视频信号处理装置和视频信号处理方法

专利名称：视频信号处理装置和视频信号处理方法
技术领域：
本发明涉及视频信号处理装置和视频信号处理方法，尤其涉及能够处理逐行信号
的视频信号处理装置和视频信号处理方法。
背景技术：
对于诸如电视装置和监视器的显示装置的显示模式，存在两种模式，S卩，逐行和隔 行模式。此外，逐行信号和隔行信号被用作与这些显示模式相对应的视频信号格式。因 此，当输入视频数据是隔行信号，并且输出显示装置的显示模式是逐行模式时，为了使输 入视频数据符合输出显示装置的显示模式，必须通过视频信号处理装置执行IP(隔行逐 行)转换(请参见非专禾U文献1 (Kenji Sugiyama，禾口 HiroyaNakamura， 〃 A method of de_interlacing with motion compensatedinterpolation 〃 ， IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. 45， No. 3， pp.611—616，1999年8月))。 同时，专利文献1 (日本未经审查的专利申请公开No. 2002-374504)公布了视频信 号格式反向转换方法和装置，其中当逐行信号被转换为隔行信号并且然后进一步被转换为 逐行信号时，能够保持被包含在原始信号中的信息量，并且因此能够获得高质量视频信号。
此外，专利文献2(日本未经审查的专利申请公开No. 10-234009)公布接收装置， 该接收装置根据从解码器输出的1/P识别信息选择隔行信号或者逐行信号，并且输出所选 择的信号。此外，专利文献3(日本未经审查的专利申请公开No. 2001-36831)公布数字电 视信号接收装置，该数字电视信号接收装置将识别信号添加至从IP转换单元输出的输出 信号，并且根据识别信号切换输出。

发明内容
然而，存在下述问题，当各种视频信号格式中的视频数据通过视频信号处理装置 而被转换或者经受类似的处理，并且被输出至以逐行的格式来显示图像的显示装置时，不 能够将输出逐行信号的质量保持在固定的质量水平上。 图16示出根据现有技术的视频信号处理装置160的构造，并且在下文中参考该附 图解释本发明的示例性方面。视频信号处理装置160接收逐行信号或者隔行信号，执行预 定义的处理，并且输出作为逐行信号的已处理的信号。 视频信号处理装置160包括视频解码器(VDEC) 1、IP转换单元4、选择器5、以及图 像质量调整块6。视频解码器1分析输入信号，即，视频信号的属性，并且确定输入信号是隔 行信号还是逐行信号。然后，视频解码器l向选择器5通知确定结果作为控制信号。
当视频解码器1确定输入信号是隔行信号时，视频解码器1启动IP转换单元4。 IP转换单元4将输入信号转换为逐行信号，并且将转换的信号输出至选择器5。然后，选择 器5根据来自于视频解码器1的控制信号选择通过IP转换单元4转换的信号，并且将所选 择的信号输出至图像质量调整块6。 此外，当视频解码器1确定输入信号是逐行信号时，视频解码器1将输入信号输出
5至选择器5。然后，选择器5根据来自于视频解码器1的控制信号选择来自于视频解码器1的输入信号，并且将所选择的信号输出至图像质量调整块6。在这些操作之后，图像质量调整块6调整输入逐行信号的图像质量，并且将该信号输出到外部。 如上所述，不管输入信号是逐行信号还是隔行信号，视频信号处理装置160最终将输入信号作为逐行信号进行输出。具体地，当输入信号是逐行信号时，因为不需要存在任何视频信号格式转换，在没有执行任何处理的情况下，视频信号处理装置160输出输入信号。 然而，通过诸如DVD (数字多功能光盘)播放器和STB (机顶盒)的外部装置，可能已经对此种输入逐行信号执行了各种转换处理。例如，如果运动自适应型转换被应用为IP转换，外部装置能够执行IP转换，使得对于固定区域，逐行信号具有与原始隔行信号相同的分辨率。然而，对于运动区域而言，分辨率被减少了一半。这是由运动自适应型而引起的，其不涉及依据时间的像素，即，仅涉及依据空间的像素。因此，在运动自适应型中，通过涉及正上和正下的两行或者几行，和应用低通滤波器，通过生成插补行来执行IP转换。