shí)間的限制，在光照條件不同的情況下，輸出圖像幀率也不同。當(dāng)光照條件較暗的情況下，為了達(dá)到較好的圖像質(zhì)量，需要增加曝光時(shí)間，從而導(dǎo)致輸出幀率的降低。而對(duì)于電視顯示而言，其顯示圖像的速率是固定的，例如常見的PAL制是50場(chǎng)/秒，NTSC制是60場(chǎng)/秒，這樣即使支持逐行到隔行的轉(zhuǎn)換，也會(huì)由于幀率過慢而無法被電視接收。
最后，對(duì)于一般的CCD，CMOS圖像傳感器而言，其輸出圖像尺寸是固定的，而電視制式則有很多種，最常見的有NTSC制和PAL制。不同的電視制式其圖像大小也不一樣，要想既支持NTSC制，也支持PAL制，就需要能夠在不影響顯示質(zhì)量的前提下能夠支持圖像尺寸大小的改變，使得既能輸出PAL制電視信號(hào)，也能輸出NTSC制電視信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置，能將一幀圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓤?chǎng)數(shù)據(jù)，從而支持將CCD，CMOS圖像傳感器獲取的逐行圖像顯示在隔行電視上。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方法，支持將CCD，CMOS圖像傳感器獲取的逐行圖像顯示在隔行電視上，并保證在傳感器輸出圖像幀率變化的情況下顯示圖像的速率是固定的。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置，使得在完成上述轉(zhuǎn)換功能的同時(shí)，可以支持不同的電視制式。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置，用于在圖像傳感器和電視編碼器之間進(jìn)行視頻格式轉(zhuǎn)換，其特點(diǎn)在于，包括
第一幀存儲(chǔ)器，和第二幀存儲(chǔ)器，其中，這兩個(gè)幀存儲(chǔ)器以乒乓形式工作，在寫第一幀存儲(chǔ)器的時(shí)候讀第二幀存儲(chǔ)器，寫第二幀存儲(chǔ)器的時(shí)候讀第一幀存儲(chǔ)器，寫以幀的形式寫入，讀以場(chǎng)的形式讀出，用于輪流接收來自圖像傳感器的圖像幀，并被電視解碼器依次讀取。
進(jìn)一步地，上述裝置還包括一個(gè)圖像大小轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述兩個(gè)幀存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳給電視編碼器進(jìn)行編碼輸出。
進(jìn)一步地，上述裝置圖像幀的寫入速度支持n幀/秒，讀出速度支持m幀/秒，其中2n≤m。
上述圖像大小轉(zhuǎn)換模塊利用雙線性內(nèi)插的方法改變圖像幀圖像尺寸。
上述雙線性內(nèi)插的基本計(jì)算公式如下p＝(1-x)*p(n)+x*p(n+1)；其中，p代表需要計(jì)算的像素，p(n)代表需要計(jì)算的像素的前一個(gè)像素，p(n+1)代表需要計(jì)算的像素的后一個(gè)像素，x代表需要計(jì)算的像素到p(n)的距離。
在上述方法中，無須計(jì)算所有的插入像素，只計(jì)算與縮放后實(shí)際像素對(duì)應(yīng)的插入像素。
進(jìn)一步地，上述裝置中所述圖像傳感器可以是CCD或CMOS。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方法，用于上述轉(zhuǎn)換裝置，包括以下步驟寫幀存儲(chǔ)器步驟步驟一，當(dāng)圖像傳感器開始要輸出一幀數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查兩個(gè)幀存儲(chǔ)器是否空，順序是先檢查第一幀存儲(chǔ)器，再檢查第二幀存儲(chǔ)器；步驟二，只要有一個(gè)幀存儲(chǔ)器為空就將數(shù)據(jù)寫入空的幀存儲(chǔ)器；和，讀幀存儲(chǔ)器步驟步驟一，當(dāng)需要從幀存儲(chǔ)器讀出一幀數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查上一幀讀出的數(shù)據(jù)是出自第一幀存儲(chǔ)器還是第二幀存儲(chǔ)器；步驟二，然后讀取另一幀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，上述方法還包括以下特點(diǎn)寫幀存儲(chǔ)器步驟中，處理步驟一時(shí)，如果兩個(gè)幀存儲(chǔ)器都不為空，則檢查當(dāng)前正在讀哪個(gè)幀存儲(chǔ)器，如果第一遍已經(jīng)讀完，則可以寫入正在讀的那個(gè)幀存儲(chǔ)器，如果沒有讀完，則跳過當(dāng)前幀，等待下一幀數(shù)據(jù)的到來。
