專利名稱：采用電視電影檢測的視頻數(shù)據(jù)編碼器的制作方法
優(yōu)先權信息本申請要求于2004年11月24日提交的、全文援引包含于此的美國實用新型申請第10/997,575號的優(yōu)先權。
背景技術：
本發(fā)明一般地涉及視頻數(shù)據(jù)傳輸和存儲系統(tǒng)，尤其涉及在視頻數(shù)據(jù)傳輸和存儲系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)壓縮或編碼技術。
在視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，需要壓縮視頻數(shù)據(jù)以便于更加快速地傳輸視頻數(shù)據(jù)。所傳輸?shù)膲嚎s數(shù)據(jù)然后在接收機處必須被解壓縮或解碼。在視頻數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中，視頻數(shù)據(jù)可以在存儲前被壓縮，然后在從存儲讀取時被解壓縮，從而允許在存儲介質中使用更少的存儲器以及提供更快的對存儲介質的寫和讀。
用于壓縮視頻數(shù)據(jù)的常規(guī)方法包括運動圖像專家組(MPEG，MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4)，運動聯(lián)合攝影專家組(MJPEG)、Windows Media Video、H.264、On2、Quicktime、以及DivX。隨著視頻數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)變得更小更快，不斷需要既要效率高又能提供進一步提高的壓縮率的視頻數(shù)據(jù)壓縮技術。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了包括電視電影檢測單元和反向電視電影轉換單元的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)。根據(jù)一個實施例，該電視電影檢測單元接收輸入視頻數(shù)據(jù)，并生成表示該輸入視頻數(shù)據(jù)是否是經(jīng)電視電影轉換的視頻數(shù)據(jù)的電視電影檢測信號。該反向電視電影轉換單元響應于電視電影檢測信號轉換該輸入視頻數(shù)據(jù)，并提供再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)在其它實施例中還包括用于壓縮再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)的編碼器單元，并且輸入視頻數(shù)據(jù)可以是用于以50或60場每秒提供輸出的隔行數(shù)據(jù)，而電影數(shù)據(jù)可以是用于以24幀每秒提供輸出的逐行數(shù)據(jù)。


以下說明可參照附圖來進一步的理解，其中圖1示出了采用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)的圖解視圖；圖2示出了圖1所示的編碼器單元的圖解視圖；圖3示出了圖1所示的解碼器單元的圖解視圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所使用的電視電影編碼和反向電視電影解碼方案的圖解功能視圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例所使用的電視電影檢測器和反向電視電影轉換系統(tǒng)的圖解視圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例所使用的電視電影檢測器和反向電視電影轉換系統(tǒng)的圖解視圖。
附圖僅為了說明的目的而示出。
發(fā)明的具體說明如圖1所示，采用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的壓縮技術的傳輸系統(tǒng)10包括在發(fā)射機臺處的編碼器網(wǎng)絡12和發(fā)射機網(wǎng)絡14，以及在接收機臺處的接收機網(wǎng)絡16和解碼器網(wǎng)絡18。一般而言，編碼器網(wǎng)絡12接收被編碼并發(fā)送到發(fā)射機網(wǎng)絡14以進行傳輸?shù)妮敵鰝鬏斝盘?。傳輸?shù)男盘柸缓笤诮邮諜C臺處被接收機網(wǎng)絡16接收，并且該信號被解碼器網(wǎng)絡18解碼。