结果，在运动自适应型中，插补行的空间频率变得低于原始行的空间频率，并且因此IP转换的质量恶化。 此外，当在没有执行任何处理的情况下，通过具有低精确度的低端的运动自适应型IP转换或者错误的IP转换生成的逐行信号被输入至视频信号处理装置160，并且被输出至显示装置时，与原始信号相比较被降低的分辨率和被毁坏的部分会保持原样或者进一步恶化。 同时，专利文献1使得能够在将隔行信号被转换为逐行信号之前，对隔行信号执行用于保持质量的处理。然而，不可能在不能够通过视频信号处理装置160控制的外部设备之前，执行用于保持质量的处理。此外，不能保证与IP转换有关的识别信号始终如专利文献2和3中所述地添加。因此，在视频信号处理装置160中，很难在通过处理输入逐行信号来输出逐行信号的同时，保持如上所述的输出逐行信号的质量。 本发明实施例的第一示例性方面是视频信号处理装置，其包括检测单元，该检测单元检测输入逐行信号的转换历史；和信号恢复单元，该信号恢复单元根据由检测单元检测到的检测结果重新转换逐行信号。具体地，信号恢复单元包括转换单元，该转换单元重新转换输入逐行信号；和选择器，该选择器根据检测单元的检测结果，选择和输出由转换单元重新转换的逐行信号和输入逐行信号。 本发明实施例的另一个示例性方面是视频信号处理方法，其包括检测输入逐行信号的转换历史；根据检测转换历史的检测结果重新转换输入逐行信号；以及根据检测结果，选择和输出对输入逐行信号进行了重新转换的重新转换的逐行信号或者输入逐行信号。 例如，根据本发明的示例性方面，根据上述视频信号处理装置和视频信号处理方法，能够检测是否执行了任何转换，或者能够检测对于输入逐行信号通过外部装置等等执行了什么种类的转换。然后，如果执行了差质量的转换或者错误的转换，那么根据检测结果能够执行适当的重新转换。 本发明能够提供这样的视频信号处理装置和视频信号处理方法，其对在经历各种转换处理之后输入的逐行信号，能够将输出逐行信号的质量保持在固定的水平上。


结合附图，从某些示例性实施例的以下描述中，以上和其它示例性方面、优点和特征将更加明显，其中 图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的视频信号处理装置的构造的框图； 图2是示出根据本发明的第一示例性实施例的视频信号处理的流程图 图3是用于解释根据本发明的第一示例性实施例的信号检测原理的图 图4是用于解释根据本发明的第一示例性实施例的信号检测原理的图 图5是用于解释根据本发明的第一示例性实施例的信号检测原理的图 图6是用于解释根据本发明的第一示例性实施例的信号检测原理的图 图7是示出根据本发明的第二示例性实施例的视频信号处理装置的构造的框图； 图8是示出根据本发明的第二示例性实施例的视频信号处理的流程图； 图9是示出根据本发明的第三示例性实施例的视频信号处理装置的构造的框图； 图10示出根据本发明的第三示例性实施例的输入信号的示例； 图11是用于解释根据本发明的第三示例性实施例的下拉模式检测原理的图； 图12示出根据本发明的第三示例性实施例的相关信息和下拉模式之间的对应关系的示例； 图13是示出根据本发明的第四示例性实施例的视频信号处理装置的构造的框图； 图14示出根据本发明的第四示例性实施例的输入信号的示例； 图15是用于解释根据本发明的第四示例性实施例的下拉模式检测原理的图；以及 图16是示出根据现有技术的视频信号处理装置的构造的框图。
具体实施例方式
本领域的技术人员能够根据需要组合第一、第二、第三以及第四示例性实施例。 在下文中，参考附图详细地解释应用了本发明的示例性方面的具体的示例性实施
例。在整个附图中，相同的标记被分配给相同的部件，并且为了简化解释，适当地省略用于
它们的重复的解释。[第一示例性实施例] 图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的视频信号处理装置101的构造的框图。注意，由于被包括在视频信号处理装置101中的视频解码器1、 IP转换单元4、选择器5、以及图像质量调整块6与图16中所示的那些相类似，用于相应的组件的相同的标记被分配给这些组件，并且省略了它们详细的解释。 视频信号处理装置101接收逐行信号或者隔行信号，执行预定义的处理，并且将信号作为逐行信号进行输出。此外，和上述视频信号处理装置160形成对比，当输入信号是逐行信号时，视频信号处理装置101检测输入信号的转换历史，并且根据检测结果重新转换输入信号。注意，当输入信号是隔行信号时，视频信号处理装置101执行与视频信号处理装置160相类似的操作，并且因此省略了它们详细的解释。
