专利名称：在60hz条件下显示50hz视频的系统和方法
技术领域：
本发明涉及视频信号处理，更具体地说，涉及一种用于将50Hz频率的源视频信号转换成以60Hz频率显示的方法和系统。
背景技术：
视频显示有几个标准。其中一个是国家电视系统委员会(NTSC制)标准，世界上的一些地区，例如美国，使用该标准。NTSC视频的帧频大约是60Hz。而另一方面，大多数欧洲国家使用逐行倒相标准(PAL制)，其帧频为50Hz。
普遍认为60Hz的显示效果跟50Hz相比，其闪烁程度较小。此外，60Hz的显示当前更普遍一些，因此比50Hz更便宜。而且，在一些国家，像中国，可交替使用两种显示制式。多制式显示通常比具备一定制式转换能力的单制式显示要昂贵一些。因此，将50Hz的视频转换为60Hz的视频来播放是有市场需要的。
比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本领场的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
本发明的特点可在将视频源从第一频率转换到第二频率的方法和系统中得以体现。这种方法包括以第一频率接收由帧或场组成的输入视频，然后以第二频率将输入视频复制成输出视频，此输出也是由帧或场组成的。以第二频率将输入视频复制成输出视频包括重复输入视频帧或场，从而将第一频率转换成第二频率。
输入视频可以是MPEG视频或模拟视频。第一频率可以是50Hz，第二频率可以是60Hz。
在本发明的一个实施例中，输入和输出视频可以是基于帧的。在这样的实施例中，输出视频的每个第六帧都是前一帧的复制品。
在本发明的另一实施例中，输入视频可以是基于帧的，而输出视频可以是基于场的。在这样的实施例中，本方法还包括将输入视频帧转换成场。在这样的一个实施例中，输出视频由场组成，在这些场中，每个第六场都是前一场的复制品。
在本发明的又一实施例中，输入和输出视频都是基于场的。在这样的实施例中，输出视频的每个第六场是前一场的复制品，交替的每五个场将被转化。在这样的实施例中，最后希望得到的输出可以是基于帧的，可利用一个解隔行扫描器将输出视频场转换成输出视频帧。
本系统包括能实现上文所描述的将视频源由第一频率转换成第二频率方法的电路。
根据本发明的一个方面，提供一种将视频源从第一频率转换成第二频率的系统，包括以第一频率接收输入视频的第一处理电路，其中所述输入视频包括帧或场；以第二频率将输入视频复制成输出视频的第二处理电路，其中所述输出视频包括帧或场；及其中，第二处理电路重复输入视频帧或场以将第一频率转换成第二频率。
优选地，所述输入视频包括MPEG视频。
优选地，所述输入视频包括模拟视频。
优选地，所述第一频率是50Hz，所述第二频率是60Hz。
优选地，所述输入视频由帧组成。
优选地，所述输出视频由帧组成，其中，每个第六帧都是前一帧的复制品。
优选地，所述系统进一步包括用于将输入视频从帧转换成场的第三电路。
优选地，所述输出视频由场组成，其中，每个第六场都是前一场的复制品。
优选地，所述输入视频由场组成。
优选地，所述输出视频由场组成，其中，每个第六场都是前一场的复制品，交替的每五个场将被转换。
优选地，所述系统进一步包括用于将输出视频场转换成输出视频帧的解隔行扫描器(deinterlacer)。
优选地，所述重复的每个第六场都是在解隔行扫描器的输入重复。
优选地，所述解隔行扫描器包括运动自适应解隔行扫描器。
根据本发明的一个方面，提供一种将源视频从第一频率转换成第二频率的方法，包括以第一频率接收输入视频，其中所述输入视频包括帧或场；以第二频率将输入视频复制成输出视频，其中所述输出视频包括帧或场；其中，所述复制包括重复所述输入视频帧或场，以从第一频率转换成第二频率。
优选地，所述输入视频包括MPEG视频。
优选地，所述输入视频包括模拟视频。
优选地，所述第一频率是50Hz，第二频率是60Hz。
优选地，所述输入视频由帧组成。
优选地，所述输出视频由帧组成，其中，每个第六帧都是前一帧的复制品。
优选地，所述方法进一步包括将输入视频帧转换成场。
优选地，所述输出视频由场组成，其中，每个第六场都是前一场的复制品。
优选地，所述输入视频由场组成。
优选地，所述输出视频由场组成，其中，每个第六场都是前场的复制品，交替的每五个场将被转换。