如圖2所示，編碼器網(wǎng)絡12可包括電視電影檢測器單元20，反向電視電影單元22和編碼器單元24。電視電影檢測器20確定由電視電影檢測器20接收到的信號是否已從逐行的電影數(shù)據(jù)被轉換為電視電影數(shù)據(jù)信號。如果沒有，則該電視電影數(shù)據(jù)信號由編碼器單元24編碼。如果該電視電影數(shù)據(jù)信號已從逐行的電影數(shù)據(jù)信號被轉換(諸如以下所討論的隔行信號)，則反向電視電影單元如下所討論地逆轉電視電影數(shù)據(jù)轉換過程，并且再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)由反向電視電影單元22提供給編碼器單元24。在由單元22接收到的信號是經(jīng)電視電影轉換的信號(從例如24幀每秒的逐行數(shù)據(jù)到60場每秒的隔行數(shù)據(jù)或50場每秒的隔行數(shù)據(jù))的情況下，會達到很大的編碼和處理(例如，傳輸和/或存儲)成本。
在傳輸系統(tǒng)中，接收機臺18可包括所示出的解碼器單元30，24幀每秒檢測器32，和電視電影轉換器34。如果24幀每秒檢測器32確定已解碼的接收信號是24幀每秒逐行格式，則該信號由轉換器34轉換為電視電影信號。在其它實施例中，傳輸?shù)男盘柋旧砜砂ㄖ甘驹摻邮招盘柺欠駷橹鹦懈袷降臉酥尽＿@類系統(tǒng)還可包括便于接收機臺標識該24幀每秒逐行數(shù)據(jù)的開始和結束的起始碼和結束碼。
電視電影檢測器20可監(jiān)視接收信號中指示該信號已轉換自24幀每秒的逐行數(shù)據(jù)的模式。例如，如圖4所示，可通過電視電影轉換使用常規(guī)的交替2-3下拉方案將具有在40、42、44、46和48示出的各幀的原始24幀每秒的逐行數(shù)據(jù)轉換為60場每秒的隔行視頻數(shù)據(jù)。尤其地，幀40可被用于生成隔行場50A(頂)、50B(底)和50C(頂)，而幀42可被用于生成隔行場52A(底)和52B(頂)。類似地，幀44可被用于生成隔行場54A(底)、54B(頂)和54C(底)，而幀46可被用于生成隔行場56A(頂)和56B(底)。幀48然后可被用于生成隔行場58A(頂)、58(底)和58C(頂)。該過程可用交替的2-3方式繼續(xù)進行以生成60場每秒的隔行視頻數(shù)據(jù)。
一旦發(fā)生了電視電影檢出，則反向電視電影處理必須標識該交替2-3模式的相位，然后再現(xiàn)原始的24幀每秒逐行數(shù)據(jù)。例如，場50A、50B和50C可被標識為來自單個原始幀(40)并被用于生成再現(xiàn)幀60。以這種方式，原始幀40、42、44、46和48可被恢復為如圖所示的幀60、62、64、66和68。雖然在電視電影檢測和在執(zhí)行反向電視電影操作中牽涉的計算分析并不少，但是通過壓縮、傳輸和/或存儲24幀每秒逐行數(shù)據(jù)而不是60場每秒隔行數(shù)據(jù)所提供的節(jié)省在一些應用中是相當大的，在一些應用中，可在壓縮率(例如，5∶4)中產(chǎn)生超過50％的增益。
電視電影檢測器20可通過各種分析技術來標識是否發(fā)生了電視電影轉換。例如，美國專利第6,408,024號公開了包括1幀延遲單元和5幀延遲單元的檢測電路，以及被公開用于允許即使在由于信號中出錯或由于編輯使得輸入電視電影視頻信號不是逐行的情況下也能發(fā)生電視電影檢測的電視電影信號檢測設備。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)可包括檢測器電路，開關84，和反向電視電影電路。檢測器電路包括前置濾波器電路70，1幀延遲電路72，運動矢量檢測電路74，比較與檢測電路76，主電路78，5場延遲電路80，和判決電路82。反向電視電影電路包括2幀延遲電路90，運動矢量檢測電路92，反向電視電影2到1電路94，和反向電視電影3到1單元96。
前置濾波器電路70消除由檢測器電路接收到的視頻信號中的噪聲。1幀延遲電路72將視頻信號延遲1幀(2場)以生成延遲的視頻信號。運動矢量檢測電路74將由1幀延遲電路72生成的延遲視頻信號與當前視頻信號相比較以檢測場之間的視頻運動，然后生成多個運動矢量。比較與檢測電路76將由1幀延遲電路70生成的延遲視頻信號與基準值相比較。比較與檢測電路76輸出這些運動矢量當中小于基準值的小運動矢量。主電路78取得輸出自比較與檢測電路76的小運動矢量的頻率分布，檢測大小一樣的小運動矢量，并將檢測結果提供給5場延遲電路80和判決電路82。判決電路82計數(shù)值相等并且不大于基準值的小運動矢量的數(shù)目。電路82然后在每次每5個場出現(xiàn)一個其中小運動矢量的數(shù)目不小于預定值的場時生成表示該輸入視頻信號是否為電視電影視頻信號的判決。
