专利名称：视频信号处理设备和视频信号传送方法
技术领域：
本发明涉及可以用于产生根据例如全国电视系统委员会(NTSC)系统生成的视频信号的显示图像的视频信号处理设备和视频信号传送方法。本发明允许将单帧色差信号指定给多帧亮度信号的每一帧，以便单帧色差信号生成的时基上的中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的时基上的中心值最接近。结果，可以有效地避免边缘的不自然显示并且利用简单配置高效地处理高帧频的视频信号。
背景技术：
众所周知，运动画面的质量随着帧频升高而提高。但是，在未对帧频升高加以考虑的情况下，传送的视频信号的信息量与帧频的升高成正比地增加。因此，人们提出了防止视频信号信息量增加的方法以便产生高帧频的运动画面。
例如，日本待审专利申请公开第2003-348620号公开了在降低色差信号的帧频以便低于亮度信号的帧频的情况下，发送亮度信号和色差信号，在接收方通过进行内插计算升高已降低色差信号的帧频，并且产生包括亮度信号和色差信号的视频信号的显示图像的方法。但是，在为了升高色差信号的帧频而进行上述内插计算的情况下，实现内插计算的配置变得复杂。
于是，色差信号的同一个帧可以通过存储器向外部发送，以便升高色差信号的帧频。只要存在像静止画面那样的对象图像，上述方法便使产生高质量对象图像成为可能。但是，在存在像运动画面那样的对象图像的情况下，对象的边缘会明显地变得不自然。
在图11和12的每一个中，用虚线和黑圈示出了对象图像，其中，虚线表示亮度信号，而黑圈表示色差信号。在图11中，色差信号的帧频与亮度信号的帧频相同，并且对象图像以预定速度随时间移动。在观众用他的眼睛跟踪对象图像的移动的情况下，如图12所示，在它的视网膜上的预定位置上形成对象图像。结果，观众可以毫无问题地欣赏运动对象图像。也就是说，在图11和12的情况下，可以毫无问题地示出运动对象图像的边缘。
但是，在每隔两个帧传送和通过重复地发送同一个帧显示色差信号的情况下，如与图11相比的图13所示，由于上述色差信号，每隔两个帧断断续续地移动出现在显示屏上的对象图像。结果，如与图12相对照的图14所示，在跟踪亮度信号生成的对象图像的移动的观众的视网膜上，色差信号生成的对象图像相对于因亮度信号识别的位置，每隔两个帧像波浪那样运动地移动。
因此，在那种情况下，亮度信号生成的对象图像的边缘变得与色差信号生成的对象图像的边缘不同，从而两个边缘都模糊不清。并且，亮度信号生成的边缘和色差信号生成的边缘相互发生了位移。如果帧频降低了，则在视觉上识别出上述模糊和位移，像闪烁那样。
发明内容
于是，本发明提供了可以有效地避免不自然边缘图像并且利用简单配置高效地处理高帧频的视频信号的视频信号处理设备和视频信号传送方法。
根据本发明的一个实施例，提供了配置成向外部发送至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号处理设备，其中，将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频。第一帧频是24Hz或更高。该视频信号处理设备向外部发送亮度信号和色差信号，以便单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近。
因此，向外部重复地发送同一个色差信号帧，以便色差信号的第一帧频升高到与亮度信号的第二帧频一致。结果，重复发送色差信号帧生成的边缘的中心值与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的边缘的中心值一致。因此，可以消除边缘位移造成的不自然显示图像。并且，由于色差信号帧生成的边缘的中心位置与亮度信号生成的边缘的中心位置一致，可以消除模糊的边缘。于是，可以有效地避免模糊边缘和/或边缘位置位移引起的不自然边缘图像，传送高帧频的视频信号，并且利用简单配置高效地产生视频信号的显示图像。
根据本发明的另一个实施例，提供了配置成处理至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号处理设备，其中，将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频。第一帧频是24Hz或更高并且单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近。该视频信号处理设备将色差信号存储在存储器中，重复地从存储器中读取和向外部发送存储的色差信号，以便重复地将单帧色差信号指定给与色差信号对应的多帧亮度信号。结果，色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致。
