专利名称：一种用于数字电视终端的电视信号转换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视觉处理，平面视频转换立体视频技术领域，特别涉及一种用于数字 电视终端的电视信号转换装置。
背景技术：
随着电视产业的革命日益推进，电视逐步向高质量、高清晰、可交互的方向发展， 目前市场上已经出现了很多的具有立体显示功能的电视机，但是目前大部分电视台没有开 播立体频道，这些立体显示器只能接收到平面的视频；另一方面，立体电视虽然没有在消费 者中大量普及，但是很多消费者也希望能体验到立体视频的效果。这样就带来了如下的几 个需求
1、如果用户拥有了一台立体显示器，那么他希望尽管接收到平面的电视信号，也 能看到立体效果。
2、如果用户只有一台普通的平面的显示器，那么用户希望在平面视频信号的情况 下能够观看红绿的立体效果电视节目，而在信号为立体视频信号时，用户也希望可以观看 具有红绿的立体效果的电视节目。
因此，如何能够根据用户的需求对电视传输系统和电视最终显示终端视频信号之 间进行转换已经成为当今社会亟待解决的问题。发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。
本发明是针对如何能够根据用户的需求对电视传输系统和电视最终显示终端视 频信号之间进行转换，而提出的一种用于数字终端的电视信号转换装置。
为达到上述目的，本发明提出的用于数字终端的电视信号转换装置，包括视频接 收器、存储控制器、计算模块、渲染模块、帧率变换器、模式控制器和视频发射器，所述模式 控制器根据用户的配置产生模式控制信号，其中，所述模式控制信号对所述存储控制器、所 述计算模块和所述渲染模块进行控制；所述视频接收器用于接收和转换视频信号以得到每 一帧图像的数字格式图像；所述存储控制器用于存储所述数字格式图像并根据所述模式控 制信号对所述数字格式图像进行控制；所述计算模块与所述存储控制器相连，用于根据所 述控制信号对所述数字格式图像进行深度变换，以得到深度图像；所述渲染模块分别与所 述计算模块和所述存储控制器相连，用于根据所述模式控制信号对所述深度图像或所述数 字格式图像进行渲染，以得到渲染图像；所述帧率变换器与所述存储控制器和所述渲染模 块相连，用于接收和变换所述数字格式图像和/或所述渲染图像的帧率，以得到帧率变换 图像；以及视频发射器，所述视频发射器用于转换所述帧率变换图像的格式以输出格式转 换后的视频。
在本发明的实施例中，所述模式控制信号包括第一模式控制信号、第二模式控制 信号、第三模式控制信号和第四模式控制信号，其中，所述第一模式控制信号为平面转立体模式信号，所述第二模式控制信号为平面转红绿立体模式信号，所述第三模式控制信号为 立体转红绿模式信号，所述第四模式控制信号为关闭模式信号。
在本发明的实施例中，所述视频信号和格式转后的视频为高清晰度数字多媒体视 频信号、分量模拟视频信号或复合模拟视频信号。
在本发明的实施例中，所述存储控制器用于存储所述数字格式图像并根据所述模 式控制信号对所述数字格式图像进行控制，进一步包括判断所述模式控制信号的类别； 如果所述模式控制信号为第一模式控制信号或者第二模式控制信号，则所述存储控制器将 当前帧的数字格式图像和预先缓存的所述当前帧的前一帧的数字格式图像同时发送给所 述计算模块；如果所述模式控制信号为第三模式控制信号，则所述存储控制器将所述数字 格式图像的左视图和预先缓存的所述数字格式图像的右视图同时发送给所述渲染模块；和 如果所述模式控制信号为第四模式控制信号，则所述存储控制器将所述数字格式图像发送 给所述帧率变换器。
在本发明的实施例中，所述计算模块根据所述模式控制信号对所述数字格式图像 进行深度变换，进一步包括判断所述模式控制信号的类别；如果所述模式控制信号为第 一模式控制信号或者第二模式控制信号，则所述计算模块根据当前帧的数字格式图像和预 先缓存的所述当前帧的前一帧的数字格式图像得到所述当前帧的数字格式图像的深度图 像，且发送所述深度图像和所述当前帧的数字格式图像至所述渲染模块。