如果該信號被確定為不是經(jīng)電視電影轉換的信號，則開關84被切換到節(jié)點86以將該信號輸出到圖2的編碼器單元24。如果該信號被確定為是經(jīng)電視電影轉換的信號，則開關84被切換為將信號定向到包括2幀延遲電路88、運動矢量檢測電路90、反向電視電影2到1電路92和反向電視電影3到1電路94的反向電視電影電路。然后該信號通過輸出節(jié)點96被輸出到編碼器單元24。2幀延遲電路88和運動矢量檢測電路90確定該經(jīng)電視電影轉換的信號的相位，并交替地采用反向電視電影電路92和94來執(zhí)行反向電視電影操作以獲得恢復的24幀每秒逐行數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在接點96處被提供。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，一種系統(tǒng)可包括如圖6所示的電視電影檢測電路和反向電視電影轉換器電路。該電視電影檢測電路可包括1幀延遲電路100，運動檢測電路102，第一處理單元104，第一電視電影判決電路106，第二處理單元108，1場延遲電路110，場景變化檢測器112，第二電視電影判決電路114和組合器116。1幀延遲電路100將輸入視頻信號延遲1幀以生成延遲的視頻信號。運動檢測器電路102確定該延遲視頻信號與輸入視頻信號之間是否有運動。第一處理單元104累積從運動檢測器102輸出的對應于1個場的運動檢測信號，并生成第一統(tǒng)計信號。第一電視電影判決電路106根據(jù)第一統(tǒng)計信號來判定是否視頻信號的一個特定場表示通過電視電影轉換所生成的圖像以生成第一電視電影判決信號，還生成用于第二電視電影判決單元114的定時信號。第二處理單元108累積對應于1個場的視頻信號以執(zhí)行直方圖操作以生成第二統(tǒng)計信號。1場延遲電路110將從第二處理單元108輸出的第二統(tǒng)計信號延遲1個場以生成延遲的第二統(tǒng)計信號。場景變化檢測器112根據(jù)從第二處理單元108輸出的第二統(tǒng)計信號和從1場延遲單元110輸出的延遲的第二統(tǒng)計信號通過使用預定的閾值Cx在視頻信號發(fā)生場景變化時生成場景變化檢測信號。第二電視電影判決電路114根據(jù)場景變化信號和從第一電視電影判決電路106輸出的定時信號，確定視頻信號的該場是否表示經(jīng)電視電影轉換生成的圖像以生成第二電視電影判決信號。如果第一電視電影判決信號和第二電視電影判決信號都指示該視頻信號為電視電影視頻信號，則組合器電路116提供輸出電視電影判決信號。
類似于圖5的系統(tǒng)，如果信號被確定為不是經(jīng)電視電影轉換的信號，則開關118被切換到節(jié)點120以將該信號輸出到圖2的編碼器單元24。如果該信號被確定為是經(jīng)電視電影轉換的信號，則開關118被切換為將信號定向到包括2幀延遲電路122、運動矢量檢測電路124、反向電視電影3到1電路126、反向電視電影2到1電路128，和反向電視電影3到1電路130的反向電視電影電路。該信號然后通過輸出節(jié)點132被輸出到編碼器單元24。2幀延遲電路122和運動矢量檢測電路124確定經(jīng)電視電影轉換的信號的相位，并交替地采用反向電視電影電路126、128和130來執(zhí)行反向電視電影操作以獲得恢復的24幀每秒逐行數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)在接點132處被提供。
本領域的技術人員將認識到可對以上公開的各實施例進行諸多修改和變更而不會背離本發(fā)明的精神實質和范圍。
權利要求
1.一種視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，包括電視電影檢測單元，用于接收輸入視頻數(shù)據(jù)，并生成表示所述輸入視頻數(shù)據(jù)是否為經(jīng)電視電影轉換的視頻數(shù)據(jù)的電視電影檢測信號；反向電視電影轉換單元，用于響應于所述電視電影檢測信號轉換所述輸入視頻數(shù)據(jù)并提供再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)；以及編碼器單元，用于壓縮所述再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入視頻數(shù)據(jù)包括隔行視頻數(shù)據(jù)。
3.如權利要求3所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入視頻數(shù)據(jù)以60場數(shù)據(jù)每秒提供。
4.如權利要求3所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入視頻數(shù)據(jù)以50場數(shù)據(jù)每秒提供。
