专利名称：隔行视频流到逐行视频流的转换方法与系统的制作方法
技本领域本发明有关数字显示系统。具体地说，本发明是关于隔行视频流到逐行视频流的转换方法的发明。
背景技术：
鉴于先进半导体处理技术的发展，集成电路(ICs)的功能及复杂程度大大的得到了强化。随着处理及存储能力的增加，许多以前由模拟方式完成的工作现在都能以数字的方式完成。例如，图像、音频甚至视频信号都能以数字的方式进行生成、传播及使用。
图1描述了通常在电视系统中使用的隔行视频流100的一部分。隔行视频流100包含一系列隔行视频场100_1至100_N，图1画出了其中的前10场。偶场包含场景的偶数行，而奇场包含了场景的奇数行。例如，对一个由400行，每行640个像素组成的场景，偶场将包含第2，4，...，400行，而奇场将包含第1，3，...，399行。通常，隔行视频流中的每一场是在不同时刻生成的。例如，一个隔行视频生成设备(如一个数字摄像机)在时间T捕捉及存储场景的奇数行以生成视频场100_1，而在时间T+1捕捉及存储场景的偶数行以生成视频场100_2。这个过程将不断重复以生成隔行视频流。两种主要的隔行扫描视频标准包括PAL(Phase Alternating Line)制标准，其主要应用于欧洲及中国，每秒显示50个隔行视频场，和NTSC(National Television System Committee)制标准，其主要应用于美国，每秒显示60个隔行视频场。
由于带宽的限制，当逐行视频显示的帧频要求无法满足时，我们就使用隔行视频系统。具体的说，两组25场/秒的隔行视频场奇偶交替显示便可以达到类似50帧/秒的显示效果，这是因为电视上的像素在扫描过后可以保持一小段时间。逐行视频流使用的是完整的图像帧，既包括偶行又包括奇行的信息。显然，使用逐行扫描可以达到更高的显示质量，所以，在传统的隔行电视系统出现多年以后，现在的计算机显示器通常都使用逐行扫描的方法。而且，现在很多先进的电视及视频设备也开始使用逐行扫描的视频流。为与现存的隔行视频系统相兼容，现代逐行扫描视频系统可使用隔行到逐行转换技术将隔行视频流转化成逐行视频流。
图2(a)和2(b)描述了一种从隔行视频流100转换到逐行视频流200的典型方法。具体的说，隔行视频流100中的每一隔行视频场100_X被转换为逐行视频流200中的逐行视频图像帧200_X。这个转换是通过以拷贝或插值的方法产生缺失扫描行来完成的。以图2(b)为例，场100_1有行100_11，100_1_3，100_1_5，...，100_1_N，它被转换成图象帧200_1，方法是以行100_1_X作为奇行200_1_X(X为奇数)，并产生偶行200_1_Y(Y为偶数)。偶行200_1_Y是以拷贝前一奇行200_1_Y-1来产生的。这种技术通常称为行重复。运用插值的方法产生缺失行可以得到更好的效果。例如，一种简单的插值方法是利用奇行200_1_Y-1和奇行200_1_Y+1的平均来作为偶行200_1_Y。其它插值方法还包括以加权平均或更复杂的数据组合方法来从已存在的扫描行产生缺失的扫描行。另一种传统的隔行到逐行转换技术被称为三维隔行到逐行转换，方法是利用当前场及临近的前后场数据来插值产生当前场的缺失行。这类传统的基于插值的隔行到逐行转换技术不是本发明要讨论的内容。本发明中所描述的隔行视频流到逐行视频流的转换过程可以方便的利用各类传统的基于插值的隔行到逐行转换技术。然而，许多类型的隔行视频流最初是由逐行视频帧分拆为隔行视频场得到的。例如，传统的电影是以24帧/秒的速率记录及播放的。为在PAL(隔行50场/秒)标准下播放电影，每一帧图像被拆成一个奇场和一个偶场。而且，通常PAL制的视频播放设备会将播放的场频稍微提高从而达到50场/秒的标准(即由24×2＝48场/秒提高到50场/秒)。图3解释了这一过程。具体地说，图3给出了一个电影视频流MPVS的前5帧M_1到M_5被拆成一个隔行视频场流300中的10个视频场。场300_1包含电影视频帧M_1的奇扫描行。场300_2包含电影视频帧M_1的偶扫描行。场300_3包含电影视频帧M_2的奇扫描行，场300_4包含电影视频帧M_2的偶扫描行。概括地说，一个电影视频帧M_X被拆成一个包含电影视频帧M_X的奇扫描行的奇场300(X-1)*2+1，和一个包含电影视频帧M_X的偶扫描行的偶场300(X-1)*2+2。为清楚起见，隔行视频场流中由原来逐行视频帧按此方法分拆成的部分被称为处于“特殊模式”。
在隔行视频系统上显示隔行视频场流300时能提供足够的显示质量。如图2(a)和2(b)中所描述的传统的隔行到逐行转换技术可被用来在逐行显示设备上显示隔行视频场流300。但是，由隔行视频场流300经传统隔行到逐行转换形成的逐行视频图像的品质比原始的逐行场景会差许多。
所以，在进行隔行到逐行转换时需要确定输入的隔行视频场流是在普通模式(例如，传统的电视信号)还是在特殊模式(由原始逐行视频帧分拆而成的隔行视频信号)，以使系统可以正确的模式进行隔行到逐行的转换。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种方法及系统对处于普通模式及特殊模式的隔行视频信号进行正确的隔行到逐行转换。特殊模式下的隔行视频流将经过特殊模式隔行到逐行转换，这是通过将原本属于同一场景的奇偶两场进行拼合完成的。普通模式的视频流将通过普通模式，即传统的隔行到逐行转换，这是通过以行重复或某些插值方法产生缺失行来完成的。
具体的说，在基于本发明的一种方法中，一个隔行到逐行转换系统包括一个存储输入隔行视频流的视频场的缓存，一个决定视频流模式的模式检测器，和一个对隔行视频场在普通模式下进行普通隔行到逐行转换和在特殊模式下进行特殊隔行到逐行转换的场拼合与转换单元。在模式检测器中，一个模式检测参数计算单元利用当前场和当前场的前一场计算产生对应于当前场的模式检测参数。模式检测参数被存储于一个模式检测参数FIFO(First-In-First-Out)中。一个模式分析单元被用来判断存储于模式检测参数FIFO中的模式检测参数是否有一个子集满足一个峰谷交替的样板，这个峰谷交替的样板若是模式检测参数的一个子集，则说明对应的这一段隔行视频流处于特殊模式。
在基于本发明的一些系统中，模式分析单元包含一个峰谷样板检测器。峰谷样板检测器利用模式检测参数FIFO中的数据进行峰谷交替的样板的检测。在基于本发明的一种系统中，峰谷样板检测器包含一个峰值检测器和一个谷值检测器。峰值检测器被用来检测对应于某一特定场，如当前场或处理场，的模式检测参数为一个峰值的峰谷交替样板。而谷值检测器被用来检测对应于某一特定场的模式检测参数为一个谷值的峰谷交替样板。
如下各图有助于更好地理解本发明。
图1描述了一个隔行视频场流。
图2(a)和图2(b)描述了一个传统隔行到逐行转换过程。
图3描述了将电影视频流转换为隔行视频流的转换过程(PAL50场/秒制式下)。
图4描述了将由电影视频流转换得到的隔行视频流(PAL50场/秒制式下)还原为逐行视频流的过程。
图5(a)至图5(c)描述了各种情况下特殊模式的隔行视频流所对应的模式检测参数。
图6(a)和图6(b)描述了各种情况下普通模式的隔行视频流所对应的模式检测参数。
图7是基于本发明的一种方法中隔行到逐行转换系统的简单框图。
图8是基于本发明的一种方法中模式分析单元的简单框图。
图9是基于本发明的一种方法中所用的状态转换图。
具体实施例方式由上所述，隔行视频流可能处在普通或特殊模式。很多隔行视频流也可能在这两种模式中来回切换。为在逐行视频系统上播放隔行视频信号，我们需要一个隔行到逐行转换系统来将隔行视频流转换成逐行视频信号。但是，不同的隔行到逐行转换技术将被用于处在不同模式的隔行视频信号。
图4描述了由隔行视频流300产生逐行视频流400的一种方法，隔行视频流300是处在特殊模式的，因为它是由图3中的电影视频流MPVS经分拆转换形成的。基于本发明的一种方法将从处在特殊模式的隔行视频流中选取正确的奇偶两场进行拼合产生逐行视频帧，而不是简单的将一个隔行视频场经传统的隔行到逐行转换形成一个逐行视频帧。例如，逐行视频帧400_1是由电影视频帧MP_1(见图3)的奇行形成的隔行场300_1与由电影视频帧MP_1的偶行形成的隔行场300_2所拼合而成的。所以，逐行视频帧400_1与电影视频帧MP_1是相同的。逐行视频帧400_2是以相同的方式由电影视频帧MP_1的奇行形成的隔行场300_1与由电影视频帧MP_1的偶行形成的隔行场300_2所拼合而成的。逐行视频帧400_3是由电影视频帧MP_2的奇行形成的隔行场300_3与由电影视频帧MP_2的偶行形成的隔行场300_4所拼合而成的。因此，概括地说，一个逐行视频帧400_Y(其中Y为一个奇数)由隔行场300_Y和300_Y+1拼合而成。如图3所示，隔行场300_Y包含了电影视频帧M_X的奇行，其中X等于Y加1的和的一半(即X＝(Y+1)/2)。类似地，隔行场300_Y+1包含了电影视频帧M_X的偶行。所以，一个逐行视频帧400_Y是由电影视频帧M_X对应的奇行场和偶行场拼合而成的，其中X等于Y加1的和的一半(即X＝(Y+1)/2)。逐行视频帧400_Y+1是以相同的方式由隔行场300_Y和300_Y+1拼合而成的。
表2总结了逐行视频流400的形成于电影视频流MPVS间的关系，其中Y为一个奇数。
表2逐行视频帧帧的构成400_1 MP_1的全部扫描行400_2 MP_1的全部扫描行400_3 MP_2的全部扫描行400_4 MP_2的全部扫描行400_5 MP_3的全部扫描行