上述配置配备在接收方。在接收方，处理亮度信号和帧频比亮度信号的帧频低的色差信号。结果，可以有效地避免模糊边缘和/或边缘位置位移引起的不自然边缘图像，并且利用简单配置高效地处理高帧频的视频信号。
根据本发明的另一个实施例，提供了配置成接收和处理至少一个输入亮度信号和至少一个输入色差信号的视频信号处理设备，其中，输入色差信号的第一帧频等于输入亮度信号的第二帧频。第一帧频是24Hz或更高。并且，在该视频信号处理设备中，内插利用输入亮度信号生成的帧，以便输入单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于输入色差信号的输入多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近。结果，输入亮度信号的第二帧频升高并生成亮度信号。并且，输入色差信号存储在存储器中，重复地从存储器中读取和向外部发送输入色差信号，以便重复地将输入单帧色差信号指定给多帧亮度信号。因此，输入色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致，从而生成色差信号。
因此，在通过上述配置接收处理根据NTSC系统生成的视频信号的情况下，可以有效地避免不自然边缘图像，生成高帧频的视频信号，并且利用简单配置高效地处理视频信号。
根据本发明的另一个实施例，提供了适合传送至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号传送方法，其中，将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频。第一帧频是24Hz或更高。并且，该视频信号传送方法包括如下步骤向外部发送亮度信号和色差信号，以便单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近；和在接收方通过存储器向外部重复地发送色差信号帧，以便重复地将单帧色差信号指定给与色差信号对应的多帧亮度信号，使色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致。
因此，可以给出可以有效地避免不自然边缘图像，生成高帧频的视频信号，并且利用简单配置产生视频信号的显示图像的视频信号传送方法。
本发明使有效地避免不自然边缘图像，生成高帧频的视频信号，并且利用简单配置高效地处理视频信号成为可能。
图1是例示配备在发送方的视频信号处理设备的方块图，其中，该视频信号处理设备用于根据本发明一个实施例的视频信号传送系统；图2是例示视频信号传送系统的方块图；图3是例示如图1所示的视频信号处理设备的操作的时序图；图4是例示配备在接收方的视频信号处理设备的方块图，其中，该视频信号处理设备用于如图2的视频信号传送系统；图5是例示如图2的视频信号传送系统产生的显示图像的示意性线图；图6是例示在使用如图2的视频信号传送系统的情况下人视网膜上的对象移动的示意性线图；图7是例示根据本发明另一个实施例的视频信号传送系统的时序图；图8是例示用于根据本发明另一个实施例的视频信号传送系统的配备在发送方的视频信号处理设备的方块图；图9是例示如图8所示的视频信号处理设备的操作的时序图；图10是例示包括如图8所示的视频信号处理设备的视频信号传送系统的操作的时序图；图11是指示亮度信号和色差信号产生的对象图像的移动的示意性线图；图12是指示根据如图11所示的对象图像移动的人视网膜上的边缘移动的示意性线图；图13是例示重复地发送同一个色差信号帧时产生的对象图像的移动的示意性线图；和图14是指示根据如图13所示的对象图像移动的人视网膜上的边缘移动的示意性线图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。
(1)第一实施例的配置图2是例示根据本发明一个实施例的视频信号传送系统1的方块图。在视频信号传送系统1中，由视频信号处理设备3处理从源2发送的视频信号S1，其中，视频信号S1包括亮度信号Y和色差信号Cr和Cb。结果，色差信号Cr和Cb每一个的帧频都降低，从而低于亮度信号Y的帧频。然后，将经处理的色差信号Cr和Cb以及亮度信号Y作为视频信号S2发送到传送路径。这里，传送路径可以是包括有线和/或无线广播网和因特网等的网络和包括光盘等的记录媒体。并且，在视频信号传送系统1中，在接收方通过视频信号处理设备4处理视频信号S2，以便升高色差信号Cr和Cb每一个的帧频并且使其与亮度信号Y的帧频关联。然后，将色差信号Cr和Cb以及亮度信号Y作为视频信号S3发送到显示单元5，以便显示单元5产生视频信号S3的显示图像。