在本发明的实施例中，所述渲染模块根据所述模式控制信号对所述深度图像或所 述数字格式图像进行渲染，进一步包括判断说书模式控制信号的类别；如果所述模式控 制信号为第一模式控制信号，则所述渲染模块对所述深度图像和所述当前帧的数字格式图 像进行渲染，以得到并缓存所述当前帧的数字格式图像的左视图和右视图，并依次将所述 左视图和右视图发送至所述帧率变换器；如果所述模式控制信号为第二模式控制信号，则 所述渲染模块对所述深度图像和所述当前帧的数字格式图像进行渲染，以得到并缓存所述 当前帧的数字格式图像的红绿图像，并将所述红绿图像发送至所述帧率变换器；如果所述 模式控制信号为第三模式控制信号，则所述渲染模块对所述数字格式图像的左视图和预先 缓存的所述数字格式图像的右视图分别提取红色和蓝绿色成分并进行合成，以得到所述数 字格式图像的红绿视频图像。
在本发明的实施例中，所述帧率变换器根据不同电视设备的需求对所述数字格式 图像和/或所述渲染图像进行相应的帧率变换，并把帧率变换后的图像发送给所述视频发 射器。
在本发明的实施例中，所述视频发射器对所述帧率变换后的图像进行格式转换， 以得到所述帧率变换后的图像的高清晰度数字多媒体视频信号、分量模拟视频信号或复合 模拟视频信号。
通过本发明提出的用于数字电视终端的电视信号转换装置，很好的解决了电视传 输系统和电视终端显示之间的不匹配问题，本装置能够将平面视频信号通过一定的算法转 化为立体视频信号，同时也能将立体视频信号方便灵活的转变成供普通电视机观看的红绿 立体信号，实现了视频信号间的灵活转换，使用户得在观看电视节目或者视频节目的时候 有了更好的图像体验效果，增强了视觉效果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中
图1为本发明实施例的用于电视设备终端的电视信号转换装置的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的全部实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明是针对如何能够根据用户的需求对电视传输系统和电视最终显示终端视 频信号之间进行转换，而提出的一种用于数字终端的电视信号转换装置。
以下就结合附图对本发明实施例提出的用于数字终端的电视信号转换装置的工 作原理进行详细描述。
如图1所示，为本发明实施例的用于电视设备终端的电视信号转换装置的结构 图。从图1中能够看出，在本发明的具体实施例中，该用于电视设备终端的电视信号转换装 置100包括视频接收器110、模式控制器120、存储控制器130、计算模块140、渲染模块150、 帧率变换器160和视频发射器170。
具体地，该用于电视设备终端的电视信号转换装置100具有一个模式控制器120， 该模式控制器120可以根据用户的需求，对视频格式进行不同形式的转换配置，在本发明 的一个实施例中，包括四种不同形式的配置，分别为第一模式控制信号、第二模式控制信 号、第三模式控制信号和第四模式控制信号。该第一模式控制信号为控制平面图像转立体 模式图像(主动立体显示)的控制信号，第二模式控制信号为控制平面图像转立体模式图 像(红绿立体显示)的控制信号，第三模式控制信号为控制立体图像转红绿模式图像的控 制信号，第四模式控制信号为控制关闭模式的控制信号，换句换说第四模式控制信号也就 表示对输入的视频不做2d到3d或者3d到2d的转换，而直接输出该视频。
更为具体地，在本发明的一个实施例中，该用于电视设备终端的电视信号转换装 置100首先经过一个视频接受器110 (数字视频信号接受器)，接收输入视频的每一帧信息， 在本发明的具体实施例中，每一帧图像可以为高清晰度数字多媒体视频信号、分量模拟视 频信号或复合模拟视频信号，其中，在本发明的一些实施例中，高清晰度数字多媒体视频信 号如HDMI数字格式信号、DVI数字格式信号等数字格式的视频信号。而这些格式信号经 过视频接收器110需转变为数字格式的信号，供该用于电视设备终端的电视信号转换装置 100使用。对于存储控制器130，首先根据模式控制信号判断当前模式，如果当前模式为平 面图像转立体模式图像(主动立体显示，第一模式)或者平面图像转立体模式图像(红绿 立体显示，第二模式)，每一帧输入的同时会把当前视频帧缓存在存储控制器130中的一个 存储器中，之后把当前帧和前一帧图像同时输送给计算模块140，计算模块140根据这两帧 信息可以得到当前帧的深度图像。