電視機的掃描方式轉換方法
2023-06-22 13:17:51 3
專利名稱：電視機的掃描方式轉換方法
技術領域：
本發明是關於電視機的掃描方式轉換方法，尤其是指檢出隔行掃描形態的格式，根據其檢出結果，轉換為逐行掃描方式的一種電視機的掃描方式轉換方法。
(2)背景技術一般，電視機的掃描方式有隔行掃描(INTERLACED)方式和逐行掃描(PROGRESSIVE)方式。
電腦顯示器或數碼電視機使用的逐行掃描方式，是同時將所有水平掃描線顯示為1個幀。標準TV格式的NTSC，PAL，SECAM制式使用的是隔行掃描，一次只掃描水平掃描線的一半。
即，隔行掃描是奇數行的第一掃描場顯示之後，再顯示偶數行的水平掃描線的第二掃描場。利用的是人眼特徵的視覺暫留(視留)現象。
這樣的隔行掃描的特點是，使用一半的數據可以達到高的刷新率(refreshrate50或60Hz)。
但是，為了解決畫面閃爍等問題，需要通過濾波，無法避免解析度減小到一半的問題。
上述隔行掃描和逐行掃描的不同點取決於其影像源的攝像過程。即，膠片相機是每秒拍攝24幀，視頻相機是以1/60秒間隔，交替拍攝奇數和偶數場的掃描場。
因此，為了顯示成電影，需要使用每秒逐行掃描24幀的膠片模式。
現在有很多電影刻錄在DVD盤上市。現在的DVD規格為隔行掃描方式，假設每秒掃描30幀的方式制定。
但是，根據上述攝像方式的差異，電影的情況是逐行掃描方式的數據源，每秒掃描24幀的方式。為此，要將電影刻錄在DVD盤上，編碼時需要轉換幀頻(framerate)。
在現有技術的編碼中，轉換幀頻的方法是，記錄24幀的同時，利用MPEG流標準的底場和第二場，播放時以每秒掃描30幀顯示的方法。
還有另一種方法是，把24幀下拉到30幀使用。下面參照附圖詳細說明這些圖1a和圖1c是各自用於現有技術24幀碼流和其24幀的數據流解碼後，以每秒掃描60幀的隔行掃描方式顯示裝置上。或在上述24幀流以每秒掃描60幀的逐行掃描方式顯示裝置上，顯示匹配的解碼結果。
首先圖1a的24幀碼流(I1，P2，B3~B7)上將頂場優先(Top_field first)使用1，1，0，0，0，1，0、重複第一場(Repeat_first_field)使用1，0，0，1，1，1，0。
上述I1，P2，B3~B7各自是傳輸順序(TRANSMISSION ORDER)，各自持有設定的幀單位間隔(FRAME UNITINTERVAL，FU)。這是為了同步音頻信號和視頻信號，可以通過傳輸次序的合理組合與音頻信號同步，其傳輸次序的各個幀單位間隔，根據各標準有些差異。
適用於上述碼流的頂場優先和重複第一場是根據MPEG標準定義的。因此在每秒掃描60場和每秒60幀的隔行掃描方式的顯示裝置或逐行掃描方式的顯示裝置上，轉換為合適的信號。
圖1b是將上述24幀碼流，可以使用於每秒掃描60場的隔行掃描方式的顯示裝置上解碼的。可以將上述24幀碼流(I1，P2，B3~B7)的幀，分成頂場(top field)和最後場(bottom field)(圖示中分別為top，bot)，例I1top，I1bot，P2top，P2bot……等，以每秒30幀的隔行掃描方式顯示。
這樣的狀態下，雖然引加到每秒24幀，但是在實際播放過程中，可以將每秒30幀，以隔行掃描方式掃描顯示。
圖1c是，為了將上述24幀的碼流使用於每秒掃描60幀的逐行掃描顯示裝置上而解碼的結果。如圖所示可以變更傳輸次序，解決與音頻信號的同步。
上述方式是根據MPEG制式的各幀持有來自24幀的逐行掃描方式數據源的標誌，才能容易顯示為每秒掃描60幀的逐行掃描方式。
圖2a和2c是現有技術的另一實施例圖。如圖所示，拍攝是為上述的膠片模式，引加每秒24幀(F1~F4)，把每個幀分割為頂場和底場，並把數據流轉換為每秒30幀的逐行掃描方式的數據流。