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当到视频信号处理装置101的输入信号是逐行信号时，检测单元2进行操作。检测单元2检测输入逐行信号的转换历史。在本示例中，检测单元2检测输入逐行信号是否从隔行信号转换而来，以此作为转换历史。即，转换历史指的是与在输入信号被输入至视频信号处理装置101之前执行的转换处理有关的信息。 例如，检测单元2分析输入逐行信号，并且指定偶数行或者奇数行来作为插补行。然后，如果那些插补行中的信号强度处于能够从隔行信号转换的频带的范围内，那么检测单元2确定输入逐行信号是从隔行信号转换而来的。注意，稍后将会参考图3至图6解释检测单元2中的检测原理。 然后，根据与输入逐行信号有关的检测结果，检测单元2将控制信号输出至PI (逐行隔行)转换单元311和选择器32。 信号恢复单元3根据由检测单元2检测到的检测结果，重新转换输入逐行信号。信号恢复单元3包括转换单元31和选择器32。转换单元31包括PI转换单元311和IP(隔行逐行)转换单元312。 PI转换单元311根据来自于检测单元2的控制信号进行操作，并且将输入逐行信号转换为隔行信号。此外，IP转换单元312将通过PI转换单元311转换的隔行信号重新转换为逐行信号。 选择器32根据检测单元2的检测结果，选择并且输出通过转换单元31重新转换的逐行信号和输入逐行信号。 注意，检测单元2可以被构造为将控制信号输出至选择器32，使得在转换精确度被确定为充分高的条件下，即使当输入逐行信号是从隔行信号转换而来时，选择器32仍选择输入逐行信号。这是因为如果在输入时逐行信号具有高的转换精确度，在没有通过转换单元31执行重新转换的情况下也能够确保高质量。这样，能够减少处理成本。
图2是根据本发明的第一示例性实施例的视频信号处理的流程图。首先，视频解码器1确定输入信号是否是逐行信号(S101)。如果输入信号被确定为是逐行信号，那么确定单元2确定输入信号是否从隔行信号转换而来(S102)。这时，检测单元2根据检测结果将控制信号输出至PI转换单元311和选择器32。 如果检测单元2确定输入信号从隔行信号转换而来，那么PI转换单元311接收表示来自于检测单元2的检测结果的控制信号，并且将输入信号转换为隔行信号(S103)。这时，PI转换单元311通过从输入信号，即，逐行信号中，基于逐帧地交替地获得奇数行或者偶数行，从而生成隔行信号。注意，由于可以将已知的方法用作从逐行信号到隔行信号的转换方法，所以省略了它的详细的解释。 接下来，转换单元31将通过PI转换单元311转换的隔行信号重新转换为逐行信号(S104)。注意，从隔行信号到逐行信号的转换方法优选是高端的运动自适应型或者运动补偿型方法。这样，不管对输入逐行信号执行的原始IP转换所具有的精确度，都能够保持高质量。注意，通过使用运动预测，作为IP转换类型之一的运动补偿型能够使固定区域和运动区域恢复到具有高分辨率的逐行视频图像。还应注意的是，上述高端自适应型和运动补偿型是众所周知的，并且因此省略了它们的详细的解释。 然后，选择器32根据来自于检测单元2的控制信号，选择通过IP转换单元312重新转换的逐行信号(S105)。然后，选择器5根据来自于视频解码器1的控制信号，选择来自