400_6MP_3的全部扫描行400_7MP_4的全部扫描行400_8MP_4的全部扫描行400_9MP_5的全部扫描行400_10 MP_5的全部扫描行400_YMP_((Y+1)/2)的全部扫描行400_Y+1 MP_((Y+1)/2)的全部扫描行 因此，通过将相应的隔行场进行拼合来对处于特殊模式的隔行视频流所做的隔行到逐行转换产生了一个新的逐行视频流，该新的逐行视频流将原始的逐行视频流中的每个逐行视频帧都重复一次。所以，该新的逐行视频流的帧频是原始逐行视频流的两倍，并且该新的逐行视频流的显示品质与原始逐行视频流相近，其显示品质比应用传统的隔行到逐行转换技术由处于特殊模式的隔行视频流得到的逐行视频流的显示品质要高许多。
本发明利用由每个场i和场i-1(场i-1为场i的前一场)计算产生的模式检测参数MDP来判断一个输入隔行视频流中的某一部分是否处于特殊模式。通过对一系列场所对应的模式检测参数中样板的检查，本发明提出的方法能够判断出一个输入隔行视频流中哪些部分处在特殊模式或普通模式。
为清楚起见，一个输入隔行视频流中的图像像素被记为p(i，j，k)，其中i为视频场编号，j与k分别为像素在视频场中的行与列的位置。在奇场(即包含奇扫描行的场)中，j为一个奇数。相反地，在偶场(即包含偶扫描行的场)中，j为一个偶数。因此，例如输入隔行视频流300中的一个像素p(4，6，40)指的是场300_4中第6行上的第40个像素，其中行的记数为2，4，6，等等。类似的，像素p(5，7，40)指的是场300_5中第7行上的第40个像素，其中行的记数为1，3，5，7，等等。而且，输入隔行视频流中的场的大小均为H行，每行W个像素。对一个奇场来说其H行被自上而下编号为1，3，5，...，2*H-1，即j为从1到2*H-1间(包含1和2*H-1)的一个奇数。对一个偶场来说其H行被自上而下编号为2，4，6，...，2*H，即j为从2到2*H间(包含2和2*H)的一个偶数。对无论奇场还是偶场，其像素的列编号自左至右均为从1到W(包含1和W)，即k为从1到W间(包含1和W)的一个整数。
在基于本发明的一种方法中，模式检测参数等于一个场中满足某些条件的像素的个数总和，这些条件是该像素为一个非静止像素；及该像素的亮度值充分大于其在前一场中上一行和下一行上对应像素的亮度值，或该像素的亮度值充分小于其在前一场中上一行和下一行上对应像素的亮度值。具体地说，对应于场i的模式检测参数MDP(i)等于场i中满足下述条件的非静止像素的个数总和场i中非静止像素p(i，j，k)的亮度值减去场i-1中像素p(i-1，j-1，k)的亮度值的差大于一个检测阈值T_D，并且场i中非静止像素p(i，j，k)的亮度值减去场i-1中像素p(i-1，j+1，k)的亮度值的差大于检测阈值T_D；或者场i中非静止像素p(i，j，k)的亮度值减去场i-1中像素p(i-1，j-1，k)的亮度值的差小于负1乘以检测阈值T_D，并且场i中非静止像素p(i，j，k)的亮度值减去场i-1中像素p(i-1，j+1，k)的亮度值的差小于负1乘以检测阈值T_D。如前所述，对于像素p(i，j，k)来说，当场i为一个奇场时j取值为1，3，5，...，2*H-1中的一个奇数，当场i为一个偶场时j取值为2，4，6，...，2*H中的一个偶数。为方便起见，像素p(i，j，k)的亮度值被记为lp(i，j，k)。方程EQ01a和EQ01b给出了一个奇场i的模式检测参数MDP(i)的计算公式。方程EQ01a和EQ01b中我们利用符号n来表示像素的行位置，j就等于2乘以n减去1，即j＝2*n-1。
MDP(i)=Σn=2HΣk=1Wldiff[p(i,2*n-1,k),p(i-1,2*n-2,k),p(i-1,2*n,k)]---(EQ01a)]]> 方程EQ02a和EQ02b给出了一个偶场i的模式检测参数MDP(i)的计算公式。方程EQ02a和EQ02b中我们利用符号n来表示像素的行位置，j就等于2乘以n，即j＝2*n。
MDP(i)=Σn=1H-1Σk=1Wldiff[p(i,2*n,k),p(i-1,2*n-1,k),p(i-1,2*n+1,k)]---(EQ02a)]]> 在利用方程EQ01a，EQ01b，EQ02a和EQ02b的基于本发明的方法中，模式检测参数MDP(i)衡量了将场i和场i-1进行拼合所产生的逐行视频帧中存在的“锯齿”的多少。具体地说，亮度差ldiff决定了当场i和场i-1进行拼合时场i中某个非静止像素处是否会出现一个像素亮度值的锯齿形变化。这种“锯齿”是由图像中的移动边缘造成的。所以，亮度差ldiff的计算只利用了满足EQ01b和EQ02b中条件的非静止像素(即运动像素)。
对于处在特殊模式的隔行视频信号，正确的拼合只会导致较少的锯齿。这里，正确的拼合指的是将原来属于同一逐行视频帧的奇偶两场进行拼合。例如，图3中场300_1和300_2的拼合就是正确的拼合。模式检测参数MDP(i)在场i与场i-1拼合正确时的数值较小。而不正确的拼合会导致较多的锯齿。不正确的拼合指的是将原来不属于同一逐行视频帧的奇偶两场进行拼合。例如，图3中场300_3和300_2的拼合就是不正确的拼合。模式检测参数MDP(i)在场i与场i-1拼合不正确时的数值较大。对于处在普通模式的隔行视频信号，场的拼合操作通常会给出一些随机的模式检测参数MDP(i)数值。
基于本发明的一种隔行到逐行转换系统将对一个隔行视频流中的一系列连续场计算产生相应的模式检测参数序列。基于输入隔行视频流内容的不同，隔行到逐行转换系统可判断隔行视频流当前处于普通模式还是特殊模式。对于处于特殊模式的隔行视频流(如图3中所示)，所得到的模式检测参数序列将呈现一种峰谷交替的形式，其中最小的峰值大于最大的谷值。然而，如将在图6(a)和6(b)中详细介绍，处于普通模式的隔行视频流所对应的模式检测参数序列也有可能在一段较短的时间内呈现这种峰谷交替的形式。所以，基于本发明的大多数方法将会利用额外的判据来决定输入隔行视频流所处的模式。
图5(a)～5(c)描述了包含三种典型内容的特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数MDP(i)序列。图6(a)描述了典型的普通模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列。图6(b)描述了一种特别的普通模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列，这种模式检测参数序列的形式与特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列非常相似。基于本发明的隔行到逐行转换方法利用不同特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列间的相似性和特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列与普通模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列间的不同来判断当前隔行视频流所处的模式。
图5(a)描述了包含一个相对匀速运动物体的特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数MDP(i)序列。在图5(a)中，谷值(即图中的低点)发生在i为2，4，6，...，14处，表示了相应的场应该与其前一场进行拼合。峰值(即图中的高点)发生在i为3，5，7，...，13处，表示了相应的场不应该与其前一场进行拼合。如前所述，移动的边缘是造成不正确拼合时出现较多锯齿及产生较大模式检测参数的原因。因为物体在作相对匀速的运动，所以图5(a)中对应于不正确拼合的模式检测参数数值都很相似。
图5(b)描述了包含一个加速运动物体的特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数MDP(i)序列。在图5(b)中，谷值(即图中的低点)发生在i为2，4，6，...，14处，表示了相应的场应该与其前一场进行拼合。峰值(即图中的高点)发生在i为3，5，7，...，13处，表示了相应的场不应该与其前一场进行拼合。如前所述，移动的边缘是造成不正确拼合时出现较多锯齿及产生较大模式检测参数的原因。因为物体在作加速的运动，所以图5(b)中对应于不正确拼合的模式检测参数数值也逐渐递增。
图5(c)描述了包含一个减速运动物体的特殊模式隔行视频流所对应的模式检测参数MDP(i)序列。在图5(c)中，谷值(即图中的低点)发生在i为2，4，6，...，14处，表示了相应的场应该与其前一场进行拼合。峰值(即图中的高点)发生在i为3，5，7，...，13处，表示了相应的场不应该与其前一场进行拼合。如前所述，移动的边缘是造成不正确拼合时出现较多锯齿及产生较大模式检测参数的原因。因为物体在作减速的运动，所以图5(c)中对应于不正确拼合的模式检测参数数值也逐渐递减。
图5(a)，5(b)和5(c)之间的相似之处是它们均呈现一种峰谷交替的形式，即一个较大的MDP，接着一个较小的MDP，接着又一个较大的MDP，接着又一个较小的MDP，等等。对于处在普通模式的隔行视频流所对应的模式检测参数序列，虽然其通常会呈现随机的形式，但也有可能在一段较短的时间内呈现出峰谷交替的形式。具体地说，如图6(a)所示，模式检测参数MDP(7)(即i＝7)到MDP(11)(即i＝11)也呈现出峰谷交替的形式。但是，因为处在普通模式的隔行视频流所对应的模式检测参数序列通常呈现出随机的形式，所以这种峰谷交替的形式一般不会持续很长时间。而且，这种在普通模式的隔行视频流所对应的模式检测参数序列中出现的峰谷交替的形式通常不满足最小峰值大于最大谷值的条件。隔行视频流中不同的图像内容也可能导致持续的模式检测参数序列的峰谷交替形式。具体地说，当处于普通模式的隔行视频流中有一个匀速运动的物体时，所有奇场(即包含奇扫描行的场)所对应的模式检测参数MDP(i)将都非常相近，如图6(b)中的模式检测参数MDP_O。另一方面，所有偶场(即包含偶扫描行的场)所对应的模式检测参数MDP(i)将也都非常相近，如图6(b)中的模式检测参数MDP_E。由此，这样的普通模式隔行视频流所对应的模式检测参数序列也会呈现持续的峰谷交替的形式。然而，其峰值与谷值之间的比值通常比处在特殊模式的隔行视频流所对应比值小。所以，基于本发明的大多数隔行到逐行转换方法在检测特殊模式的隔行视频流时不但检测持续发生的峰谷交替的模式检测参数序列，及判断条件最小峰值应大于最大谷值，而且检测峰值与谷值之间的比值是否足够大。