如圖2c所示，按傳輸次序(I1，P2，B3~B7)編碼，例F1top，F1bot，F1top，F1bot，F2bot，F2top，F3bot……等，頂場優先設定為1，重複第一場設定為0。
這樣的碼流，在每秒60場隔行掃描的顯示裝置上，按順序顯示各幀的掃描場就可。
在利用上述圖2c的碼流，每秒掃描60幀的方式中，上述碼流內各幀內沒有各掃描場的時間差信息。因此和普通的每秒隔行掃描30幀的碼流沒有差別。
這樣的碼流以逐行掃描方式掃描的情況下，分辨不出原先攝像時是膠片數據，按普通反交錯處理播放，導致圖像質量不好。
如上所述，現有的電視機掃描方式的轉換方法，無法判斷碼流源是電影膠片源還是普通視頻源，不管其數據源的種類，以隔行掃描方式或逐行掃描方式顯示，在使用逐行掃描方式的膠片碼流源時，顯示為逐行掃描方式的過程中，存在圖像質量不好的問題。
(3)發明內容本發明的目的是要解決上述現有技術存在的問題，設計一種在顯示逐行掃描方式的膠片源時，能判斷碼流的種類，進行符合的解碼，提供防止圖像質量低下的電視機的掃描方式轉換方法。
本發明的目的是這樣實現的一種電視機的掃描方式轉換方法，其包括步驟一，把24幀視頻碼流，每幀下拉3∶2，轉換為每秒掃描30幀方式的幀；步驟二，檢出上述幀中相臨幀的同一位置場的時間差，並判斷其時間差的規律，判斷其視頻碼流源的種類是膠片還是隔行視頻；步驟三，根據上述判斷的視頻碼流源的種類，進行適當的場重組；步驟四，把上述場重組的幀顯示為符合其數據源的掃描方式。
一種電視機的掃描方式轉換方法，其包括步驟一，求出相臨幀的頂場top field和底場bottom field各自的時間差；步驟二，把上述時間差與其基準值比較，判斷其差值比基準值小或者大；步驟三，計算上述差值比基準值小和大時的次數，判斷小和大的發生次數，判斷是否存在其排列次數小的情況和大的情況連續發生的模式；步驟四，判斷上述模式發生是否在設定次數以上，如果不是連續發生或不發生時，將視頻碼流源判斷為隔行視頻；步驟五，根據上述判斷的數據流種類進行場重組，以適當的掃描方式掃描。
本發明的效果如上所述，本發明是求出包含在視頻碼流中各相臨幀的同一位置的場之間時間差，檢出其時間差的周期變化規律，判斷其碼流源是膠片還是隔行視頻，進行匹配的反交錯處理，可以防止逐行掃描方式顯示裝置上顯示膠片視頻流時的圖象質量不好的問題。
為進一步說明本發明的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1a-圖1c現有技術中把原有24幀碼流，轉換為適合隔行掃描方式或逐行掃描方式的形式的過程模式圖；圖2a-圖2c現有技術中掃描方式轉換方法的另一實施例圖；圖3a-圖3c採用適用於本發明的膠片的隔行掃描源流的反交錯處理(DE-INTERLACING)方法的模式圖；圖4膠片源碼流的規律模式圖；圖5反交錯處理的概念圖；圖6本發明檢出碼流源的過程順序圖；圖7說明適用於本發明的膠片源場重組過程的模式圖；圖8膠片源和隔行源，不斷引加到視頻流時的本發明處理過程模式圖。
(5)具體實施方式
下面參照本發明的附圖，對本發明的實施方式作詳細說明。
圖3a和圖3c是說明適用於膠片的隔行掃描源流的本發明的反交錯處理(DE-INTERLACING)方法的模式圖。
如圖所示，從24幀碼流(圖3a)分離出各幀(F1~F4)的頂場top field和底場bottom field(圖示中分別為TOP 和BOT)，轉換為每秒30幀的數據流(圖3b)，例F1top，F1bot，F1top，F1bot，F2bot，F2top，F3bot……等，將分離出的場中，找出原來的幀場，重新組合轉換成每秒60幀的掃描場(圖3c中的碼流I1，B3，B4，P2，B6等)。