進(jìn)一步地，上述方法還包括以下特點(diǎn)讀幀存儲(chǔ)器步驟中，步驟二中，先檢查另一個(gè)幀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)是否已經(jīng)寫完，如果寫完，則讀出該幀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，如果沒有，則重復(fù)讀上一個(gè)幀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，上述方法中所述圖像傳感器可以是CCD或CMOS。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明的通過利用兩個(gè)幀存儲(chǔ)器，可以達(dá)到支持視頻從逐行到隔行的有效轉(zhuǎn)換，降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度；同時(shí)，通過本發(fā)明所述的方法，在保持較好的圖像質(zhì)量前提下還可以支持可變的輸入幀率，保持輸出圖像的穩(wěn)定性；另外，通過對(duì)圖像進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，還可以達(dá)到支持多種電視制式的效果，在插值計(jì)算的過程中，只計(jì)算少量的像素點(diǎn)，還可減少計(jì)算量。


圖1為本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為本發(fā)明所述方法中寫幀存儲(chǔ)器流程圖；圖3為本發(fā)明所述方法中讀幀存儲(chǔ)器流程圖；圖4為本發(fā)明所述雙線性內(nèi)插的基本計(jì)算方式示意圖；圖5為本發(fā)明所述一維雙線性內(nèi)插示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，為本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，來自圖像傳感器1的以幀為單位的圖像數(shù)據(jù)首先存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中，共有兩個(gè)幀存儲(chǔ)器，第一幀存儲(chǔ)器21和第二幀存儲(chǔ)器22。
在兩個(gè)幀存儲(chǔ)器都為空的情況下，數(shù)據(jù)首先存儲(chǔ)在第一幀存儲(chǔ)器21中，第一幀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)束后，第二幀數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)在另一個(gè)幀存儲(chǔ)器即第二幀存儲(chǔ)器22中。同時(shí)，第一幀數(shù)據(jù)可以讀出，送到圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3，經(jīng)過圖像大小轉(zhuǎn)換后送給電視編碼器4進(jìn)行編碼輸出。然后，電視編碼器4讀取第二幀存儲(chǔ)器22中的第二幀數(shù)據(jù)，同時(shí)，下一幀圖像被寫入第一幀存儲(chǔ)器21；這兩個(gè)幀存儲(chǔ)器用于輪流接收來自圖像傳感器的圖像幀，并被依次讀取。
每幀數(shù)據(jù)在寫入的時(shí)候以幀為單位寫入，在讀出的時(shí)候以場(chǎng)為單位讀出，每幀需要讀兩場(chǎng)。場(chǎng)與幀的關(guān)系是隔行與逐行的關(guān)系，也就是說，寫入幀存儲(chǔ)器以1，2，3，4，…，479，480(以行為單位)的順序?qū)懭?，而讀出的時(shí)候按照1，3，5，7，…，479(第一場(chǎng))，2，4，6，8，…，478，480(第二場(chǎng))的順序讀出。
如圖2所示，為本發(fā)明所述方法中寫幀存儲(chǔ)器流程圖，當(dāng)圖像傳感器1開始要輸出一幀數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查兩個(gè)幀存儲(chǔ)器是否為空，順序是先檢查第一幀存儲(chǔ)器21，再檢查第二幀存儲(chǔ)器22；只要有一個(gè)幀存儲(chǔ)器為空就將數(shù)據(jù)寫入空的幀存儲(chǔ)器；如果兩個(gè)幀存儲(chǔ)器都不為空，則檢查當(dāng)前正在讀哪個(gè)幀存儲(chǔ)器，如果第一遍已經(jīng)讀完，則可以寫入正在讀的那個(gè)幀存儲(chǔ)器，如果沒有讀完，則跳過當(dāng)前幀，等待下一幀數(shù)據(jù)的到來。