图1是例示与视频信号传送系统1有关的发送方的视频信号处理设备3的方块图。源2被配备成例如配置成向外部发送高帧频的图像拾取结果的电视摄像机那样。更具体地说，源2向外部发送视频信号S1，其中，亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb的每一个具有比根据NTSC系统生成的视频信号的帧频高两倍的90[Hz/秒]帧频。也就是说，根据NTSC系统生成的视频信号的帧频具有30Hz的帧频。
视频信号处理设备3将视频信号S1的色差信号Cr和Cb每一个的帧频降低到原来的三分之一，即，30Hz的频率。然后，视频信号处理设备3向外部发送帧频降低了的色差信号Cr和Cb和帧频为90Hz的亮度信号。
因此，在视频信号处理设备3中，视频信号分离单元7接收视频信号S1，将亮度信号Y与色差信号Cr和Cb分开并且如图3中的(A1)、(B1)和(C1)所示，同时并行地向外部发送亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb。并且，视频信号处理设备3向外部发送指示亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb的帧周期的同步信号SYNC。
降低控制单元8依次地和循环地计数同步信号SYNC，以便生成和向外部发送指示从视频信号处理设备3发送色差信号Cr和Cb的时间的定时信号。此时，降低控制单元8根据预定初始值开始上述计数。结果，根据第一实施例，在通过色差信号Cr和Cb每一个的帧频的降低比率的倒数将帧序列划分成至少两个部分的情况下，如图3中的(B2)和(C2)所示，只在位于每个部分中心的单个帧中向外部发送定时信号。
存储器控制单元9存储顺序发送的亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb并且在存储器10的控制下，向外部发送存储的亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb。此时，存储器控制单元9根据从降低控制单元8发送的定时信号，开始发送亮度信号Y。也就是说，如图3中的(A2)所示，按亮度信号Y存储在存储器10中的次序向外部顺序发送存储在存储器10中的亮度信号Y。并且，如图3中的(B2)和(C2)所示，存储器控制单元9在向外部发送定时信号的时刻选择和向外部发送色差信号CrO和CbO。
结果，视频信号处理设备3在从存储器10中读取色差信号Cr和Cb时，稀化色差信号Cr和Cb的帧，以便降低色差信号Cr和Cb的帧频。并且，像如下那样作出帧稀化的设置。也就是说，在通过重复地发送进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和Cb来内插稀化帧的情况下，同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。因此，根据第一实施例，降低色差信号Cr和Cb每一个的帧频，以便降低的帧频与亮度信号Y的帧频的三分之一相对应。结果，亮度信号Y的至少两个不同帧的个数被确定为三个，并且相继三个帧的第一个帧和最后一个帧被稀化掉。结果，同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值一致。上述帧稀化可以在将数据写入存储器10中的时候，或者，在将数据写入存储器10中的时候和在从中读取数据的时候进行。并且，如图3所示，指示亮度信号的参考字符Y和指示色差信号的参考字符Cr和Cb的每一个都配有数字下标，以便参考字符的每一个指示每个信号的单个帧。
结果，视频信号处理设备3多路复用以上述方式获得的亮度信号YO、色差信号CrO和CbO以及用于指示上述亮度信号YO、色差信号CrO和CbO相互之间的关系的控制信号ST，并且发送多路复用信号，作为视频信号S2。在进行上述处理的情况下，对于帧稀化，两种类型的色差信号Cr和Cb可以相互不同相。并且，可以将视频信号处理设备3配置成在对色差信号Cr和Cb的每一个同时进行的稀化和对色差信号Cr和Cb的每一个进行的稀化之间切换，以便如有需要，根据显示单元5产生的显示图像的质量使色差信号Cr和Cb相互不同相。
图4是例示配备在接收方的视频信号处理设备4的方块图。在视频信号处理设备4中，视频信号分离单元17接收发送给它的视频信号S2，相互分离亮度信号YO、色差信号CrO和CbO、控制信号ST和同步信号SYNC，并且向外部发送上述分离信号。
生成控制单元18通过参照控制信号ST顺序计数同步信号SYNC，生成和向外部发送存储器控制单元19的控制信号。
存储器控制单元19存储从视频信号分离单元7发送的亮度信号YO和色差信号CrO和CbO，并且向外部发送存储的亮度信号YO和色差信号CrO和CbO。当进行上述处理时，如图3中的(A3)所示，存储器控制单元19按亮度信号YO发送过来的次序向外部顺序发送亮度信号YO，从而从源2发送90Hz的帧频。然后，按90Hz的帧频发送亮度信号YO。另一方面，至于色差信号CrO和CbO，如图3中的(B3)和(C3)所示，根据从生成控制单元18发送的控制信号，从存储器20中重复地读取和向外部发送作为对色差信号CrO和CbO进行稀化的结果留下的单个帧Cr2、单个帧Cb2、单个帧Cr5和单个帧Cb5。