8于选择器32的重新转换的逐行信号，并且将所选择的逐行信号输出至图像质量调整块6。此外，图像质量调整块6执行图像质量调整，并且将图像输出到外部。 另一方面，如果在步骤S102中，检测单元2确定输入信号不是从隔行信号转换而来，那么选择器32根据来自于检测单元2的控制信号，选择输入逐行信号(S106)。然后，执行与在上述步骤S105和上述步骤S105之后的相类似的处理。 此外，如果在步骤SIOI中，视频解码器l确定输入信号不是逐行信号，那么IP转换单元4将输入信号转换为逐行信号(S107)。然后，选择器5根据来自于视频解码器1的控制信号，选择来自于IP转换单元4的转换的逐行信号(S108)，并且将被选择的逐行信号输出至图像质量调整块6。此外，图像质量调整块6执行图像质量调整，并且将信号输出到外部。 接下来，在下文中参考图3至图6解释根据本发明的第一示例性实施例的信号检测原理。图3至图6是用于解释在每帧480行的示例中的隔行信号、逐行信号、以及IP转换输出信号的频率分布的图，其中水平轴表示cph(每个图片高度的周期(cycle per pictureheight))，并且垂直轴表示信号强度。注意的是，通过参考非专利文献1的图1绘制图3和图5。在下面的解释中，每帧480行的逐行信号被表达为"480P"，并且每场240行的隔行信号被表达为"480I"。 图3示出480P的功率模型。如图3中所示，能够通过480P显示的最大的垂直频率是240cph。图4示出4801的功率模型。如图4中所示，能够通过4801显示的最大垂直频率是120cph。 S卩，其是逐行信号的帧的一半。 图5示出当执行从4801到480P的传统的IP转换时出现的功率模型的变化。在传统的IP转换中，垂直频率能够从120cph恢复到240cph。如图5中所示，在本示例中，从稍微高于60cph的值延伸到120cph的范围被在120cph处向后折叠到从120cph延伸到稍微低于180cph的值的范围。然而，能够恢复的频率根据IP转换的质量而变化。因此，IP转换的精确度越好，恢复的频率就越高。 图6是示出其中将图3中所示的480P的功率模型与通过图5中所示的从4801到480P的IP转换而获得的功率模型进行比较的图。区域71是由频率分布表示的区域，即，图5的功率模型。区域72是区域71和图3的功率模型之间不同的区域。因此，根据本发明的第一示例性实施例的检测单元2将输入信号与图3的区域进行比较，并且然后，如果区域72作为不同被呈现出来，则检测单元2能够检测输入信号是从隔行信号转换而来的。
注意的是，根据本发明的第一示例性实施例的检测单元2不限于垂直方向中的频带中的检测，但是还可以应用于水平方向中的频带中的检测。可选地，根据本发明的第一示例性实施例的检测单元2可以检测突然出现在作为用于毁坏部分的候选的多个帧之间的斑点等等，并且从而检测已经执行了具有低精确度的从隔行信号的转换。注意的是，根据本发明的第一示例性实施例的检测单元2不限于上述构造，并且还可以使用能够检测已经执行具有低精确度的从隔行信号的转换的任何其它的装置。 还注意的是，图1中所示的IP转换单元4和IP转换单元312可以被构造为简单的组件。 如上所示，在本发明的第一示例性实施例中，对在外部设备中对其事先执行IP转换的输入逐行信号进行检测；逐行信号被暂时地转换为原始隔行信号；并且通过预定义的
9IP转换执行重新转换。如此，能够将信号作为逐行信号进行输出，其中，所述逐行信号至少 保持固定的质量。注意的是，通过采用高端的运动自适应型转换或者运动补偿型转换来作 为预定义的IP转换，能够保持高质量。因此，当通过显示装置等等显示输出逐行信号时，能 够显示稳定的视频图片。[第二示例性实施例] 以基于IP转换中的置信系数来对输入信号和重新转换的信号进行组合的方式， 将根据本发明的第一示例性实施例的视频信号处理装置101修改为根据本发明的第二示 例性实施例的视频信号处理装置102。这样，能够以更高的精确度执行转换。注意的是，IP
转换中的置信系数是表示通过执行从隔行信号到逐行信号的IP转换能够再生的逐行信号
所具有的精确度的值。例如，置信系数的示例包括图6中所示的上述区域71和72之间的 比率。 图7是示出根据本发明的第二示例性实施例的视频信号处理装置102的构造的框 图。下述的解释特别强调了与图1的构造的不同之处。此外，相同的标记被分配给与图1 的相类似的组件和结构，并且省略它们详细的解释。 图7中所示的检测单元2a不仅具有与检测单元2等效的功能，而且将与基于转换
历史的输入逐行信号的转换有关的第一置信系数输出至合成单元32a。 此外，信号恢复单元3a包括转换单元31a和合成单元32a。此外，转换单元31a
的lP转换单元312a将与重新转换的逐行信号的转换有关的第二置信系数输出至合成单元