從這里可以看出，由于每一幀需要輸出兩場(chǎng)，而由于圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3的需要，實(shí)際上是幀存儲(chǔ)器需要輸出兩幀，也就是說，每幀寫入后需要讀出兩遍來完成兩場(chǎng)數(shù)據(jù)的輸出。由于圖像傳感器1的輸出幀率是可變的，最快支持30幀/秒，而幀存儲(chǔ)器的輸出幀率是固定的，在PAL制時(shí)為50幀/秒，在NTSC制時(shí)為60幀/秒。也就是說，對(duì)于幀存儲(chǔ)器而言，要求對(duì)于每幀數(shù)據(jù)，讀出速度至少是寫入速度的兩倍。
為了保證數(shù)據(jù)不會(huì)因?qū)懙眠^快未來得及讀出而造成溢出，在本發(fā)明所述裝置中確保寫數(shù)據(jù)的速度可以支持30幀/秒(NTSC)或25幀/秒(PAL)，而讀數(shù)據(jù)的速度是60幀/秒(NTSC)或50幀/秒(PAL)，這樣在輸入幀率為30幀/秒(NTSC)或25幀/秒(PAL)時(shí)，可以達(dá)到一種平衡，每幀數(shù)據(jù)寫入和讀出的速度恰好相等，數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會(huì)溢出。
一般而言，對(duì)于VGA大小的圖像，圖像傳感器1輸出的最大幀率可達(dá)30幀/秒，但是如果環(huán)境的光照條件較暗，為了保證一定的圖像質(zhì)量，需要加長(zhǎng)曝光時(shí)間，則圖像傳感器1輸出的幀率就將低于30幀/秒，環(huán)境越暗，幀率越低。這樣就帶來了一個(gè)問題，由于電視刷新的頻率是固定的，PAL制是50場(chǎng)/秒，NTSC制是60場(chǎng)/秒，這樣從圖像大小轉(zhuǎn)換模塊輸出的圖像就必須是50場(chǎng)/秒(PAL)或60場(chǎng)/秒(NTSC)，因此從幀存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)的速度也就必須是固定的，對(duì)于PAL制是50幀/秒，對(duì)于NTSC制是60幀/秒，這樣就造成了幀存儲(chǔ)器的寫入速度與讀出速度有可能不成比例，不是恰好的2倍關(guān)系，也就是說，當(dāng)?shù)谝粠瑪?shù)據(jù)讀完后，有可能第二幀數(shù)據(jù)還沒寫完。
如前所述，讀出速度從平均角度上來說要快于寫入速度，因此如果這時(shí)去讀還沒有寫完的第二幀數(shù)據(jù)，很有可能讀會(huì)追上寫，造成數(shù)據(jù)的破壞，這是實(shí)際工作中所不能接受的。例如工作在NTSC制時(shí)，假設(shè)圖像傳感器的輸出幀率是20幀/秒，由于讀出速度是60幀/秒，這樣當(dāng)?shù)谝粠瑪?shù)據(jù)讀完后，第二幀數(shù)據(jù)還沒有寫完，只寫了2/3幀，這時(shí)如果去讀第二個(gè)幀存儲(chǔ)器的話，則讀有可能追上寫，從而造成圖像數(shù)據(jù)的破壞。
為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明確定一個(gè)規(guī)則只有當(dāng)某一幀數(shù)據(jù)完全寫入幀存儲(chǔ)器中后才允許開始讀。如果第一幀數(shù)據(jù)讀完而第二幀數(shù)據(jù)還沒有寫完，就重復(fù)讀出第一幀數(shù)據(jù)。這樣雖然圖像的連續(xù)性受到了影響，但是這是由于此時(shí)的光照條件太差，為了達(dá)到較好的圖像質(zhì)量需要加長(zhǎng)曝光時(shí)間，從而導(dǎo)致幀率降低造成的，這種結(jié)果也還是可以接受的。
同樣，由于對(duì)第一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行了重復(fù)讀出，就有可能出現(xiàn)第二幀數(shù)據(jù)已經(jīng)寫完，第三幀數(shù)據(jù)開始到來，而第一幀數(shù)據(jù)在重復(fù)讀的情況下還沒有讀完的情況。如前所述，由于每幀數(shù)據(jù)在讀出的時(shí)候需要讀兩遍，每一遍代表一場(chǎng)，因此此時(shí)有兩種情況，一種是第一幀數(shù)據(jù)已經(jīng)讀完一遍，正在讀第二遍，也就是說第一場(chǎng)的數(shù)據(jù)已經(jīng)送出；另一種情況是第一幀數(shù)據(jù)正在讀第一遍，第一場(chǎng)數(shù)據(jù)還沒有結(jié)束。