优选地，所述方法进一步包括对输出视频场进行解隔行扫描，以输出视频帧。
优选地，所述方法进一步包括在进行解隔行扫描之前，对每个第六场进行重复。
优选地，所述解隔行扫描包括运动自适应解隔行扫描。
通过下面结合附图及实施例的描述，大家将深入了解到本发明更多的特点和优势。
图1是根据本发明一个实施例的视频网络的示范性配置示意图；图2是根据本发明一个实施例，将50Hz的隔行扫描视频转换成60Hz的隔行扫描视频的示范性转换示意框图；图3是根据本发明一个实施例，将50Hz的实时隔行扫描源转换成60Hz的隔行扫描显示的示范性转换示意框图；图4是根据本发明一个实施例的视频网络的另一种示范性配置示意图。
图5是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的逐行扫描视频转换成60Hz输出的逐行扫描视频的示范性过程流程图；图6是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的隔行扫描视频转换成60Hz输出的隔行扫描视频的示范性过程的流程图；图7是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的逐行扫描视频转换成60Hz输出的隔行扫描视频的示范性过程的流称图；图8是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的隔行扫描视频转换成60Hz输出的逐行扫描视频的示范性过程的流程图。
具体实施例方式
本发明涉及视频信号处理。更具体地说，本发明的某些实施例涉及一种用来将一个50Hz频率的源视频信号转换成60Hz来显示的方法和系统。
如果视频源的场频(例如，标准PAL 576i)或帧频(例如，720p50)是50Hz，那么此视频源被认为是50Hz的。同样地，只要输出的场频(例如1080i30)或帧频(例如720p60)是60Hz，那么，此输出被认为是60Hz的。在对视频源从50Hz到60Hz的转换过程中，由于偶尔会出现帧丢弃现象，也有输出59.94Hz的可能，如下文所述。
图1示出了根据本发明一个实施例的视频网络100的示范性配置的示意图。该视频网络包括视频输入端101和一个视频输出端103。在本发明的一个实施例中，视频输入端101的源视频可以是MPEG视频或其它数字视频源109，或VDEC视频111。其中，VDEC可提供模拟视频，例如分量(component)视频、合成(composite)视频或S-视频。
在本发明的一个实施例中，视频输入端101中的源视频是50Hz逐行扫描，而希望从视频输出端103得到的输出视频是60Hz的隔行扫描或逐行扫描。从50Hz的逐行扫描到60Hz输出(隔行或者逐行)的转换可以通过使用一个视频缩放器(video scaler)105和一个同步滑动缓冲器(sync slip buffer)107来实现。对于五个输入场或帧，可以产生出六个输出场或帧。这可以通过在视频缩放器的输入中重复每五帧中的第五帧来实现。如下所示...Fr Fr Fr Fr Fr FR Fr Fr Fr Fr Fr FR Fr...
在这里，Fr表示源帧，FR表示重复其前一个帧的重复帧。
在本发明的另一个实施例中，视频输入端101中的源视频是在50Hz隔行扫描的，而视频输出端103中希望得到的输出视频是60Hz逐行扫描的。将50Hz的(例如1080i25)基于场的源转换到60Hz的(例如720p60)基于帧的输出与上述基于帧的处理情况相似，除了第六场的生成可以是重复每五个场中的第五场。其操作如下面所示...T B T B T TR B T B T B BR T B...
在这里，顶场(top field)TR和底场(bottom field)BR是前一场的重复。
在本发明的又一个实施例中，视频输入端101中的源视频是50Hz隔行扫描的，而视频输入端103中希望得到的输出视频是60Hz隔行扫描的。该转换可通过每隔五个场重复一个场来实现，场转化(invert)使用视频缩放器105每十二个场中转化六场。场转化可保持顶场TR和底场BR场是前一场的重复这一式样。此操作如下所示...T B T B TTR B T B T BBR T B T B TTR B T B T BBR T...