在上述過程中各幀分割為頂場(top field)和底場(bottom field)的狀態下，需要其分割的狀態判斷導出的碼流源是膠片源還是視頻源的過程。根據其判斷結果，將上述第一場(top field)和最後場(bottom field)場重組到正確位置，獲得相應的掃描方式數據流是關鍵。
圖4是，上述碼流為膠片時，也就是檢出膠片模式方法的模式圖。如圖所示，引加每秒24幀的碼流，下拉3∶2形成30幀的狀態下，鄰接幀的同一場的差值，具有一定的規律性。
即，最初幀F0的頂場(top field)和下一個幀F1的頂場(top field)的時間差不大，其幀之間的底場(bottom field)的差值很大。上述幀F1和下一個幀F2的頂場(top field)的差都很大，通過這樣的過程全部比較的結果，持特定的模式。
即，把其時間差相對小的值為S，時間差相對大的值為L時，反覆出現『SLLLL』。
這樣的模式是膠片模式時有一定的規律性。在本發明中為了判斷碼流是不是膠片時，利用此規律性。
先說明判斷此規律性的反交錯處理的概念。
圖5是基本的反交錯處理的概念圖。如圖所示，因包含在幀(D_FRAME)的掃描場間的時間差，生成一個幀時不能單純地場重組現在場和下一場。
這時利用動態推算或優先檢出，完成場重組。
CUR_FIELD利用以前的反交錯處理的幀、以後的掃描場或當前場的數據，預測下一個場，復原空場(D_FRAME與CUR_FIELD)之間相隔1/60秒。
但是，在膠片源的情況下，找出位於其掃描場的原來的掃描場，進行場重組，可以更好地顯示出更優秀的特性。
圖6是利用位於上述鄰接幀在同一位置的場的時間差檢出膠片模式(碼流源的順序圖。
如圖所示，本發明檢出碼流源的流程為；開始；S1最初將最小值(Min)和最大值(Max)設置成同一值，將以前狀態的最小值(Pseudo_Min)設置成最大值(Max)；Film_en＝0(隔行掃描)計算值(cnt，m_cntCNT)均設置為0，上述計算值中cnt是位於上述鄰接幀同一場值的大差值(L)的計算值，上述計算值中m_cntCNT是小值(S)和大值(L)的反覆模式，即計算膠片源固有的S，L，L，L，L模式的反覆次數的計算值。
S2然後算出位於上述鄰接幀同一位置的場間差(calc_diff)。
S3計算出場間差(calc_diff)的平均值(caic_diff_averaqe)。
S4接下來，判斷上述平均值(diff_averaqe即diff_avg)乘設定值(T1)的值是否比上述差值(diff)小，即，判斷diff是否大於T1×diff_avg，即判斷是否Film_en＝＝1(膠片模式)？S5如果流程S4判定是大於diff＞T1×diff_avg，即，差值(diff)很大時，上述碼流源被判斷為隔行視頻(Min＝diff)，重新回到流程S1。
S6如果流程S4判定不是大於diff＞T1×diff_avg，即，上述場間差值(diff)不是很大時，第一幀和第二幀的場值差，即判斷上述場間差值(diff)是否比最小值(Min)小，即，上述最小值(Min)設定初始設定值的差值(Diff)，如果判定是小的情況，diff＜Min時，回到流程S5，重新回到流程S1算出第二幀和第三幀差值，求出平均值。
S7如果流程S6中求出的各幀間同一位置的場值差，通過與最小值的大小比較判斷為大時，即，不是diff＜Min時，即第一幀和下一幀之間的場值差為基準，其餘場值差(Diff)大時，計算其值，即，cnt++，(diff＜Pseudo_Min)，Pseudo_Min＝diff。
S8反覆這樣的過程，如果第一幀和第二幀的第一場(top field)差值比其餘差值(Diff)大時，判斷差值cnt＝＝4？如果判定小於4，就會將上述碼流源判斷為隔行視頻，回到流程S2，在4重新比較的結果比以前小，即判斷結果是上述SLLLL模式時，將上述計算值(M_cnt)增加一個。