對(duì)于第一種情況，如前所述，由于讀出速度快于寫入速度，即使此時(shí)開始寫入第三幀數(shù)據(jù)，也不可能追上讀，造成第一幀數(shù)據(jù)破壞，因此第三幀數(shù)據(jù)可以寫入；對(duì)于第二種情況，由于第一幀數(shù)據(jù)還需要讀出第二遍，如果將第三幀數(shù)據(jù)寫入，就會(huì)將第一幀數(shù)據(jù)覆蓋，導(dǎo)致在讀第二場(chǎng)數(shù)據(jù)的時(shí)候出現(xiàn)錯(cuò)誤。在這種情況下，本發(fā)明選擇將正需要寫入的第三幀數(shù)據(jù)扔掉，等待第四幀數(shù)據(jù)。這樣雖然最終圖像的連續(xù)性受到了影響，但能保證顯示的每一幀數(shù)據(jù)都是正確的，這種處理方式也是在圖像傳感器1輸出幀率較低時(shí)可以接受的。
再來看剛才的例子，設(shè)圖像傳感器1的輸出幀率是20幀/秒，而幀存儲(chǔ)器的輸出幀率是60幀/秒，當(dāng)?shù)谝粠x完后，由于第二幀只寫了2/3幀，按照本發(fā)明上述所定的規(guī)則，重復(fù)讀出第一幀，這個(gè)過程要耗費(fèi)1/30秒，但一段時(shí)間后第二幀寫完，第三幀數(shù)據(jù)開始到來，此時(shí)重復(fù)讀第一幀已經(jīng)耗費(fèi)的時(shí)間是(1/20-1/30)＝1/60秒，代表第一場(chǎng)恰好讀完，由于讀出速度大于寫入速度，因此寫入數(shù)據(jù)不會(huì)破壞需要讀出的速度，第三幀數(shù)據(jù)可以寫入。
如圖3所示，為本發(fā)明所述方法中讀幀存儲(chǔ)器流程圖，當(dāng)需要輸出一幀數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查上一幀讀出的數(shù)據(jù)是出自第一幀存儲(chǔ)器21還是第二幀存儲(chǔ)器22，然后檢查另一個(gè)幀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)是否已經(jīng)寫完，如果寫完，則讀出另一個(gè)幀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，如果沒有，則重復(fù)讀上一個(gè)幀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。
不同電視制式支持的圖像分辨率不同，為了支持不同的電視制式，需要能夠控制圖像大小轉(zhuǎn)換的功能。對(duì)于圖像傳感器1而言，其圖像分辨率一般可以支持1280×960，VGA(640×480)，QVGA(320×240)，CIF(352×288)等，但對(duì)于1280×960的圖像只能支持15幀/秒的輸出幀率，由于目前的圖像傳感器VGA大小的圖像的輸出幀率最大可支持30幀/秒，而NTSC制的顯示幀率也是30幀/秒，PAL制的顯示幀率是25幀/秒，為了保證最終的圖像質(zhì)量及圖像的連續(xù)性，本發(fā)明實(shí)施例選擇與現(xiàn)有電視分辨率最接近的VGA模式，通過圖像大小轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換為PAL或NTSC所需的圖像分辨率。
在控制圖像縮放的各種算法之中，雙線性內(nèi)插方法以其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，輸出效果較好等特點(diǎn)而被廣泛采用，在本發(fā)明所述的圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3中也使用了雙線性內(nèi)插方法來改變圖像的尺寸。
由于圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3采用雙線性內(nèi)插方法來實(shí)現(xiàn)圖像大小的轉(zhuǎn)換，這種方法在計(jì)算當(dāng)前數(shù)據(jù)的時(shí)候需要相鄰行和相鄰列數(shù)據(jù)。因此，雖然圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3輸出的數(shù)據(jù)是隔行的，但是為了完成圖像大小轉(zhuǎn)換，從上述幀存儲(chǔ)器中讀出的數(shù)據(jù)依然是逐行的。
圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3將VGA大小的圖像轉(zhuǎn)換為NTSC制或PAL制所需要的圖像大?。粚?duì)于NTSC制而言，其圖像分辨率為720×480，每場(chǎng)為720×240；對(duì)于PAL制而言，其分辨率為720×576，每場(chǎng)為720×288。而輸入圖像為VGA，也就是640×480。因此，本發(fā)明所述圖像大小轉(zhuǎn)換模塊3完成的功能是這樣的，對(duì)于NTSC制，只做水平方向的大小轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換比例為640-》720，垂直方向不做大小轉(zhuǎn)換，根據(jù)奇場(chǎng)或偶場(chǎng)的不同，將奇行或偶行輸出；對(duì)于PAL制，水平方向的大小轉(zhuǎn)換與NTSC相同，轉(zhuǎn)換比例為640-》720，垂直方向轉(zhuǎn)換比例為480-》576，根據(jù)奇場(chǎng)或偶場(chǎng)的不同，只輸出奇行或偶行。
本發(fā)明所述雙線性內(nèi)插的基本計(jì)算公式如下p＝(1-x)*p(n)+x*p(n+1)；如圖4所示，p代表需要計(jì)算的像素，p(n)代表需要計(jì)算的像素的前一個(gè)像素，p(n+1)代表需要計(jì)算的像素的后一個(gè)像素，x代表需要計(jì)算的像素到p(n)的距離。
根據(jù)上述公式，可以對(duì)給定大小的圖像進(jìn)行一維縮放設(shè)輸入圖像的大小為b，輸出圖像的大小為a，a與b互質(zhì)，經(jīng)過圖像大小轉(zhuǎn)換后需要達(dá)到a/b的縮放結(jié)果，則根據(jù)上面描述的雙線性內(nèi)插方法，首先將輸入圖像放大a倍，也就是在相鄰像素之間插入(a-1)個(gè)像素，插入像素的值可以根據(jù)雙線性內(nèi)插的公式計(jì)算得到；然后將放大后的圖像再縮小b倍，方法是每b個(gè)像素抽取一個(gè)像素，這樣就達(dá)到了a/b的縮放效果。
對(duì)于本發(fā)明，根據(jù)前面的介紹，輸入圖像為640×480，輸出圖像為720×480或720×576。因此水平方向需要達(dá)到640/720＝8/9的縮放效果，垂直方向需要達(dá)到480/576＝5/6的縮放效果。對(duì)于水平方向，根據(jù)前面的介紹，a等于9，b等于8。
內(nèi)插計(jì)算的過程如圖5所示，圖中實(shí)心的像素代表輸入圖像的像素，空心的像素代表輸入圖像相鄰像素之間經(jīng)過雙線性內(nèi)插得到的值，黑色網(wǎng)格的像素代表輸出圖像的像素。可以看到，輸入圖像首先根據(jù)雙線性內(nèi)插公式被放大9倍，然后再被縮小8倍，從而得到與輸入圖像相比，放大9/8倍的圖像。
根據(jù)圖5可以看到，空心像素?zé)o需被全部計(jì)算出來，只需計(jì)算空心像素與黑色網(wǎng)格像素重合的那些像素即可。上面描述了對(duì)于輸入圖像進(jìn)行一維縮放的過程，同理，可以將其推廣到二維的實(shí)現(xiàn)。這樣，對(duì)于給定的輸入圖像，根據(jù)上述描述的算法可以得到經(jīng)過縮放的輸出圖像。
由上述的實(shí)施例可見，除用于普通電視的視頻轉(zhuǎn)換外，本發(fā)明所述裝置和方法完全可被用于諸如帶有攝像頭和普通電視顯示裝置的監(jiān)控系統(tǒng)等中，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和變化，這些改進(jìn)和變化也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置，用于在圖像傳感器和電視編碼器之間進(jìn)行視頻格式轉(zhuǎn)換，其特征在于，包括第一幀存儲(chǔ)器，和第二幀存儲(chǔ)器，用于輪流接收來自圖像傳感器的圖像幀，并被電視解碼器依次讀取，其中，這兩個(gè)幀存儲(chǔ)器以乒乓形式工作，在寫第一幀存儲(chǔ)器的時(shí)候讀第二幀存儲(chǔ)器，寫第二幀存儲(chǔ)器的時(shí)候讀第一幀存儲(chǔ)器，寫以幀的形式寫入，讀以場(chǎng)的形式讀出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括一個(gè)圖像大小轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)所述兩個(gè)幀存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行大小轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳給電視編碼器進(jìn)行編碼輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置中所述圖像傳感器可以是CCD或CMOS圖像傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上述裝置圖像幀的寫入速度支持n幀/秒，讀出速度支持m幀/秒，其中2n≤m。