在本发明的优选实施例中，计算模块140生成深度信息 采用块匹配算法，具体地，该匹配算法首先对两帧图像进行分块，然后对相邻两帧的块进行匹配，并且计算运动向量，之后根据“快者即近”等原则对当前帧图像赋予相应的深度值，最 后经过滤波得到深度图像，在本发明的一个实施例中，采用高斯滤波的方法得到深度图像， 当然也可以采用其它滤波方法进行滤波。此外，计算模块140也可以采用其它方法计算当 前帧的深度图像，如光流法、运动估计法、遮挡判断法、轮廓分析法等，但是，本领域的技术 人员知道，无论采用何种方法得到深度图像，这些基于本发明思想的变换或改动都应列为 本发明的保护范围。然后把深度图像和当前帧输送给渲染模块150，渲染模块150在平面图 像转立体模式图像(主动立体显示，第一模式)或者平面图像转立体模式图像(红绿立体 显示，第二模式)中的工作方式不同，在第一模式中，渲染模块150对于每一帧原视频，首先 缓存该帧的两幅视图，然后依次输出两幅视图，即左视图和右视图，由此，生成了可供主动 式立体显示器显示的视频信号，而在第二模式中，渲染模块150对每一帧源图像只输出单 幅的红绿图像，供普通平面显示器显示红绿立体视频信号。对于上述两种模式，得到的经过 渲染的视频信号最终发送给帧率变换器160进行帧率变换，变换完成后把该视频发送给视 频发射器170(数字视频发送器)，视频发射器170把该数字格式的视频信号转换成可供显 示设备现实的视频信号之后送出系统，供显示设备播放。在本发明的一个实施例中，转换后 的信号可以为HDMI数字格式信号、DVI数字格式信号、分量模拟视频信号或复合模拟视频 信号，当然，本领域的技术人员知道，除了上述转换后的视频信号格式外，还可以是供显示 设备显示的其它格式的视频信号。
在本发明的具体实施例中，对于立体图像转红绿模式图像(第三模式)，在利用视 频接收器110(数字视频接收器)得到输入立体视频每一帧信号之后，传送给存储控制器 130中先缓存此帧信号中的某一个视图的图像信息，在本发明的一个实施例中，缓存的为左 视图，但是，本领域的技术人员知道，也可以先缓存右视图，然后把左视图和右视图同时发 送给渲染模块，无论缓存左视图或者右视图，这些基于本发明思想的变动都应属于本发明 的保护范围。然后就可以同时把每一帧中的两个视图(左视图和右视图)的图像同时输送 给渲染模块150来渲染了，渲染模块150只需要取出两幅视图中的红色成分和蓝绿成分进 行合成，从而得到单幅的红绿视频信号，最后此红绿视频信号发送给帧率变换器160进行 帧率变换，变换完成后把该视频发送给视频发射器170送出系统。
在本发明的具体实施例中，在关闭模式(第四模式)下经过由视频接收器110(数 字视频信号接收器)得到的视频信息首先发送给存储控制器130中，存储控制器130根据 模式控制信号判断当前用户配置的模式为第四模式，此时，用户不需要对视频信号进行转 换，所以存储控制器130直接把视频信号发送给帧率变换器160进行帧率变换，变换完成后 把该视频发送给视频发射器170送出系统。
以上是对本发明提出的装置功能的整体介绍，以下就分别具体介绍该装置的各个 部件的具体功能。
参考图1，在本发明的一个实施例中，模式控制器120根据用户的自定义配置为四 种方式1、平面转立体模式(主动立体显示)，2、平面转立体模式(红绿立体显示)3、立体 转红绿模式4、关闭模式。根据这四种模式生成对其它模块控制的模式控制信号，以使其它 模块按照不同模式的方式进行相应的处理。
视频接收器110，用于接收前端来的视频信号(可以是HDMI或DVI等数字格式的 视频信号，也可以是模拟视频信号)，并把这些视频信号转化为适合该用于柿子电视终端的7电视信号转换装置100内各模块处理的数字格式，比如一帧一帧按照BT656标准的数字格 式的视频信号。