图7描述了一个隔行到逐行转换系统700的简单框图，该系统接收一个输入隔行视频流I_NS，并按照基于本发明的一种方法产生一个输出逐行视频流O_PVS。隔行到逐行转换系统700包括一个缓存710，一个模式检测器720，和一个场拼合与转换单元730。在图7中，缓存710包括M个场缓存700_1，700_2，700_3，...，700_M。缓存710以循环的方式使用，即输入隔行视频流I_IVS中的第一场存于700_1中，输入隔行视频流I_IVS中的第二场存于700_2中，输入隔行视频流I_IVS中的第三场存于700_3中。这个过程不断继续，直到输入隔行视频流I_IVS中的第M场存于700_M中。然后输入隔行视频流I_IVS中的第M+1场存于700_1中，输入隔行视频流I_IVS中的第M+2场存于700_2中，输入隔行视频流I_IVS中的第M+3场存于700_3中，等等，及输入隔行视频流I_IVS中的第M+M场存于700_M中。该过程不断继续以存储所有的输入隔行视频流I_NS。
因此，概括地说缓存710存有输入隔行视频流I_IVS中最近的M场数据。隔行到逐行转换系统700通常利用场指针来追踪缓存710里存储的场的顺序。为清楚起见，缓存710里最新的场被称为当前场i，当前场的前一场为场i-1，场i-1的前一场为场i-2，依此类推，缓存710里最旧的场被称为场i-(M-1)。场缓存的循环使用在视频处理芯片设计中是众所周知的，其通常均通过各种场指针的方式来控制不同场数据的读写。
场拼合与转换单元730对一个“处理场”进行处理，处理场由一个处理场参数PF来定义，其编号为场i-PF。场拼合与转换单元730对“处理场”进行处理产生输出逐行视频流O_PVS中的一个逐行视频帧。处理场参数PF代表了当前场(即场i)与处理场(即场i-PF)间的距离。场拼合与转换单元730由模式检测器720(稍后详述)控制进行特殊模式或普通模式的隔行到逐行转换。对特殊模式隔行到逐行转换，场拼合与转换单元730将处理场和其前一场或后一场拼合产生一个逐行视频帧。对普通模式隔行到逐行转换，场拼合与转换单元730利用插值，行重复，或3D隔行到逐行转换等传统的隔行到逐行转换技术将处理场转换为一个逐行视频帧。在图7中，对特殊模式隔行到逐行转换，场拼合与转换单元730将处理场(即场i-PF)与场i-(PF-1)或场i-(PF+1)拼合产生一个逐行视频帧。对普通模式隔行到逐行转换，场拼合与转换单元730将处理场(即场i-PF)通过插值，行重复，或3D隔行到逐行转换等传统的隔行到逐行转换技术转换为一个逐行视频帧。通常，处理场被选为缓存710中倒数第二旧的那一场(即场i-(M-2))，这是因为场拼合与转换单元730可能需要处理场的前一场或后一场来进行拼合。因此，缓存710中最旧的那一场(即场i-(M-1))是不能作为处理场的，因为场i-M得不到。而且，与利用较新的场作为处理场相比，将缓存710中倒数第二旧的那一场(即场i-(M-2))作为处理场使模式检测器能够检测更多的较新场从而更早地判断出处理场的所处模式。然而，基于本发明的某些方法也允许用户定义不同的处理场。利用比缓存710中倒数第二旧的那一场较新的一场作为处理场能够提高普通模式与特殊模式间的模式切换速度，但模式的检测精度可能会有所下降。在基于本发明的一个方法中，缓存710包含了4(即M＝4)个场缓存，其中处理场为场i-2(即PF＝2)。
模式检测器720包含了一个模式检测参数计算单元721，一个模式检测参数(MDP)FIFO 722，和一个模式分析单元726。模式检测参数计算单元721在当前场i进入缓存710时利用其前一场(即场i-1)计算产生如前所述的模式检测参数MDP(i)。模式检测参数MDP(i)被存入MDP FIFO 722。MDP FIFO 722的大小等于一个MDP FIFO大小参数MFS。具体地说，MDP FIFO 722包含了数据722_1到722_MFS。MDP FIFO大小参数MFS应大于或等于当前场与处理场之间的距离减1(即MFS≥PF-1)。
MDP FIFO 722是一个先进先出(First-In-First-Out)的队列。当新的数据被“压”入存储单元722_1时，存储单元722_MFS中的数据被“弹”出。具体地说，当模式检测参数计算单元721需要将一个模式检测参数写入存储单元722_1时，722_1中原先的数据被复制到722_2，而722_2中原先的数据被复制到722_3，722_3中原先的数据被复制到722_4；概括地说，存储单元722_X中原先的数据被复制到722_X+1，除了最后一个存储单元722_MFS，其中的数据不再保留。因此，MDP FIFO 722存储了由模式检测参数计算单元721计算产生的最新的MFS个模式检测参数。先进先出(First-In-First-Out)队列的使用是众所周知的，所以不在这里进行详细的介绍。
在模式检测器720中，存储单元722_X中存储的是对应于场(i-X)的模式检测参数MDP(i-X)，其中场i是正在被写入系统缓存的视频场，而对应于场(i-1)的模式检测参数MDP(i-1)存储于722_1中。
模式分析单元726对MDP FIFO 722中存储的模式检测参数进行分析，以判断场拼合与转换单元对处理场(即图7中的场i-PF)该采取的行动，即特殊模式隔行到逐行转换(将处理场与其前一场或后一场进行拼合)，还是普通模式隔行到逐行转换(传统的隔行到逐行转换技术)。在基于本发明的大多数系统中，模式分析单元726被设置为使用MDPFIFO 722中的前P个数据。概括地说，如果处理场是场i-(M-K)(即PF＝M-K)，其中K的范围是2到M-2(即2≤K≤M-K)，则MDP FIFO的大小MFS必须大于或等于M-K-1，且P的范围是M-K-1到MFS(即M-K-1≤P≤MFS)。
在基于本发明的一种系统中，模式分析单元726先判断模式检测参数是否满足如下的三个条件并决定该采取的行动。三个条件为1)模式检测参数呈现峰谷交替的形式且MDP(i-PF)是一个谷值；2)模式检测参数呈现峰谷交替的形式且MDP(i-PF)是一个峰值；3)模式检测参数不呈现峰谷交替的形式。如前所述，模式检测参数MDP(i-PF)衡量了由场i-PF和场i-(PF+1)拼合而成的一个逐行视频帧中的锯齿的多少。正确的拼合将产生较少的锯齿。所以，如果模式检测参数MDP(i-PF)是一个峰值，则场i-PF和场i-(PF+1)的拼合就很有可能是不正确的拼合。相反地，如果模式检测参数MDP(i-PF)是一个谷值，则场i-PF和场i-(PF+1)的拼合就很有可能是正确的拼合。所以，当模式分析单元726检测到模式检测参数呈现峰谷交替的形式且MDP(i-PF)是一个谷值时，模式分析单元726将控制场拼合与转换单元730进行场i-PF(即处理场)与场i-(PF+1)(即处理场的前一场)的拼合。当模式分析单元726检测到模式检测参数呈现峰谷交替的形式且MDP(i-PF)是一个峰值时，模式分析单元726将控制场拼合与转换单元730进行场i-PF(即处理场)与场i-(PF-1)(即处理场的后一场)的拼合。当模式分析单元726未检测到模式检测参数呈现峰谷交替的形式时，模式分析单元726将控制场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换。
为了检测最新的P个模式检测参数(即MDP(i-1)，MDP(i-2)，...，MDP(i-P))是否呈现峰谷交替的形式，模式分析单元726先找到一个最小峰值MPV(即MPV是最新的P个模式检测参数中所有期望峰值中的最小值)，和一个最大谷值MVV(即MVV是最新的P个模式检测参数中所有期望谷值中的最大值)。如果最小峰值MPV乘以一个谷峰比阈值T_VP大于最大谷值MVV(即MPV*T_VP＞MVV)，那么模式检测参数被认为呈现峰谷交替的形式。
为检测如上条件1)模式检测参数呈现峰谷交替的形式且MDP(i-PF)是一个谷值，模式检测参数MDP(i-PF)被期望是一个谷值。所以，如果模式检测参数呈现峰谷交替的形式，则其它期望谷值将发生在MDP(i-(PF-2*x))，MDP(i-(PF-2*(x-1)))，...，MDP(i-(PF-2))，MDP(i-PF)，MDP(i-(PF+2))，...，MDP(i-(PF+2*(y-1)))，MDP(i-(PF+2*y))，其中(PF-2*x)大于或等于1而(PF+2*y)小于或等于P。由此，例如P为5而PF为2，则期望谷值将发生在MDP(i-2)和MDP(i-4)。类似地，如P为5而PF为3，则期望谷值将发生在MDP(i-1)，MDP(i-3)和MDP(i-5)。当模式检测参数MDP(i-PF)被期望是一个谷值，那么模式检测参数MDP(i-(PF-1))则被期望是一个峰值。所以，其它期望峰值将发生在MDP(i-(PF-1-2*m))，MDP(i-(PF-1-2*(m-1)))，...，MDP(i-(PF-1-2))，MDP(i-(PF-1))，MDP(i-(PF-1+2))，...，MDP(i-(PF-1+2*(n-1)))，MDP(i-(PF-1+2*n))，其中(PF-1-2*m)大于或等于1而(PF-1+2*n)小于或等于P。由此，例如P为5而PF为2，则期望峰值将发生在MDP(i-1)，MDP(i-3)和MDP(i-5)。类似地，如P为5而PF为3，则期望峰值将发生在MDP(i-2)和MDP(i-4)。