结果，视频信号处理设备4将从存储器控制单元19发送的亮度信号YI和色差信号CrI和CbI作为视频信号S3向外部发送到显示单元5。
于是，显示部分5根据包括在视频信号S3中的亮度信号YI和色差信号CrI和CbI，按90Hz的帧频改变显示图像。在上述一系列处理过程中，在发送方进行的亮度信号YO的延迟也可以在接收方进行。
(2)第一实施例的操作在如图1、2和3所示的上述视频信号传送系统1中，视频信号处理设备3的视频信号分离单元7将从源2发送的帧频为90Hz的视频信号S1划分成帧频为90Hz的亮度信号Y和色差信号Cr和Cb。通过存储器控制单元9和存储器10将亮度信号Y顺序传送到接收方。另一方面，对色差信号Cr和Cb进行帧稀化，以便将色差信号Cr和Cb每一个的单个帧指定给亮度信号Y的数个帧。也就是说，降低色差信号Cr和Cb每一个的帧频，以便低于亮度信号Y的帧频。然后，向外部发送色差信号Cr和Cb。并且，像如下那样作出帧稀化的设置。也就是说，同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。更具体地说，向外部发送色差信号Cr和Cb，以便色差信号Cr和色差信号Cb每一个的同一类型的帧的时基上的中心值与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值一致。
于是，在上述视频信号传送系统1中，在色差信号的帧频降低的情况下重复地发送单帧色差信号，以便对应于与色差信号Cr和Cb对应的亮度信号Y。因此，可以利用简单配置将模糊边缘和位移的发生降低到比过去低的程度。
也就是说，如与图13相比的图5所示，发送色差信号Cr和Cb，以便同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值一致。因此，在重复地显示色差信号Cr和Cb的情况下，色差信号Cr和Cb生成的运动对象图像的位置与与上述中心值有关的帧中的亮度信号Y生成的对象图像的位置一致。并且，运动对象图像被显示在中心值帧之前和之后的帧中。也就是说，运动对象图像被显示在亮度信号所示的位置之前和之后。
结果，当跟踪亮度信号Y生成的对象图像时，对于每个帧，色差信号Cr和Cb生成的对象图像都发生了位移，从而，如与图14相比的图6所示，在观众的视网膜上被显示在亮度信号Y生成的对象图像之前和之后。
正如已经描述的那样，同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值一致。因此，如上所述，即使色差信号Cr和Cb生成的对象图像相对于亮度信号Y生成的对象图像发生了位移，色差信号Cr和Cb生成的对象图像的中心位置也在至少两个不同帧内与亮度信号Y生成的对象图像的中心位置一致。
结果，可以有效地减少边缘位置偏差引起的不自然显示图像。由于与位移中心相对应的边缘的偏差以上述方式得到防止，可以减少色差信号Cr和Cb生成的边缘相对于亮度信号Y生成的边缘的偏差量。结果，可以减少模糊边缘的发生。
至于人的视觉，对颜色的分辨率低于对亮度的分辨率。因此，根据通过使色差信号的中心位置与亮度信号的中心位置一致减少边缘位置偏差的第一实施例，可以使模糊边缘不显著。结果，可以产生这样的视频信号的显示图像，使显示图像的质量高到足以供实际使用。
并且，在以上述方式重复地示出单个色差信号帧和帧频低的情况下，可能会出现闪烁。但是，当它的频率低于大约15Hz时，人的视觉可能感测不到颜色闪烁(D.H.Kelly，″Spatiotemporal variation of chromatic and achromaticcontrast threshold″，Journal of the Optical Society of America，64，983-990，1974)。结果，通过将色差信号Cr和Cb每一个的帧频设置成24Hz或更高，第一实施例可以减少颜色闪烁发生。
更具体地说，在重复地示出同一个色差信号帧的情况下，色差信号生成的边缘相对于亮度信号生成的边缘的模糊量变成等于在亮度信号Y的边缘在重复地示出色差信号Cr和Cb期间发生位移的情况下，跟踪亮度信号Y生成的边缘的视线的移动量。结果，模糊量[deg]通过如下表达式示出模糊量[deg]＝运动速度[deg/s]×色差信号重复周期[s]。