存储控制器130，用于接收来自于视频接收器110的数字信号，并且负责按照相应 的模式规定，平面图像转立体模式图像(主动立体显示，第一模式)，平面图像转立体模式 图像(红绿立体显示，第一模式)，立体图像转红绿模式图像(第三模式)，关闭模式(第四 模式)的处理方法和流程不同。对当前帧(或者当前视图)进行缓存，并且同时读取上一 帧(或者上一个视图)的内容，之后把两帧内容(或者两视图的内容)通时输送给计算模 块140中进行相应的计算。
计算模块140，在本发明的具体实施例中，该计算模块140首先根据模式控制信号 判断当前的模式，如果当前模式为第一模式或者第二模式，计算模块140根据两帧图像得 到当前帧的深度信息，而如果当前模式为第三模式或者第四模式，则不经过计算模块140 处理该视频信号。
渲染模块150，首先判断当前工作模式，如果当前工作模式为平面图像转立体模式 图像(主动立体显示，第一模式)或者平面图像转立体模式图像(主动立体显示，第二模 式)，则渲染模块150对经计算模块140发送的深度图和原图进行渲染，得到第一模式对应 的主动立体视频信号，或者得到第二模式对应的红绿立体视频信号；当该装置当前工作在 第三模式时，渲染模块150对由存储控制器130发送的当前帧视频的两视图(左视图和右 视图)进行合并；如果当前工作模式为第四模式，则视频信号直接由存储控制器130直接发 送到帧率变换器160中，而不需要经过渲染模块150处理。
帧率变换器160，帧率变换器160接收来自于存储控制器130和渲染模块150中的 视频信号，当在平面图像转立体模式图像(主动立体显示，第一模式)、平面图像转立体模 式图像(红绿立体显示，第二模式)和第三模式时。接收来自于渲染模块150中的视频信 号，在第四模式时，接收来自于存储控制器130中的视频信号。而后该帧率变换器160根据 当前电视机的需求，对生成的视频的帧率进行变换，接着把帧率得到变换后的视频发送出 去。
视频发射器170，该视频发射器170用于把适合该用于数字电视终端的电视信号 转换装置100内各模块处理的数字格式转化为向电视机器输送的视频信号。在本发明的一 个实施例中，该转换后的视频信号可以为高清晰度数字多媒体视频信号、(如=HDMI数字格 式、DVI数字格式信号)、分量模拟视频信号或复合模拟视频信号，当然，该转换后的视频信 号并不局限于上述格式的视频信号，可以为任何能够在现实终端现实的格式信号。
通过本发明提出的用于数字电视终端的电视信号转换装置，很好的解决了电视传 输系统和电视终端显示之间的不匹配问题，本装置能够将平面视频信号通过一定的算法转 化为立体视频信号，同时也能将立体视频信号方便灵活的转变成供普通电视机观看的红绿 立体信号，实现了视频信号间的灵活转换，使用户得在观看电视节目或者视频节目的时候 有了更好的图像体验效果，增强了视觉效果，另外，该装置操作简单，整个视频信号有着很 高的转换效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，包括视频接收器、存储 控制器、计算模块、渲染模块、帧率变换器、模式控制器和视频发射器，所述模式控制器根据用户的配置产生模式控制信号，其中，所述模式控制信号对所述 存储控制器、所述计算模块和所述渲染模块进行控制；所述视频接收器用于接收和转换视频信号以得到每一帧图像的数字格式图像；所述存储控制器用于存储所述数字格式图像并根据所述模式控制信号对所述数字格 式图像进行控制；所述计算模块与所述存储控制器相连，用于根据所述控制信号对所述数字格式图像进 行深度变换，以得到深度图像；所述渲染模块分别与所述计算模块和所述存储控制器相连，用于根据所述模式控制信 号对所述深度图像或所述数字格式图像进行渲染，以得到渲染图像；所述帧率变换器与所述存储控制器和所述渲染模块相连，用于接收和变换所述数字格 式图像和/或所述渲染图像的帧率，以得到帧率变换图像；以及视频发射器，所述视频发射器用于转换所述帧率变换图像的格式以输出格式转换后的 视频信号。
2.如权利要求1所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述模 式控制信号包括第一模式控制信号、第二模式控制信号、第三模式控制信号和第四模式控 制信号，其中，所述第一模式控制信号为平面转立体模式信号，所述第二模式控制信号为平 面转红绿立体模式信号，所述第三模式控制信号为立体转红绿模式信号，所述第四模式控 制信号为关闭模式信号。