为检测如上条件2)模式检测参数呈现峰谷交替的形式且MDP(i-PF)是一个峰值，模式检测参数MDP(i-PF)被期望是一个峰值。所以，如果模式检测参数呈现峰谷交替的形式，则其它期望峰值将发生在MDP(i-(PF-2*x))，MDP(i-(PF-2*(x-1)))，...，MDP(i-(PF-2))，MDP(i-PF)，MDP(i-(PF+2))，...，MDP(i-(PF+2*(y-1)))，MDP(i-(PF+2*y))，其中(PF-2*x)大于或等于1而(PF+2*y)小于或等于P。由此，例如P为5而PF为2，则期望峰值将发生在MDP(i-2)和MDP(i-4)。类似地，如P为5而PF为3，则期望峰值将发生在MDP(i-1)，MDP(i-3)和MDP(i-5)。当模式检测参数MDP(i-PF)被期望是一个峰值，那么模式检测参数MDP(i-(PF-1))则被期望是一个谷值。所以，其它期望谷值将发生在MDP(i-(PF-1-2*m))，MDP(i-(PF-1-2*(m-1)))，...，MDP(i-(PF-1-2))，MDP(i-(PF-1))，MDP(i-(PF-1+2))，...，MDP(i-(PF-1+2*(n-1)))，MDP(i-(PF-1+2*n))，其中(PF-1-2*m)大于或等于1而(PF-1+2*n)小于或等于P。由此，例如P为5而PF为2，则期望谷值将发生在MDP(i-1)，MDP(i-3)和MDP(i-5)。类似地，如P为5而PF为3，则期望谷值将发生在MDP(i-2)和MDP(i-4)。
图8描述了模式分析单元726的一种方框图，模式分析单元726利用一种双模式的方法对模式检测器720进行操作。具体地说，图8包含了一种普通操作模式和一种特殊操作模式。概括地说，普通操作模式作用于处于普通模式的输入隔行视频流，而特殊操作模式作用于处于特殊模式的输入隔行视频流。在普通操作模式中，模式分析单元726通过分析模式检测参数决定何时向特殊操作模式切换，而在特殊操作模式中，模式分析单元726通过分析模式检测参数决定何时向普通操作模式切换。为清楚起见，图8中以处理场参数PF为一个偶数为例。处理场参数PF为一个奇数的情况下面也做了概述。
图8中包含了一个处理场峰谷特征期望值寄存器810，一个模式分析控制器820，一个峰谷样板检测器830，一个特殊操作模式跃迁阈值寄存器840，一个模式切换记数器850，和一个普通操作模式跃迁阈值寄存器860。峰谷特征期望值寄存器810提供一个处理场峰值期望信号PFPE，该信号用以标识对应处理场的模式检测参数的期望值是一个峰值还是一个谷值。具体地说，处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真(例如逻辑高电平)时表示模式检测参数MDP(i-PF)(即对应处理场i-PF的模式检测参数)的期望值是一个峰值。相反地，处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪(例如逻辑低电平)时表示模式检测参数MDP(i-PF)(即对应处理场i-PF的模式检测参数)的期望值是一个谷值。处理场峰值期望信号PFPE可由用户通过控制口811进行初始化。处理场峰值期望信号PFPE的初始值仅会影响输出逐行视频流O_PVS的最初几帧的模式检测。在基于本发明的一种方法中，处理场峰值期望信号PFPE的初始值被设置为逻辑真。处理场峰值期望信号PFPE被提供给模式分析控制器820，模式分析控制器820也可通过一个控制口812改变处理场峰值期望信号PFPE的值。
峰谷样板检测器830通过对模式检测参数MDP(i-1)，MDP(i-2)，...，MDP(i-P)的分析判断如前所述的峰谷交替形式是否满足。在图8中，峰谷样板检测器830包含一个峰值检测器834，一个谷值检测器836，和一个静止图像检测器838。峰值检测器834用以判断模式检测参数是否呈现峰谷交替形式并且其第一个模式检测参数MDP(i-1)是一个峰值。峰值检测器834产生并提供给模式分析控制器820一个二进制峰值检测信号P_D。在基于本发明的一种方法中，峰值检测信号P_D在最小峰值MPV乘以谷峰比阈值T_VP大于最大谷值MVV(即MPV*T_VP＞MVV)时被设置为逻辑真(例如逻辑高电平)。否则，峰值检测信号P_D被设置为逻辑伪(例如逻辑低电平)。在峰值检测器834中，当P为一个偶数时，最大谷值MVV等于模式检测参数MDP(i-2)，MDP(i-4)，...，MDP(i-P)中的最大值，而最小峰值MPV等于模式检测参数MDP(i-1)，MDP(i-3)，...，MDP(i-(P-1))中的最小值。当P为一个奇数时，最大谷值MVV等于模式检测参数MDP(i-2)，MDP(i-4)，...，MDP(i-(P-1))中的最大值，而最小峰值MPV等于模式检测参数MDP(i-1)，MDP(i-3)，...，MDP(i-P)中的最小值。
谷值检测器836用以判断模式检测参数是否呈现峰谷交替形式并且其第一个模式检测参数MDP(i-1)是一个谷值。谷值检测器836产生并提供给模式分析控制器820一个二进制谷值检测信号V_D。在基于本发明的一种方法中，谷值检测信号V_D在最小峰值MPV乘以谷峰比阈值T_VP大于最大谷值MVV(即MPV*T_VP＞MVV)时被设置为逻辑真(例如逻辑高电平)。否则，谷值检测信号V_D被设置为逻辑伪(例如逻辑低电平)。在谷值检测器836中，当P为一个偶数时，最大谷值MVV等于模式检测参数MDP(i-1)，MDP(i-3)，...，MDP(i-(P-1))中的最大值，而最小峰值MPV等于模式检测参数MDP(i-2)，MDP(i-4)，...，MDP(i-P)中的最小值。当P为一个奇数时，最大谷值MVV等于模式检测参数MDP(i-1)，MDP(i-3)，...，MDP(i-P)中的最大值，而最小峰值MPV等于模式检测参数MDP(i-2)，MDP(i-4)，...，MDP(i-(P-1))中的最小值。
静止图像检测器838用于在特殊操作模式中判断输入隔行视频流是否含有一段静止的图像，即场中的图像几乎没有变化。当模式分析控制器820运行在特殊操作模式时，输入隔行视频流中的一段静止的图像不应该使操作模式被切换到普通操作模式。如前所述，用以表示模式检测参数的“锯齿”量是对非静止像素计算的，所以对静止图像来说，其对应的模式检测参数通常极小或为零。由此，峰值检测器834和谷值检测器836对一段静止的图像找到峰谷交替形式的模式检测参数的可能性很小。所以，静止图像检测器838产生并提供给模式分析控制器820一个二进制的静止图像检测信号，以防止在输入隔行视频流中含有一段静止图像时错误地从特殊操作模式切换到普通操作模式。当静止图像检测器838检测到一段静止图像时，静止图像检测信号SI_D被设置为逻辑真(例如逻辑高电平)；否则静止图像检测信号SI_D被设置为逻辑伪(例如逻辑低电平)。在基于本发明的一种方法中，当所有模式检测参数(即MDP(i-1)，MDP(i-2)，...，MDP(i-P))均为零时认为检测到了一段静止图像。在基于本发明的另一种方法中，当最新的X个模式检测参数(即MDP(i-1)，MDP(i-2)，...，MDP(i-X))均为零时认为检测到了一段静止图像，其中X为一个可由用户调节的静止场数阈值T_NSF。在还有一种基于本发明的方法中，当最新的X个模式检测参数(即MDP(i-1)，MDP(i-2)，...，MDP(i-X))均小于一个可由用户调节的静止场参数阈值T_SFP时认为检测到了一段静止图像，其中X等于可由用户调节的静止场数阈值T_NSF。
特殊操作模式跃迁阈值寄存器840中存储了一个可由用户调节的特殊操作模式跃迁阈值T_CMT。特殊操作模式跃迁阈值T_CMT用以标识模式分析控制器820至少需要多少场连续的视频场满足模式检测参数峰谷交替才从普通操作模式切换到特殊操作模式。普通操作模式跃迁阈值寄存器860中存储了一个可由用户调节的普通操作模式跃迁阈值T_NMT。普通操作模式跃迁阈值T_NMT用以标识模式分析控制器820至少需要多少场连续的视频场不满足模式检测参数峰谷交替才从特殊操作模式切换到普通操作模式。模式分析控制器820利用模式切换记数器850来追踪满足或不满足模式检测参数峰谷交替的连续视频场的数目。模式分析控制器820可以通过一个递增信号INC使模式切换记数器850递增，也可通过一个重置信号RESET来重置模式切换记数器850为零。模式切换记数器850为模式分析控制器820提供一个模式切换记数信号MSC。
模式分析控制器820无论在普通操作模式还是特殊操作模式时均以一个状态机的方式运行。图9描述了模式分析控制器820的运行的状态图900。状态图900包含一个对应普通操作模式的普通状态910和一个对应特殊操作模式的特殊状态920。模式分析控制器820利用了一系列的状态信号，变量，阈值，和参数，这些状态信号，变量，阈值，和参数未在图9中示出。而如图8中所示，模式分析控制器820利用了峰值检测信号P_D，谷值检测信号V_D，静止图像检测信号SI_D，普通操作模式跃迁阈值T_NMT，特殊操作模式跃迁阈值T_CMT，模式切换记数信号MSC，以及处理场峰值期望信号PFPE。模式分析控制器820也利用了一个状态变量STATE(图中未画出)，用以标识模式分析控制器820所处的状态。具体地说，模式分析控制器820在普通状态910时状态变量STATE为0，而模式分析控制器820在特殊状态920时状态变量STATE为1。