这里，已经有报告指出普通视频信号的扫视速度的最大值是20[deg/s](Kato et al，″The analysis of camera work and sightline movement of broadcastphotographer shooting studio program″，The Journal of The Institute of TelevisionEngineers of Japan，Vol.49，No.8，pp.1023-1031，1995)。
于是，在以120Hz的帧频示出以上述角速度移动的对象并且将同一个色差信号帧指定给相继4个帧的每一个的情况下，边缘模糊量变成0.3[deg]。在边缘模糊量被转换成空间频率的情况下，它的值变成1.5[cycle/deg]。另一方面，人对亮度的视觉具有峰位在3[cycle/deg]的带通特征。并且，人对颜色的视角具有对颜色的灵敏度从0.3[cycle/deg]开始逐渐降低的低通滤波特性(K.T.Mullen，″The contrast sensitivity of human colour vision to red-greenand blue-yellow chromatic grating″，J.Physiol.359，381-400，1985)。
结果，在边缘模糊量被指示成1.5[cycle/deg]的情况下，边缘模糊量对应于对亮度的灵敏度的峰值周围的区域。但是，对于颜色，边缘模糊量对应于对颜色的灵敏度降低的区域，这表明，由于边缘模糊，对象图像难以识别。
正如已经描述的那样，在视频信号传送系统1中，将帧频降低了的色差信号与处在其原来状态下的亮度信号一起发送到传送路径。并且，接收方的视频信号处理设备4重复地读取和向外部发送存储在存储器20中的色差信号，从而重复地将同一个色差信号帧指定给与色差信号对应的亮度信号的至少两个不同帧。结果，将亮度信号和色差信号转换成包括帧频为90Hz的亮度信号和色差信号的视频信号并且通过显示单元5产生视频信号的显示图像。
结果，视频信号传送系统1在有效减少不自然边缘图像并且传送色差信号的同时，允许降低色差信号的帧频，以便显示设备5产生高帧频的视频信号的高质量显示图像。因此，可以利用简单配置高效地处理高帧频的视频信号。
由于视频信号以上述方式得到处理，在视频信号传送系统1的发送方，发送具有亮度信号的帧频的输入色差信号并将它们存储在存储器10中。并且，从存储器10中读取和向外部发送输入色差信号。当从存储器10中读取输入色差信号时，稀化输入色差信号的帧，以便降低色差信号的帧频。结果，生成帧频降低了的色差信号。因此，通过进行与存储器控制有关的简单处理，降低了色差信号的帧频。
(3)第一实施例的优点根据上述配置，将同一个色差信号帧指定给亮度信号的至少两个不同帧的每一个，以便同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。因此，可以在有效减少不自然边缘图像的同时，利用简单配置处理高帧频的视频信号。
并且，发送具有亮度信号的帧频的输入色差信号和将其存储在存储器中。在从存储器中读取输入色差信号的情况下，稀化输入色差信号的帧，以便降低色差信号的帧频。结果，生成帧频降低了色差信号。因此，通过进行与存储器控制有关的简单处理，可以降低色差信号每一个的帧频。
并且，正如已经描述的那样，作出这样的设置，使同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。结果，传送视频信号，使同一个色差信号帧被指定给亮度信号Y的至少两个不同帧的每一个。然后，将色差信号存储在存储器中并重复地从中读取它们，以便将同一个色差信号帧指定给与色差信号对应的亮度信号Y的每个帧。结果，可以利用简单配置产生视频信号的高质量显示图像。
图7是例示与如图3所示的那些相比的处理过程的时序图，其中，该处理过程由根据本发明第二实施例的视频信号传送系统进行，以便处理视频信号。在第二实施例中，将色差信号Cr和Cb每一个的帧频降低到原来的四分之一。也就是说，传送帧频为120Hz的亮度信号YO和帧频为30Hz的色差信号CrO和CbO。并且，除了与第二实施例要传送的亮度信号和色差信号的帧频有关的配置与第一实施例的配置不同之外，根据第二实施例的视频信号传送系统的配置与根据第一实施例的视频信号传送系统的配置相同。因此，根据第二实施例的视频信号传送系统的配置将参照根据第一实施例的配置加以描述。
在视频信号传送系统中，如图7中的(A1)、(B1)和(C1)所示，将帧频为120Hz的亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb从源2发送到视频信号处理设备3。然后，与第一实施例的情况一样，进行帧稀化，以便同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。结果，色差信号Cr和Cb每一个的帧频降低了，从而，如图7中的(A2)、(B2)和(C2)所示，生成帧频为30Hz的色差信号CrO和CbO。