5.如權利要求1所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)為逐行數(shù)據(jù)。
6.如權利要求5所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)以24幀每秒提供。
7.一種視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，包括電視電影檢測單元，用于接收隔行視頻數(shù)據(jù)并生成表示所述隔行視頻數(shù)據(jù)是否為經(jīng)電視電影轉換的逐行數(shù)據(jù)的電視電影檢測信號；反向電視電影轉換單元，用于響應于所述電視電影檢測信號轉換所述隔行視頻數(shù)據(jù)和提供再現(xiàn)的逐行數(shù)據(jù)；以及編碼器單元，用于壓縮所述再現(xiàn)的逐行數(shù)據(jù)并生成編碼數(shù)據(jù)。
8.如權利要求7所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，格式信號被發(fā)送給視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收臺，所述格式信號指示接收到的數(shù)據(jù)是否為24幀每秒的逐行數(shù)據(jù)。
9.如權利要求7所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼數(shù)據(jù)被存儲在存儲器存儲單元中。
10.如權利要求7所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼數(shù)據(jù)被從發(fā)射機臺被發(fā)送到接收機臺。
11.如權利要求7所述的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機臺包括接收機單元和解碼器單元，并且所述解碼器單元包括用于檢測所述編碼數(shù)據(jù)是否表示24幀每秒的逐行數(shù)據(jù)的檢測器。
12.一種壓縮視頻數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟檢測輸入視頻數(shù)據(jù)是否是經(jīng)電視電影轉換的視頻數(shù)據(jù)；響應于所述輸入視頻數(shù)據(jù)是否為經(jīng)電視電影轉換的視頻數(shù)據(jù)，提供電視電影檢測信號；以及響應于所述電視電影檢測信號將所述視頻數(shù)據(jù)轉換為再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括編碼所述再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)并生成編碼電影數(shù)據(jù)的步驟。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括發(fā)送所述編碼電影數(shù)據(jù)的步驟。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括檢測所述編碼數(shù)據(jù)是否表示24幀每秒的逐行數(shù)據(jù)的步驟。
16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述編碼電影數(shù)據(jù)存儲在存儲器存儲單元中的步驟。
全文摘要
公開了一種包括電視電影檢測單元和反向電視電影轉換單元的視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)。根據(jù)一個實施例，該電視電影檢測單元接收輸入視頻數(shù)據(jù)，并生成表示該輸入視頻數(shù)據(jù)是否為經(jīng)電視電影轉換的視頻數(shù)據(jù)的電視電影檢測信號。該反向電視電影轉換單元響應于電視電影檢測信號轉換該輸入視頻數(shù)據(jù)，并提供再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)還包括用于壓縮再現(xiàn)的電影數(shù)據(jù)的編碼器單元。
文檔編號H04N7/01GK101091392SQ200580045248
公開日2007年12月19日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權日2004年11月24日
發(fā)明者J·卡波洛斯基 申請人:模擬設備股份有限公司