3.如权利要求1所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述视 频信号和格式转后的视频为高清晰度数字多媒体视频信号、分量模拟视频信号或复合模拟 视频信号。
4.如权利要求1所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述存 储控制器用于存储所述数字格式图像并根据所述模式控制信号对所述数字格式图像进行 控制，进一步包括判断所述模式控制信号的类别；如果所述模式控制信号为第一模式控制信号或者第二模式控制信号，则所述存储控制 器将当前帧的数字格式图像和预先缓存的所述当前帧的前一帧的数字格式图像同时发送 给所述计算模块；如果所述模式控制信号为第三模式控制信号，则所述存储控制器将所述数字格式图像 的左视图和预先缓存的所述数字格式图像的右视图同时发送给所述渲染模块；和如果所述模式控制信号为第四模式控制信号，则所述存储控制器将所述数字格式图像 发送给所述帧率变换器。
5.如权利要求4所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述计 算模块根据所述模式控制信号对所述数字格式图像进行深度变换，进一步包括判断所述模式控制信号的类别；如果所述模式控制信号为第一模式控制信号或者第二模式控制信号，则所述计算模块 根据当前帧的数字格式图像和预先缓存的所述当前帧的前一帧的数字格式图像得到所述当前帧的数字格式图像的深度图像，且发送所述深度图像和所述当前帧的数字格式图像至 所述渲染模块。
6.如权利要求4所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述渲 染模块根据所述模式控制信号对所述深度图像或所述数字格式图像进行渲染，进一步包 括判断说书模式控制信号的类别；如果所述模式控制信号为第一模式控制信号，则所述渲染模块对所述深度图像和所述 当前帧的数字格式图像进行渲染，以得到并缓存所述当前帧的数字格式图像的左视图和右 视图，并依次将所述左视图和右视图发送至所述帧率变换器；如果所述模式控制信号为第二模式控制信号，则所述渲染模块对所述深度图像和所述 当前帧的数字格式图像进行渲染，以得到并缓存所述当前帧的数字格式图像的红绿图像， 并将所述红绿图像发送至所述帧率变换器；如果所述模式控制信号为第三模式控制信号，则所述渲染模块对所述数字格式图像的 左视图和预先缓存的所述数字格式图像的右视图分别提取红色和蓝绿色成分并进行合成， 以得到所述数字格式图像的红绿视频图像。
7.如权利要求1所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述帧 率变换器根据不同电视设备的需求对所述数字格式图像和/或所述渲染图像进行相应的 帧率变换，并把帧率变换后的图像发送给所述视频发射器。
8.如权利要求7所述的用于数字电视终端的电视信号转换装置，其特征在于，所述视 频发射器对所述帧率变换后的图像进行格式转换，以得到所述帧率变换后的图像的高清晰 度数字多媒体视频信号、分量模拟视频信号或复合模拟视频信号。
全文摘要
本发明提出一种用于数字电视终端的电视信号转换装置，包括模式控制器，根据用户的配置产生模式控制信号；视频接收器，接收和转换视频以得到数字格式图像；存储控制器，存储数字格式图像并根据模式控制信号对该图像进行控制；计算模块，根据控制信号对该图像进行深度变换；渲染模块，根据模式控制信号对深度图或数字格式图像进行渲染；帧率变换器，接收和变换数字格式图像或渲染图像的帧率；视频发射器，转换所述帧率变换图像的格式。通过该装置，能够将平面视频信号通过一定的算法转化为立体视频信号，同时也能将立体视频信号方便灵活的转变成供普通电视机观看的红绿立体信号，实现了视频信号间的灵活转换。
文档编号H04N13/00GK102036090SQ20101059138
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者戴琼海, 郝伟, 陈 峰 申请人:清华大学