即，上述各幀是從膠片檢出的，第一幀和第二幀的場值會小，接下來一直到第五幀的場值比較結果會大(L)，這時會以SLLLL模式。
為了判斷這樣的規律性，下一幀的場值差和最小值(Min)的比較結果，如果差值(Diff)比最小值(MIin)大時，增加上述計算值(cnt)。
這時，上述差值(Diff)比最小值(Min)小時，因為小值連續兩次連續出現，可以判斷出上述幀不是膠片模式，回到流程S2。
S9接下來判斷流程S8中上述計算值(Cnt)，是4時算出差值(calc_diff)。
S10判斷其差值(Diff)和以前的大值(L)中最小值(Pseudo_Min)的大小，如果以前狀態下的大值(L)中最小值(Pseudo_Min)更大時把最小值為差值，如果判定不是diff＜Pseudo_Min時，回到流程5。
S11計算值(Cnt)以0初始化(min＝diff，cnt＝0)，判斷其反覆次數，增加反覆次數，判斷計算值(m_cnt)。
通過這樣的過程判斷相臨幀之間的同一掃描場值差小(S)，大值(L)是否符合膠片模式的SLLLL反覆規則，並計算反覆次數，其中反覆次數設定為T2。
S12判斷反覆次數(m_cnt)是否為T2，如果m_cnt不是T2，回到流程S2。
S13如果流程S12中，其SLLLL的反覆次數是設定的次數(T2)時，加載膠片模式，在解碼過程中可以以膠片模式解碼，(Film_en＝1，f_cnt＝0)。
上述順序圖是為了判斷是不是膠片檢出的幀，而檢出膠片幀特有的規則，以此進行解碼時可以更容易決定其解碼方式。
簡單概括上述膠片模式的檢出方法是在最初初始化狀態，檢出各幀的場值，求出其場值的差值後，將其差值與以前狀態的差值中最大(L)中的最小值比較，來判斷其大小。
當現在的差值小時，指定為S，大時指定為L，判斷其值是否持有SLLLL的規律和其SLLLL反覆幾次。如果結果超過設定的數以上時，將上述幀判定為膠片模式。
當檢出為膠片模式後，再重新構成各幀(F0~F4)的數據。
這是為了把每秒掃描60場的場數據，轉換為每秒顯示60幀的幀數據。如圖7所示，構成最初幀(F0)時，利用以前狀態的現在場值和以前場值或下一場值，場重組各幀(F0~F4)的掃描場。圖中，反覆次數(m_cnt) 0 1 2 3 4 0 1 2
field0f0t f0b f1t f1b f2t f2b f3t f3bfield1f1t f1b f2t f2b f3t f3b f4t f4b差值 S L L L L S L Ldiff(field0-field1)第一場重組場f1t f1b f2t f2b f3t f3b f4t f4b(1st weaving field)第二場重組場f0b f2t f1b f3t f3b f3t f4b f4t(2nt weaving field)上述圖7中的F0到F4指的是掃描場，其掃描場(F0~F4)後面記載的t和b分別表示第一場(top field)和最後場(bottom field)。
其場重組過程雖然大部分利用的是現在的場值和以後的掃描場，但圖7所示像圓圈部分利用的是以前場構成幀數據。
通過這樣的過程將每秒掃描24幀的膠片幀轉換為每秒掃描60幀的逐行掃描方式的幀，在其碼流內持一定的規律性，檢出特定模式的反覆，檢出是24幀膠片，並進行匹配的解碼。
另外，在檢出顯示上述膠片模式過程中引加的碼流種類和隔行視頻數據共同引加情況的處理過程在圖8有說明。
如圖8所示，原碼是膠片幀(F0，F1)，原碼是膠片幀的掃描場、原碼是隔行視頻(inter laced video)的場混在一起的幀(F2)，原碼是隔行視頻的幀(F3，F4)可能持續引加。