在这里，顶场TR和底场BR场是前一场的重复，标有下划线的场表示这些场在视频缩放器105内部进行了转化，以从顶场变成底场、从底场变成顶场。
图2是根据本发明一个实施例，将50Hz的隔行扫描视频转换成60Hz的隔行扫描视频的示范性转换示意框图。在初始阶段201，源视频是50Hz的隔行扫描视频。隔行的内容可能是交替的顶场和底场1T、1B、2T、2B、3T、3B、......等。在初始阶段201，每五个场可以在一个如1/10秒的时间间隔内显示出来；因此，两个连续场之间的时间间隔是1/50秒。在中间阶段203，可以在60Hz下，通过每隔五场重复一场的方式对视频进行解码。因此原始视频序列1T、1B、2T、2B、3T、3B......等可变成1T、1B、2T、2B、3T、3T、3B......等。在新序列中，每六个场都以在与用来在50Hz下显示五个场的时间间隔(例如1/10秒)相等的时间间隔来显示。这样一来，两个连续场之间的时间间隔变成了1/60秒。在最后阶段205，为了确保60Hz下视频的正确显示，每十个场中，开始于重复场的五个场将进行转化。得到的视频具有预期的顶场和底场相互交替的式样。
图3是根据本发明一个实施例，将50Hz的实时隔行扫描源转换成60Hz的隔行扫描显示的示范性转换示意框图。两个场的延迟可以在解码启动和馈线(feeder-startup)启动之间被利用。三个场存储器仅在重复输出场来缓冲一个新的输入场期间被使用。除了在阶段303和305有一个用于适应实时视频源的两个场的延迟外，阶段301，303，305分别与图2的阶段201，203，205相对应。源视频可以是视频流，并被实时地解码，这样一来，该延迟可能导致两场延迟，而这又会导致解码和场显示的移位。例如，在初始阶段301，在1/10秒的第一时间帧内，50Hz隔行扫描视频的源视频可能包括对应于2T、2B、3T、3B和4T的场。在中间阶段303，视频可以在60Hz下，通过每隔五场重复一场的方式被解码。作为实时视频的结果，阶段301的第一时间帧的前两场可能来自前一个时间帧，场2T可能在时间帧中作为第三场出现，而不是在此时间帧初始时的原位。现在来看图2，如果初始阶段201的第一时间帧具有场序列2T、2B、3T、3B和4T，那么中间阶段203的第一时间帧将会是2T、2B、3T、3B、4T和4T。回到图3，作为实时视频的结果，中间阶段303的第一帧可能是1T、1B、2T、2B、3T和3T。在新的序列中，每六个场都以与用于在50Hz下显示5个场的时间间隔(例如1/10秒)相等的时间间隔来显示。这样一来，两个连续场之间的时间间隔变成了1/60秒。在最后阶段305中，为了确保视频在60Hz下正确显示，每十个场中的开始于重复场(如3T)的五个场将被转化。结果，得到视频可具有预期的顶场和底场相互交替的式样。
图4是根据本发明一个实施例的视频网络的另一种示范性配置示意图。视频网络400包括视频输入端401和视频输出端403。在本发明的一个实施例中，作为帧频变化过程一部分的从576i到576p的解隔行扫描将会产生质量更好的输出。其它形式，例如从1080i到1080p的解隔行扫描，在50Hz的1080i到60Hz的视频输出的转换过程中同样是有益的。特别地，当这个视频是静止的情况下，这非常有用。因此，可以在视频输出端403使用解隔行扫描器413来进行场到帧的转换，例如，从576i到576p的转换。视频缩放器405可在随后生成逐行扫描或隔行扫描的输出视频，如720p或1080i。一旦576p由576i产生，对于隔行输出，场类型就不需要每十二个场中转化六个场。此外，当从576i转换到576p的任何可能时间，解隔行扫描器413可以有效地加倍垂直分辨率，这就可以产生质量更好的输出而不管输出制式是什么样的。
在本发明的一个实施例中，解隔行扫描器413可以是运动自适应解隔行扫描器(MAD)，例如，在申请日为2004年10月5日，申请号为60/616071，名称为“在执行反转影讯视频解隔行扫描中对不规则性的探测与纠正(Detection and Correction of Irregularities While Performing InverseTelecine Deinterlacing of Video)”的美国临时专利申请文件中有关于这方面的描述。因此，该文件作为参考被使用在本申请中。
在本发明的一个实施例中，重复的帧可以用申请号为＿＿＿＿的美国专利申请(代理所编号为16223US02)所描述的重复输入场功能性来产生，该申请的标题为“在具有反影讯的运动自适应解隔行扫描器中支持窍门模式的方法和系统(Method and System for Trick Mode Support in a MotionAdaptive Deinterlacer with Inverse Telecine)”。因此，该文件作为参考被使用在本申请中。
在本发明的一个实施例中，可以有主(primary)显示和辅助(secondary)显示。在辅助显示中的输出视频可以和主显示中的输出视频来自同一个源。在这样的一个实施例中，源视频可能仍旧保持在50Hz，以避免视频从50Hz转换到作为主显示的60Hz，然后再从60Hz转换到作为辅助显示的50Hz。可以在辅助输出的同步滑动缓冲器中写入，以此来确保重复的场/帧没有被引入到辅助输出中。
下表是根据本发明的一个实施例，总结了用于基于源和显示类型的帧频转换。
在这里，下标R表示一个通过复制前一帧/场而得到的重复帧/场，带下划线的场则需要转化。
图5是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的逐行扫描视频转换成60Hz输出的逐行扫描视频的示范性过程500流程图。过程500开始于起始步骤501，在这里，源视频帧可以被解码。在下一个步骤503处，输入帧的每个第五帧都被重复以生成一个输出视频序列。在下一个步骤505处，输出视频的每六个帧在一个时间帧里被显示，此时间帧相当于一个有五个输入帧的时间帧。此过程在结束步骤507处结束。