在系统上电及重置时，各用户可调的阈值均取缺省值，处理场峰值期望信号PFPE被初始化，模式切换记数器850被初始化为零。模式分析控制器820被设置为处于普通状态910。从普通状态910，模式分析控制器820有8条可能的状态转换路径T_N_C_1，T_N_C_2，T_N_N_1，T_N_N_2，T_N_N_3，T_N_N_4，T_N_N_5，和T_N_N_6。为清楚起见，状态转换路径的命名为T_X_Y_Z，其中X为起点状态(N代表普通状态910，C代表特殊状态920)，Y为终点状态，Z为对起点和终点状态均相同的路径所作的记数。在每一个新的模式检测参数MDP(i-1)产生后，模式分析控制器820经由某一条状态转换路径改变状态，并使场拼合与转换单元730产生输出逐行视频流O_PVS(如图7)中的一个逐行视频帧。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_N_1由普通状态910回到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且峰值检测信号P_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC小于特殊操作模式跃迁阈值T_CMT减1(即MSC＜T_CMT-1)。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_N_1时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，使模式切换记数信号MSC加1，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_N_2由普通状态910回到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且峰值检测信号P_D为逻辑伪，且谷值检测信号V_D为逻辑真。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_N_2时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并保持处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_N_3由普通状态910回到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且峰值检测信号P_D为逻辑伪，且谷值检测信号V_D为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_N_3时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_N_4由普通状态910回到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且谷值检测信号V_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC小于特殊操作模式跃迁阈值T_CMT减1(即MSC＜T_CMT-1)。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_N_4时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，使模式切换记数信号MSC加1，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_N_5由普通状态910回到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且谷值检测信号V_D为逻辑伪，且峰值检测信号P_D为逻辑真。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_N_5时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并保持处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_N_6由普通状态910回到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且谷值检测信号V_D为逻辑伪，且峰值检测信号P_D为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_N_6时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_C_1由普通状态910转换到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且峰值检测信号P_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC等于特殊操作模式跃迁阈值T_CMT减1(即MSC＝T_CMT-1)。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_C_1时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，将场i-PF与场i-(PF+1)拼合，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_N_C_2由普通状态910转换到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且谷值检测信号V_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC等于特殊操作模式跃迁阈值T_CMT减1(即MSC＝T_CMT-1)。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_N_C_2时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，将场i-PF与场i-(PF-1)拼合，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_C_1由特殊状态920回到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且峰值检测信号P_D与静止图像检测信号SI_D中至少一个为逻辑真。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_C_1时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，将场i-PF与场i-(PF+1)拼合，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_C_2由特殊状态920回到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且谷值检测信号V_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC小于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＜T_NMT-1)，且峰值检测信号P_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_C_2时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，使模式切换记数信号MSC加1，并保持处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪。状态转换路径T_C_C_2(及T_C_C_3，T_C_C_5，和T_C_C_6)中利用了普通模式的隔行到逐行转换，这是因为在这时所期望的模式检测参数的峰谷交替的形式检测不到。在一段处于特殊模式的隔行视频流中导致模式检测参数峰谷交替形式被漏检的一个常见原因是误编辑的发生。在误编辑发生时，某些场找不到可以进行拼合的另一场，所以采用普通模式的隔行到逐行转换，其图像质量会比错误拼合的图像质量高。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_C_3由特殊状态920回到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且谷值检测信号V_D为逻辑伪，且模式切换记数信号MSC小于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＜T_NMT-1)，且峰值检测信号P_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_C_3时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，使模式切换记数信号MSC加1，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_C_4由特殊状态920回到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且谷值检测信号V_D与静止图像检测信号SI_D中至少一个为逻辑真。