這是其視頻流中膠片下拉3∶2編碼和隔行視頻編碼編輯。在此界線維持膠片模式時，各場間的時間差大的隔行場，成為一個幀時會產生圖象刷新(COMBING)現象。
為了防止這些問題，當各場差(Diff)突然變大時，判斷上述碼流原碼不是膠片，來變更其場重組方法(WEAVE)。
即，第一幀(F0)和第二幀(F1)的top field差值為小，第一幀(F0)和第二幀(F1)的bottom field的差為大(L)，第二幀(F1)和第三幀(F2)的topfield差為大值(L)的狀態下其第二幀(F1)和第三幀(F2)的top field差為特別大(Big-L)時，如上述圖6所示，上述第二幀(F1)和第三幀(F2)的top field差值比設定值(T1)和各場差值的平均相乘積大，因此判定為特別大的值(Big-L)。
這些值差是隨著場面的編輯變化的領域，其場面的時間差大，特別是根據掃描方式其時間間隔變的更大，檢出這些時間差的結果是大值時，因為上述膠片模式同時進行場重組(WEAVE)時，同一幀內混進時間差大的掃描場而其表示特性劣化，所以當檢出很大值(BigL)時，中斷膠片模式，以隔行方式進行場重組(WEAVE)。
這時，對上述幀(F2)進行膠片模式的場重組(WEAVE)，這會導致一個場的數據損失。
但是，人的眼睛不能看到這一場的數據損失，圖象的劣化不會被發現，因此可以不當作問題。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種電視機的掃描方式轉換方法，其特徵包括步驟一，把24幀視頻碼流，每幀下拉3∶2，轉換為每秒掃描30幀方式的幀；步驟二，檢出上述幀中相臨幀的同一位置場的時間差，並判斷其時間差的規律，判斷其視頻碼流源的種類是膠片還是隔行視頻；步驟三，根據上述判斷的視頻碼流源的種類，進行適當的場重組；步驟四，把上述場重組的幀顯示為符合其數據源的掃描方式。
2.一種電視機的掃描方式轉換方法，其特徵包括步驟一，求出相臨幀的頂場top field和底場bottom field各自的時間差；步驟二，把上述時間差與其基準值比較，判斷其差值比基準值小或者大；步驟三，計算上述差值比基準值小和大時的次數，判斷小和大的發生次數，判斷是否存在其排列的次數小的情況和大的情況連續發生的模式；步驟四，判斷上述模式發生是否在設定次數以上，如果不是連續發生或不發生時，將視頻碼流源判斷為隔行視頻；步驟五，根據上述判斷的數據流種類進行場重組，以適當的的掃描方式掃描。
3.如權利要求1或2所述的電視機的掃描方式轉換方法，其特徵在於所述的視頻碼流源判定是膠片時，進行場重組的步驟在膠片模式找出各場的位置，以其場的組合構成幀，此幀的掃描場是當前幀的掃描場和此前或此後掃描場的組合。
4.如權利要求2所述的電視機的掃描方式轉換方法，其特徵在於所述的相臨幀的同一位置場值的時間差大於設定時間差時，把其視頻碼流源判斷為隔行視頻。
全文摘要
一種電視機的掃描方式轉換方法，本發明包括將24幀視頻碼流，每幀32拉下，轉換成每秒掃描30幀方式的步驟；檢出在上述幀中，相臨幀的同一位置段的時間差，找出其時間差的規律，判斷其碼流源是膠片還是隔行視頻的步驟；根據上述判斷的視頻碼流源的種類，進行適當的場重組的步驟；把上述場重組的幀，以相應源的掃描方式顯示的步驟構成。本發明判斷視頻碼流源是膠片還是隔行視頻，進行反交錯處理，因此，本發明使在逐行掃描方式的顯示裝置上，以膠片源的視頻流顯示時，可以防止圖象質量下降的問題。
文檔編號H04N3/27GK1585456SQ03150429
公開日2005年2月23日 申請日期2003年8月20日 優先權日2003年8月20日
發明者趙商熙, 姜吉泰 申請人:上海樂金廣電電子有限公司