图6是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的隔行扫描视频转换成60Hz输出的隔行扫描视频的示范性过600的流程图。过程600开始于开始步骤601，在这里，源视频的场可以被解码。在下一个步骤603处，输入场的每个第五场被重复，以生成一个输出视频序列。在下一个步骤607处，输出视频的每六个场会在一个时间帧中被显示，此时间帧相当于一个有五个输入场的时间帧。此过程在结束步骤609处结束。在本发明的一个实施例中，在步骤603后，场可以按序列TBTBTTRBTBTBBR......等。为了保持一个交替的顶场底场序列，在步骤607处显示输出视频之前，每另一组中的五个场都会在下一步605处被转化。
图7是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的逐行扫描视频转换成60Hz输出的隔行扫描视频的示范性过程700的流称图。过程700开始于起始步骤701，在这里，源视频帧可以被解码。在下一个步骤703处，输入视频帧被转换成场。在下一个步骤705处，现有输入场的每个第五场会被重复，以生成输出视频序列。在下一个步骤707处，输出视频的每六个场会在一个时间帧中被显示，此时间帧相当于五个输入场的时间帧；或者每12个输出场会在一个时间帧被显示，此时间帧相当于一个五个输入帧的时间帧。这个过程会在结束步骤709处结束。
图8是根据本发明一个实施例的将50Hz输入的隔行扫描视频转换成60Hz输出的逐行扫描视频的示范性过程800的流程图。过程800开始于起始步骤801，在这个步骤中，源视频的场可以被解码。在下一个步骤803处，输入场的每个第五场被重复。在下一个步骤805处，为了保持交替的顶场和底场序列，每另一组中的五个场会被转化。这些场在下一个步骤807处可以通过解隔行扫描成而转换为帧。在下一个步骤809处，输出视频的每六个帧会在一个时间帧中被显示，此时间帧相当于一个五个输入帧的时间帧，或者在一个相当于10个输入场的时间帧中被显示。此过程在一个结束步骤811处结束。
本发明可以实现在硬件，软件或二者结合的系统内。本发明可以在至少有一个计算机系统的集中式方式下实现，或者在一个分布式方式下实现，在这种方式下，不同的单元可以分散在几个互连的计算机系统中。可以使用可用的任何类型的计算机系统或其它设备来实现本文中介绍的方法。一个典型的软硬件结合的系统可能是一个带有计算机程序的多用途计算机系统，当加载和执行该计算机程序时，可以控制计算机系统实现本文所介绍的方法。
本发明也可以被嵌入到一个计算机程序产品中，此产品能够实现本文描述的方法，而且当被加载到计算机系统中时，它可以执行这些方法。在这里，计算机程序的含义是，用任何语言写成的表达式、代码或符号，这组指令意在使一个具有信息处理能力的系统直接地或在执行下面至少两个步骤其中之一之后执行一个特殊的功能，这两个步骤是a)转换为另一种语言，代码或符号；b)以一种不同的实质形式重新生成。
本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种将视频源从第一频率转换成第二频率的系统，包括以第一频率接收输入视频的第一处理电路，其中所述输入视频包括帧或场；以第二频率将输入视频复制成输出视频的第二处理电路，其中所述输出视频包括帧或场；其中，第二处理电路重复输入视频帧或场以将第一频率转换成第二频率。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述输入视频包括MPEG视频。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述输入视频包括模拟视频。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第一频率是50Hz，所述第二频率是60Hz。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于所述输入视频由帧组成。
6.一种将视频源从第一频率转换成第二频率的方法，包括以第一频率接收输入视频，其中所述输入视频包括帧或场；以第二频率将输入视频复制成输出视频，其中所述输出视频包括帧或场；其中，所述复制包括重复所述输入视频帧或场，以从第一频率转换成第二频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述输入视频包括MPEG视频。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述输入视频包括模拟视频。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述第一频率是50Hz，所述第二频率是60Hz。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述输入视频由帧组成。
全文摘要
一种将视频源从第一频率转换成第二频率的系统和方法。该系统可以包括以第一频率的基于帧或场的视频作为输入，然后将输入视频转换成输出视频，输出视频是第二频率，它是基于帧或场的。第一频率可以是50Hz，第二频率可以是60Hz。从第一频率到第二频率的转换包括重复帧或场。例如，当将一个基于帧的50Hz输入视频转换成基于帧的60Hz输出视频，输出视频是由帧组成的，在这些帧中，每个第六个帧都是前帧的复制品。
文档编号H04N7/26GK1761313SQ200510107600
公开日2006年4月19日 申请日期2005年9月29日 优先权日2004年10月8日
发明者理查德·H·怀曼 申请人:美国博通公司