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_C_4时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，将场i-PF与场i-(PF-1)拼合，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_C_5由特殊状态920回到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且峰值检测信号P_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC小于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＜T_NMT-1)，且谷值检测信号V_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_C_5时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，使模式切换记数信号MSC加1，并保持处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_C_6由特殊状态920回到特殊状态920处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且峰值检测信号P_D为逻辑伪，且模式切换记数信号MSC小于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＜T_NMT-1)，且谷值检测信号V_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_C_6时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，使模式切换记数信号MSC加1，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_N_1由特殊状态920转换到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且谷值检测信号V_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC等于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＝T_NMT-1)，且峰值检测信号P_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_N_1时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并保持处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_N_2由特殊状态920转换到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪，且谷值检测信号V_D为逻辑伪，且模式切换记数信号MSC等于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＝T_NMT-1)，且峰值检测信号P_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_N_2时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_N_3由特殊状态920转换到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且峰值检测信号P_D为逻辑真，且模式切换记数信号MSC等于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＝T_NMT-1)，且谷值检测信号V_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_N_3时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并保持处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真。
模式分析控制器820在以下条件满足时选取状态转换路径T_C_N_4由特殊状态920转换到普通状态910处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真，且峰值检测信号P_D为逻辑伪，且模式切换记数信号MSC等于普通操作模式跃迁阈值T_NMT减1(即MSC＝T_NMT-1)，且谷值检测信号V_D与静止图像检测信号SI_D均为逻辑伪。当模式分析控制器820选取状态转换路径T_C_N_4时，模式分析控制器820使场拼合与转换单元730对处理场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换，重置模式切换记数信号MSC为0，并将处理场峰值期望信号PFPE设为逻辑伪。
模式分析控制器820的各状态转换条件及操作在表1(a)，1(b)，2(a)，2(b)，3(a)和3(b)中作了总结。具体地说，表1(a)给出了以普通状态910为起点状态的各状态转换路径的发生条件；表1(b)给出了对应于表1(a)中各状态转换路径的操作；表2(a)给出了当处理场峰值期望信号PFPE为逻辑伪时以特殊状态920为起点状态的各状态转换路径的发生条件；表2(b)给出了对应于表2(a)中各状态转换路径的操作；表3(a)给出了当处理场峰值期望信号PFPE为逻辑真时以特殊状态920为起点状态的各状态转换路径的发生条件；表3(b)给出了对应于表3(a)中各状态转换路径的操作。在以上各表中，T表示逻辑真，F表示逻辑伪，X表示一个真/伪均可的无需介意的状态。
表1(a)PFPE P_D V_D MSC 状态转换路径F TX＜(T_CMT-1) T_N_N_1F TX＝(T_CMT-1) T_N_C_1F FTX T_N_N_2F FFX T_N_N_3T XT＜(T_CMT-1) T_N_N_4T XT＝(T_CMT-1) T_N_C_2T TFX T_N_N_5T FFX T_N_N_6
表1(b)状态转换路径 操作T_N_N_1 MSC＝MSC+1；PFPE＝T；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_N_C_1 MSC＝0；PFPE＝T；对场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，即将场i-PF与场i-(PF+1)拼合T_N_N_2 MSC＝0；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_N_N_3 MSC＝0；PFPE＝T；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_N_N_4 MSC＝MSC+1；PFPE＝F；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_N_C_2 MSC＝0；PFPE＝F；对场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，即将场i-PF与场i-(PF-1)拼合T_N_N_5 MSC＝0；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_N_N_6 MSC＝0；PFPE＝F；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换表2(a)(PFPE＝F)(P_D or SI_D) V_D MSC 状态转换路径T XX T_C_C_1F T＜(T_NMT-1)T_C_C_2
F T ＝(T_NMT-1) T_C_N_1F F ＜(T_NMT-1) T_C_C_3F F ＝(T_NMT-1) T_C_N_2表2(b)(PFPE＝F)状态转换路径 操作T_C_C_1 MSC＝0；PFPE＝T；对场i-PE进行特殊模式的隔行到逐行转换，即将场i-PF与场i-(PF+1)拼合T_C_C_2 MSC＝MSC+1；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_C_N_1 MSC＝0；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_C_C_3 MSC＝MSC+1；PFPE＝T；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_C_N_2 MSC＝0；PFPE＝T；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换表3(a)(PFPE＝T)(V_D or SI_D) P_D MSC 状态转换路径T X X T_C_C_4F T ＜(T_NMT-1) T_C_C_5F T ＝(T_NMT-1) T_C_N_3F F ＜(T_NMT-1) T_C_C_6F F ＝(T_NMT-1) T_C_N_4