在进行帧稀化的情况下，从色差信号CrO和CbO每一个的四个相继帧中除去三个帧。也就是说，在将色差信号CrO和CbO的每一个划分成包括四个帧的组的情况下，在进行帧稀化之后留下与每个组的中心相对应的数字下标2、3、5和6指示的两个帧之一。结果，同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应的同一类型的帧的时基上的中心值变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。
因此，在视频信号传送系统中，将相继帧划分成包括四个帧的组并且稀化帧，以便留下每个组的第2个帧，从而，如图7中的(A2)、(B2)和(C2)所示，生成帧频为30Hz的色差信号CrO和CbO。但是，也可以将帧稀化成留下每个组的第3个帧，或者，在第2个帧和第3个帧之间切换进行帧稀化之后留下的帧的类型。并且，正如在第一实施例中所述的那样，色差信号Cr和Cb可以相互不同相，以便通过进行帧稀化留下预定帧。
在视频信号传送系统中，将亮度信号延迟留下的色差信号帧那么多并向外部发送亮度信号。在接收方，重复地将留下的色差信号帧指定给亮度信号，以便如图7中的(A3)、(B3)和(C3)所示，每个色差信号的帧频与亮度信号的帧频一致。
在第二实施例中，即使每个色差信号的帧频被降低到原来的四分之一并向外部发送它们，同一类型的帧(其中同一类型的每个帧与进行帧稀化之后留下的色差信号Cr和色差信号Cb之一对应)的时基上的中心值也变成与对应于色差信号Cr和Cb的亮度信号Y的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。结果，可以具有与第一实施例相同的优点。
图8是例示用于根据本发明第三实施例的视频信号传送系统的视频信号处理设备23的方块图。除了使用上述的视频信号处理设备23替代参照图1所述的视频信号处理设备3之外，该视频信号传送系统具有与根据第一实施例的视频信号传送系统1相同的配置。并且，与视频信号处理设备23有关的配置与视频信号传送系统1的相应配置不同。
这里，第三实施例的视频信号处理设备23接收包括帧频为60Hz的亮度信号Y和色差信号Cr和Cb的视频信号S1，该帧频是根据NTSC系统生成的视频信号的帧频的两倍。视频信号处理设备23将视频信号S1的色差信号Cr和Cb每一个的帧频降低到原来的二分之一，从而，生成色差信号CrO和CbO，并且向外部发送生成的色差信号CrO和CbO和亮度信号Y，作为视频信号S2。
因此，在视频信号处理设备23中，视频信号分离单元27从视频信号S1中分离出亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb，发送分离的信号，并且发送同步信号SYNC。
降低控制单元28被配置成计数同步信号SYNC，从而生成参考信号和用于指示亮度信号YO与色差信号CrO和CbO之间的关系的控制信号ST，其中，参考信号的电平每两帧亮度信号Y改变一次。然后，降低控制单元28向外部发送参考信号和控制信号ST。
存储器控制单元29被配置成将顺序发送给它的亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb存储到存储器30中并且读取并向外部发送存储的亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb。此时，对于亮度信号Y，存储器控制单元29按亮度信号Y发送过来的次序读取包括相继帧的亮度信号Y，并且如图9中的(A2)所示，在与色差信号CrO和CbO相对应的时刻向外部发送读取的亮度信号Y。另一方面，对于色差信号Cr和Cb，将色差信号Cr和Cb每一个的相继帧划分成组，其中，每个组包括两个相继帧，同时，并行地读取色差信号Cr和Cb并将它们发送到内插计算单元31。内插计算单元31处理色差信号Cr和Cb，并且向外部发送它们，作为色差信号CrO和CbO。
这里，如图9中的(B2)和(C2)所示，内插计算单元31进行帧内插。也就是说，内插计算单元31内插利用上述两个相继帧生成的色差信号CrO和CbO。结果，向外部发送设置了取样定时的色差信号CrO和CbO的每一个，从而在上述两个相继帧之间的中点提供它们。这里，上述帧内插是通过利用运动矢量数据的运动补偿实现的。
结果，存储器控制单元29将亮度信号Y延迟了预定时间那么多，以便在发送通过帧内插生成的色差信号CrO和CbO的时刻发送亮度信号Y。
因此，根据第三实施例，内插利用存储在存储器30中的输入色差信号Cr和Cb每一个的相继帧生成的帧，以便降低输入色差信号Cr和Cb每一个的帧频。结果，生成色差信号CrO和CbO。并且，向外部发送亮度信号YO和色差信号CrO和CbO，以便色差信号CrO和CbO每一个的同一类型的帧的时基上的中心值变成与对应于色差信号CrO和CbO的亮度信号YO的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。