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述圖像大小轉(zhuǎn)換模塊利用雙線性內(nèi)插的方法改變圖像幀圖像尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，上述雙線性內(nèi)插的基本計(jì)算公式如下p＝(1-x)*p(n)+x*p(n+1)；其中，p代表需要計(jì)算的像素，p(n)代表需要計(jì)算的像素的前一個(gè)像素，p(n+1)代表需要計(jì)算的像素的后一個(gè)像素，x代表需要計(jì)算的像素到p(n)的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在上述方法中，無須計(jì)算所有的插入像素，只計(jì)算與縮放后實(shí)際像素對(duì)應(yīng)的插入像素。
8.一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方法，用于上述轉(zhuǎn)換裝置，包括以下步驟寫幀存儲(chǔ)器步驟步驟一，當(dāng)圖像傳感器開始要輸出一幀數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查兩個(gè)幀存儲(chǔ)器是否空，順序是先檢查第一幀存儲(chǔ)器，再檢查第二幀存儲(chǔ)器；步驟二，只要有一個(gè)幀存儲(chǔ)器為空就將數(shù)據(jù)寫入空的幀存儲(chǔ)器；和，讀幀存儲(chǔ)器步驟步驟一，當(dāng)需要從幀存儲(chǔ)器讀出一幀數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢查上一幀讀出的數(shù)據(jù)是出自第一幀存儲(chǔ)器還是第二幀存儲(chǔ)器；步驟二，然后讀取另一幀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，寫幀存儲(chǔ)器步驟中，處理步驟一時(shí)，如果兩個(gè)幀存儲(chǔ)器都不為空，則檢查當(dāng)前正在讀哪個(gè)幀存儲(chǔ)器，如果第一遍已經(jīng)讀完，則可以寫入正在讀的那個(gè)幀存儲(chǔ)器，如果沒有讀完，則跳過當(dāng)前幀，等待下一幀數(shù)據(jù)的到來。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，讀幀存儲(chǔ)器步驟中，步驟二中，先檢查另一個(gè)幀存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)是否已經(jīng)寫完，如果寫完，則讀出該幀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，如果沒有，則重復(fù)讀上一個(gè)幀存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的裝置，用于在圖像傳感器和電視編碼器之間進(jìn)行視頻格式轉(zhuǎn)換。包括第一幀存儲(chǔ)器和第二幀存儲(chǔ)器，其中，這兩個(gè)幀存儲(chǔ)器以乒乓形式工作，在寫第一幀存儲(chǔ)器的時(shí)候讀第二幀存儲(chǔ)器，寫第二幀存儲(chǔ)器的時(shí)候讀第一幀存儲(chǔ)器，寫以幀的形式寫入，讀以場(chǎng)的形式讀出，用于輪流接收來自圖像傳感器的圖像幀，并被電視解碼器依次讀取。本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)視頻逐行到隔行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換方法。通過本發(fā)明所述裝置和方法，可以達(dá)到支持視頻從逐行到隔行的有效轉(zhuǎn)換，并支持可變的輸入幀率。
文檔編號(hào)H04N3/15GK1719890SQ20051008776
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2005年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月8日
發(fā)明者劉健, 付軍, 桑紅剛, 居曉波, 楊柱 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司