表3(b)(PFPE＝T)状态转换路径 操作T_C_C_4 MSC＝0；PFPE＝F；对场i-PF进行特殊模式的隔行到逐行转换，即将场i-PF与场i-(PF-1)拼合T_C_C_5 MSC＝MSC+1；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_C_N_3 MSC＝0；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_C_C_6 MSC＝MSC+1；PFPE＝F；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换T_C_N_4 MSC＝0；PFPE＝F；对场i-PF进行普通模式的隔行到逐行转换 如前所提到的，在图8和图9的描述中处理场参数PF被假设为一个偶数。对基于本发明的方法而处理场参数PF为一个奇数时，图8和图9的描述可由将处理场峰值期望信号PFPE取反得到。
附录I给出了基于本发明的一种隔行到逐行转换系统的一种伪码描述。一个本领域熟练的工程师可以方便地将这里的伪码程序转换到诸如VHDL或Verilog等硬件语言以实现一种基于本发明的隔行到逐行转换系统。在附录I中，作为示例MDP FIFO的大小被设置成5。
基于本发明的各种方法中，我们对隔行到逐行转换系统的结构进行了描述。通过运用模式检测参数实现了一种新颖的检测特殊模式视频流的方法。如上描述的基于本发明的各种方法与结构只作说明与描述用途，并不限制本发明的应用范围。例如，在阅读本文件后熟练的工程师可以依照本发明所介绍的原则自行定义峰谷序列的形式，特殊模式隔行到逐行转换方法，普通模式隔行到逐行转换方法，缓存，模式检测器，模式检测参数计算单元，模式分析单元，峰谷样板检测器，峰值检测器，谷值检测器，静止图像检测器，模式分析控制器，场拼合与转换单元，不同的阈值，等等，以及运用这些定义重新设计以实现基于本发明的方法、电路与系统。因此，本发明仅被如下权利要求所限制。
附录I<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[ Copyright (c) 2004 HUAYA Microelectronics (shanghai)，INC. All Rights ReservedInitialization PFPE ＝TRUE MSC＝0 C_MODE ＝TRUE″converted mode″IF PFPE ＝TRUE { IF C_MODE＝TRUE { IF MIN(MDP(i-2)，MDP(i-4))*T_VP＞MAX(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5) OR MAX(MDP(i-1)，MDP(i-2)，MDP(i-3)，MDP(i-4)，MDP(i-5))＜T_SFP { PFPE＝FALSE MSC＝0 MARK FIELD i-2 TO MERGE WITH FIELD i-1 GO TO NEXT FIELD } ELSE { MARK FIELD i-2 TO DO NORMAL MODE DEINTERLACING IF MIN(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5))*T_VP ＞MAX(MDP(i-2)，MDP(i-4)) { PFPE＝TRUE ｝ ELSE { PFPE＝FALSE ｝ MSC＝MSC+1 IF MSC＝T_NMT { MSC＝0 C_MODE＝FALSE GO TO NEXT FIELD ｝ } ELSE { IF MIN(MDP(i-2)，MDP(i-4))*T_VP ＞MAX(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5)){ PFPE＝FALSE MSC＝MSC+1 IF MSC＝T_CMT { MSC＝0 C_MODE＝TRUE MARK FIELD i-2 TO MERGE WITH FIELD i-1 ｝ ELSE { MARK FIELD i-2 TO DO NORMAL MODE DEINTERLACING ｝ GO TO NEXT FIELD ｝ ELSE { MARK FIELD i-2 TO DO NORMAL MODE DEINTERLACING MSC＝0 IF MIN(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5))*T_VP ＞MAX(MDP(i-2)，MDP(i-4)) { PFPE＝TRUE } ELSE { PFPE＝FALSE ｝ GO TO NEXT FIELD } ｝ }ELSE { IF C MODE＝TRUE { IFMIN(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5))*T_VP＞MAX(MDP(i-2)，MDP(i-4)) OR MAX(MDP(i-1)，MDP(i-2)，MDP(i-3)，MDP(i-4)，MDP(i-5))＜T_SFP { PFPE＝TRUE MSC＝0 MARK FIELD i-2 TO MERGE WITH FIELD i-3 GO TO NEXT FIELD } ELSE{ MARK FIELD i-2 TO DO NORMAL MODE DEINTERLACING IF MIN(MDP(i-2)，MDP(i-4))*T_VP ＞MAX(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5)) { PFPE＝FALSE ｝ ELSE { PFPE＝TRUE ｝ MSC＝MSC+1 IF MSC＝T_NMT { MSC＝0 C_MODE＝FALSE } GO TO NEXT FIELD ｝ ELSE { IFMIN(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5))*T_VP＞MAX(MDP(i-2)，MDP(i-4)) { PFPE＝TRUE MSC＝MSC+1 IF MSC＝T_CMT { MSC＝0 C_MODE＝TRUE MARK FIELD i-2 TO MERGE WITH FIELD i-3 } ELSE { MARK FIELD i-2 TO DO NORMAL MODE DEINTERLACING ｝ GO TO NEXT FIELD ｝ ELSE { MARK FIELD i-2 TO DO NORMAL MODE DEINTERLACING MSC＝0 IF MIN(MDP(i-2)，MDP(i-4))*T_VP ＞MAX(MDP(i-1)，MDP(i-3)，MDP(i-5)) { PFPE＝FALSE｝ ELSE { PFPE＝TRUE ｝ GO TO NEXT FIELD ｝｝]]></pre>
权利要求
1.一种对输入的由一系列隔行视频场组成的隔行视频流进行隔行到逐行转换以产生由一系列逐行扫描视频帧所组成的逐行视频流的方法，其特征在于本方法包括计算产生一系列模式检测参数；判断模式检测参数是否存在一个子集呈现峰谷交替的形式；按照是否检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式来对输入的隔行视频流进行分类；对判断处于特殊模式的输入隔行视频流进行特殊模式隔行到逐行转换；对判断处于普通模式的输入隔行视频流进行普通模式隔行到逐行转换。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述对判断处于特殊模式的输入隔行视频流进行的特殊模式隔行到逐行转换包括将输入隔行视频流中的一个处理场与一个第二场进行拼合以产生输出逐行视频流中的一个逐行视频帧。
3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于所述输入隔行视频流中的处理场是第二场的前一场。
4.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于所述输入隔行视频流中的处理场是第二场的后一场。
5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述对判断处于普通模式的输入隔行视频流进行的普通模式隔行到逐行转换包括重复一个当前隔行场中的每一扫描行以产生一个逐行视频帧。
6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述对判断处于普通模式的输入隔行视频流进行普通模式隔行到逐行转换包括利用一个隔行场中的两个扫描行进行插值以产生一个缺失行。
7.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述按照是否检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式来对输入的隔行视频流进行分类进一步包括当检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式时将一个模式切换记数器递增；及当模式切换记数器等于一个特殊操作模式跃迁阈值时认为输入的隔行视频流处于特殊模式。
8.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述按照是否检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式来对输入的隔行视频流进行分类进一步包括当未检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式时将一个模式切换记数器递增；及当模式切换记数器等于一个普通操作模式跃迁阈值时认为输入的隔行视频流处于普通模式。