因此，在第三实施例中，如图9中的(A3)、(B3)和(C3)所示，重复地从存储器中读取色差信号CrO和CbO并将它们指定给相继的两个帧。结果，由频率为60Hz的亮度信号和色差信号驱动显示设备5，以便显示设备5产生视频信号的显示图像。尽管以降低到原来的二分之一的帧频发送色差信号的每一个，但与第一实施例的情况一样，当发送两个色差信号时，它们可以相互不同相。
根据第三实施例，内插利用存储在存储器中的每个输入色差信号的相继帧生成的帧，以便降低每个输入色差信号的帧频。结果，生成色差信号。并且，向外部发送亮度信号和色差信号，以便每个色差信号的同一类型的帧的时基上的中心值变成与对应于色差信号的亮度信号的至少两个不同帧的时基上的中心值最接近。结果，可以具有与第一实施例相同的优点。
根据本发明的第四实施例，如图10中的(A1)、(B1)和(C1)所示，发送帧频为30Hz的视频信号，其中，视频信号包括亮度信号Y以及色差信号Cr和Cb。对亮度信号Y进行帧内插，以便升高它的帧频。然后，向外部发送亮度信号Y和处在其原来状态下的色差信号Cr和Cb。结果，在第四实施例中，处理亮度信号，以便色差信号的帧频变成低于亮度信号的帧频。然后，向外部发送亮度信号和色差信号。
因此，如图10中的(A2)、(B2)和(C2)所示，对亮度信号Y进行帧内插，以便每个单帧色差信号生成的时基上的中心值变成与对应于色差信号的亮度信号的至少两个帧生成的时基上的中心值最接近。
并且，在将每个色差信号的帧频降低到亮度信号的帧频的偶数分之一的情况下，可以根据进行相应取样的时刻，通过进行帧内插生成亮度信号的所有帧。要不然，可以进行在第二实施例中所述的对色差信号的帧内插。
结果，根据第四实施例，以与第一到第三实施例相同的方式在接收方处理以上述方式生成的亮度信号和帧频低于亮度信号的帧频的色差信号。
根据第四实施例的配置，利用具有色差信号的帧频的亮度信号进行帧内插。因此，即使通过升高输入亮度信号的帧频来生成亮度信号，也可以具有与第一实施例相同的优点。
根据本发明的第五实施例，在接收方配备根据第四实施例配备在发送方的与亮度信号和色差信号有关的配置，以便在接收方将包括帧频为30Hz的亮度信号和色差信号的视频信号转换成包括帧频为60Hz、90Hz、或120Hz的亮度信号和色差信号的视频信号并显示它。在这种情况下，上述配置可以作为单片单元配备在显示设备中。
结果，根据第五实施例配备在接收方的视频信号处理设备利用帧频为30Hz的输入亮度信号进行帧内插。因此，升高输入亮度信号的帧频，以便每个单帧色差信号的时基上的中心值变成与对应于色差信号的亮度信号的至少两个帧的时基上的中心值最接近。结果，生成亮度信号。并且，将色差信号存储在存储器中并重复地从中读取它们。因此，将色差信号的一种类型的帧指定给包括与单个帧相对应的帧的亮度信号，以便色差信号的帧频与亮度信号的帧频一致。
尽管在接收方升高亮度信号和色差信号每一个的帧频，但第五实施例也可以具有与第一到第四实施例相同的优点。
根据上述实施例，帧内插是基于利用运动矢量数据的运动补偿进行的。但是，根据本发明的第六实施例，帧内插可以通过对至少两个帧的像素值进行加权相加实现而不限于上述实施例。
并且，根据上述实施例，每个色差信号的帧频被降低到亮度信号的帧频的整数分之一。但是，第六实施例允许在每个色差信号的帧频与亮度信号的帧频之间建立非整数相关关系，而不限于上述实施例。例如，在交替地进行将每个单帧色差信号指定给亮度信号的三个帧和将每个单帧色差信号指定给亮度信号的两个帧的情况下，每个色差信号的的帧频被改变并设置成例如亮度信号的帧频的1.5分之一。因此，第六实施例允许按需要改变将色差信号指定给亮度信号的方法，建立除了整数相关关系之外的各种各样关系。
并且，根据上述实施例，将每个色差信号的同一类型的帧依次指定给亮度信号的相继帧。但是，不受上述实施例限制，可以根据场景变化，改变有关指定给相继帧的细节。也就是说，在接收方检测场景变化并且根据检测的场景变化，改变有关将色差信号指定给亮度信号的细节。结果，当发生场景变化时，可以将色差信号指定给与色差信号对应的亮度信号，从而提高包括亮度信号和色差信号的视频信号的显示图像的质量。另一方面，无需在发送方进行上述处理，可以在接收方根据场景变化临时改变有关将色差信号重复指定给亮度信号的细节。
并且，根据上述实施例，改变视频信号的帧频。但是，不受上述实施例限制，在利用计算机图形等生成视频信号的情况下，第六实施例允许直接生成预定帧频的亮度信号和帧频低于亮度信号的帧频的色差信号，以便每个色差信号的同一类型的帧生成的时基上的中心值变成与对应于色差信号的亮度信号的至少两个帧生成的时基上的中心值最接近。
本领域的普通技术人员应该明白，取决于设计要求和其它因素，可以进行各种各样的修改、组合、次级组合或变更，这些都在所附权利要求书或它的等效物的范围之内。
权利要求
1.一种配置成向外部发送至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号处理设备，其中，将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频，其中，第一帧频是24Hz或更高，并且发送亮度信号和色差信号，以便单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近。
2.根据权利要求1所述的视频信号处理设备，其中，发送具有第二帧频的输入色差信号并将其写入存储器中，读取和向外部发送存储在存储器中的输入色差信号，并且在将输入色差信号写入存储器中和/或从存储器中读取输入色差信号的时刻对输入色差信号进行帧稀化，以便降低输入色差信号的第二帧频，从而生成色差信号。
3.根据权利要求1所述的视频信号处理设备，其中，发送具有第二帧频的输入色差信号并将其写入存储器中，并且内插利用写入存储器中的输入色差信号的相继帧生成的帧，以便降低输入色差信号的第二帧频并生成色差信号。
4.根据权利要求1所述的视频信号处理设备，其中，内插利用具有第一帧频的输入亮度信号生成的帧，以便降低输入亮度信号的第一帧频并生成亮度信号。
5.一种配置成处理至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号处理设备，其中，将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频，其中，第一帧频是24Hz或更高，单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近，并且将色差信号存储在存储器中，重复地从存储器中读取和向外部发送存储的色差信号，以便重复地将单帧色差信号指定给与色差信号对应的多帧亮度信号，从而使色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致。
6.根据权利要求5所述的视频信号处理设备，其中，在色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致的情况下，显示包括亮度信号和色差信号的视频信号。
7.一种配置成接收和处理输入亮度信号和输入色差信号的视频信号处理设备，其中，输入色差信号的第一帧频等于输入亮度信号的第二帧频，第一帧频是24Hz或更高，内插利用输入亮度信号生成的帧，以便单帧输入色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于输入色差信号的多帧输入亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近，从而使输入亮度信号的第二帧频升高并生成亮度信号，并且将输入色差信号存储在存储器中，重复地从存储器中读取和向外部发送输入色差信号，以便重复地将单帧输入色差信号指定给多帧亮度信号，使输入色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致，从而生成色差信号。
8.根据权利要求7所述的视频信号处理设备，其中，显示包括亮度信号和色差信号的视频信号。
9.一种适合传送至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号传送方法，其中，将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频，其中，第一帧频是24Hz或更高，该视频信号传送方法包括如下步骤向外部发送亮度信号和色差信号，以便单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近；和在接收方通过存储器向外部重复地发送色差信号帧，以便重复地将单帧色差信号指定给与色差信号对应的多帧亮度信号，使色差信号的第一帧频与亮度信号的第二帧频一致。
全文摘要
提供了配置成向外部发送至少一个亮度信号和至少一个色差信号的视频信号处理设备。将单帧色差信号指定给多帧亮度信号，以便色差信号的第一帧频低于亮度信号的第二帧频，其中，第一帧频是24Hz或更高。发送亮度信号和色差信号，以便单帧色差信号生成的第一时基上的第一中心值变成与对应于色差信号的多帧亮度信号生成的第二时基上的第二中心值最接近。
文档编号H04N11/04GK1787648SQ20051012975
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月6日
发明者西智裕 申请人:索尼株式会社