9.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述判断模式检测参数是否存在一个子集呈现峰谷交替的形式进一步包括计算产生一个最大谷值；计算产生一个最小峰值；判断最小峰值乘以一个谷峰比阈值是否大于最大谷值。
10.根据权利要求9中所述的方法，其特征在于所述最大谷值是模式检测参数子集中一系列期望谷值里的最大值。
11.根据权利要求10中所述的方法，其特征在于所述最小峰值是模式检测参数子集中一系列期望峰值里的最小值。
12.根据权利要求10或11中所述的方法，其特征在于所述期望谷值和期望峰值在模式检测参数子集中交替出现。
13.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述模式检测参数中对应于一个当前场的模式检测参数等于当前场中像素亮度值充分大于其在前一场中上一行和下一行上对应像素的亮度值，或像素亮度值充分小于其在前一场中上一行和下一行上对应像素的亮度值的非静止像素的个数总和。
14.一种对输入的由一系列隔行视频场组成的隔行视频流进行隔行到逐行转换以产生由一系列逐行扫描视频帧所组成的逐行视频流的系统，其特征在于本系统包括计算产生一系列模式检测参数的方法与途径；判断模式检测参数是否存在一个子集呈现峰谷交替的形式的方法与途径；按照是否检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式来对输入的隔行视频流进行分类的方法与途径；对判断处于特殊模式的输入隔行视频流进行特殊模式隔行到逐行转换的方法与途径；对判断处于普通模式的输入隔行视频流进行普通模式隔行到逐行转换的方法与途径。
15.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述对判断处于特殊模式的输入隔行视频流进行的特殊模式隔行到逐行转换的方法与途径包括将输入隔行视频流中的一个处理场与一个第二场进行拼合以产生输出逐行视频流中的一个逐行视频帧的方法与途径。
16.根据权利要求15中所述的系统，其特征在于所述输入隔行视频流中的处理场是第二场的前一场。
17.根据权利要求15中所述的系统，其特征在于所述输入隔行视频流中的处理场是第二场的后一场。
18.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述对判断处于普通模式的输入隔行视频流进行的普通模式隔行到逐行转换的方法与途径包括重复一个当前隔行场中的每一扫描行以产生一个逐行视频帧的方法与途径。
19.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述对判断处于普通模式的输入隔行视频流进行的普通模式隔行到逐行转换的方法与途径包括利用一个隔行场中的两个扫描行进行插值以产生一个缺失行的方法与途径。
20.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述按照是否检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式来对输入的隔行视频流进行分类的方法与途径进一步包括当检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式时将一个模式切换记数器递增的方法与途径；及当模式切换记数器等于一个特殊操作模式跃迁阈值时认为输入的隔行视频流处于特殊模式的方法与途径。
21.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述按照是否检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式来对输入的隔行视频流进行分类的方法与途径进一步包括当未检测到模式检测参数中存在峰谷交替的形式时将一个模式切换记数器递增的方法与途径；及当模式切换记数器等于一个普通操作模式跃迁阈值时认为输入的隔行视频流处于普通模式的方法与途径。
22.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述判断模式检测参数是否存在一个子集呈现峰谷交替的形式的方法与途径进一步包括计算产生一个最大谷值的方法与途径；计算产生一个最小峰值的方法与途径；判断最小峰值乘以一个谷峰比阈值是否大于最大谷值的方法与途径。
23.根据权利要求22中所述的系统，其特征在于所述最大谷值是模式检测参数子集中一系列期望谷值里的最大值。
24.根据权利要求23中所述的系统，其特征在于所述最小峰值是模式检测参数子集中一系列期望峰值里的最小值。
25.根据权利要求23或24中所述的系统，其特征在于所述期望谷值和期望峰值在模式检测参数子集中交替出现。
26.根据权利要求14中所述的系统，其特征在于所述模式检测参数中对应于一个当前场的模式检测参数等于当前场中像素亮度值充分大于其在前一场中上一行和下一行上对应像素的亮度值，或像素亮度值充分小于其在前一场中上一行和下一行上对应像素的亮度值的非静止像素的个数总和。
27.一种对输入的由一系列隔行视频场组成的隔行视频流进行隔行到逐行转换以产生由一系列逐行扫描视频帧所组成的逐行视频流的隔行到逐行转换系统，其特征在于该隔行到逐行转换系统包括一个用以接收输入隔行视频流的缓存；一个与缓存联接的模式检测器，用以检测输入隔行视频流是否处于一种特殊模式；及一个与缓存及模式检测器联接并由模式检测器进行设置的场拼合与转换单元，用以在输入隔行视频流处于特殊模式时进行特殊模式隔行到逐行转换，而在输入隔行视频流处于一种普通模式时进行普通模式隔行到逐行转换。
28.根据权利要求27中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的缓存包括一个第一场缓存；一个第二场缓存；一个第三场缓存；和一个第四场缓存。
29.根据权利要求28中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的缓存以循环的方式使用。
30.根据权利要求27中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式检测器包括一个与缓存联接的模式检测参数计算单元；和一个与模式检测参数计算单元联接的模式检测参数FIFO。
31.根据权利要求30中所述的系统，其特征在于所述模式检测参数计算单元用以计算产生一个对应于缓存中的一个当前场的模式检测参数。
32.根据权利要求31中所述的系统，其特征在于所述模式检测参数计算单元将得到的模式检测参数存储于模式检测参数FIFO中。
33.根据权利要求30中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式检测器进一步包括一个与模式检测参数FIFO和场拼合与转换单元联接的模式分析单元。
34.根据权利要求33中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式分析单元用以判断输入隔行视频流是否处于特殊模式。
35.根据权利要求34中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式分析单元使场拼合与转换单元在输入隔行视频流处于特殊模式时进行特殊模式隔行到逐行转换。
36.根据权利要求34中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式分析单元使场拼合与转换单元在输入隔行视频流不处于特殊模式时进行普通模式隔行到逐行转换。
37.根据权利要求34中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式分析单元进一步包括一个峰谷样板检测器，用以利用模式检测参数FIFO中的数据进行模式检测参数的峰谷交替形式的检测。
38.根据权利要求37中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的峰谷样板检测器进一步包括一个峰值检测器，用以检测对应于某一特定场的模式检测参数为一个峰值的峰谷交替样板；和一个谷值检测器，用以检测对应于某一特定场的模式检测参数为一个谷值的峰谷交替样板。
39.根据权利要求38中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的峰谷样板检测器进一步包括一个静止图像检测器。
40.根据权利要求37中所述的系统，其特征在于所述隔行到逐行转换系统中的模式分析单元进一步包括一个模式切换器；一个峰/谷特征期望值寄存器；和一个模式分析控制器。
全文摘要
本发明提供了一种对隔行视频流进行隔行到逐行转换的方法与系统。该方法与系统可判断一个隔行视频流是处于普通模式还是特殊模式。处于特殊模式的隔行视频流是由将原本的逐行视频流进行逐帧分拆得到的，对其采用特殊模式隔行到逐行转换，即由两个隔行视频场拼和成一个逐行视频帧。对于处于普通模式的隔行视频流采用普通模式隔行到逐行转换，即通过行重复或某种插值法产生缺失扫描行的方法来将一个隔行视频场转换为一个逐行视频帧。
文档编号H04N5/44GK1595973SQ20041001807
公开日2005年3月16日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者朱舸 申请人:华亚微电子(上海)有限公司