32a。 合成单元32a是代替本发明的第一示例性实施例的选择器32而提供的组件。合
成单元32a基于从检测单元2a输出的第一置信系数和从IP转换单元312a输出的第二置
信系数，将输入逐行信号和重新转换的逐行信号进行组合，并且输出被组合的逐行信号。例
如，根据第一和第二置信系数的比率，合成单元32a可以确定合成比率。 图8是示出根据本发明的第二示例性实施例的视频信号处理的流程图。下述的解
释特别强调了与图2的构造的不同之处。此外，相同的标记被分配给与图2的相类似的组
件和结构，并且省略它们详细的描述。 当在步骤S102中，检测单元2a确定输入信号是从隔行信号转换而来时，检测单
元2a计算与输入信号有关的第一置信系数，并且将所计算的置信系数输出至合成单元
32a(S102a)。然后，在步骤S104之后，IP转换单元312a计算与重新转换的逐行信号有关
的第二置信系数，并且将所计算的置信系数输出至合成单元32a(S104a)。 然后，合成单元32a基于第一和第二置信系数之间的比率，根据来自于检测单元
2a的控制信号，对输入逐行信号和重新转换的逐行信号进行组合(S105a)。 注意的是，检测单元2a可以被构造为即使当检测单元2a确定输入信号是从隔行
信号转换而来时，在图8的步骤S102中仍计算与输入信号有关的置信系数，并且将所计算
的置信系数输出至合成单元32a。在这样的情况下，合成单元32a可以被构造为在将来自于
IP转换单元312a的置信系数设置为0的同时，执行合成。 如上所述，在本发明的第二示例性实施例中，即使当输入逐行信号是通过对隔行 信号执行IP转换而生成的信号时，仍能够有效地使用重新转换前和后的信号，而不用通过 考虑表示IP转换的精确度的置信系数，来将输入逐行信号全部替换为重新转换的逐行信
10号。具体地，当在输入时IP转换的精确度是相对地高时，精确度从不会从所述水平降低，并
且因此能够保持高质量。[第三示例性实施例] 本发明的第三示例性实施例涉及一种视频信号处理装置，其中输入了由于对用于运动图片等等的影片格式(film format)执行下拉和反下拉转换而导致的已经转换的逐行信号，并且通过执行重新转换，输入信号被恢复成作为在转换之前的影片格式的逐行信号。在下文中解释用于本发明的第三示例性实施例中的输入信号的假定。 影片是每秒24帧的视频数据，并且是逐行信号。在下面的解释中，影片格式中的视频信号被表达为"24P"。下拉转换是将24P的信号转换为隔行信号的技术。具体地，3:2下拉转换是将24P转换为每秒60帧的隔行信号，即，60INTSC(国家电视标准委员会)格式的技术。 在下拉转换中，帧被划分为由奇数行组成的前场(top field)和由偶数行组成的后场(bottom field)。此外，在3:2下拉转换中，通过将第一帧划分为三个场，S卩，前场、后场、和前场，并且将第二帧划分为两个场，即，前场和后场，从而执行从24P到601的非整数倍转换(non-integral multiple conversion)。 此外，反下拉转换包括两种方法。第一反下拉转换方法是要生成用于上述601的隔行信号的60P的逐行信号。例如，通过组合相同的帧的前场和后场能够实现60P，使得第一帧变成三个帧，并且第二帧变成两个帧。 第二反下拉转换方法将601的隔行信号恢复到24P。例如，通过以与第一方法相类似的方式组合前和后场，将第一帧做成一个帧并且将第二帧做成一个帧，可以实现24P。
图10示出根据本发明的第三示例性实施例的输入信号的示例。假定以24P影片格式的原始信号Sl在时间方向中具有被称为"帧FA"和"帧FB"的帧。这时，当对原始信号S1执行3:2下拉转换时，生成601的下拉执行信号S2。下拉执行信号S2具有分别是前场、后场、和前场并且从帧FA生成的帧FA1、帧FA2、帧FA3 ;以及分别是后场和前场并且从帧FB生成的帧FBI和帧FB2。 接下来，当对下拉执行信号S2执行反下拉转换时，生成60P的反下拉执行信号S3。反下拉执行信号S3具有从帧FA1、 FA2以及FA3生成的帧Fll、帧F12、和帧F13 ;以及从帧FBI和FB2生成的帧F14和帧F15。 在下文中，假定输入信号是反下拉执行信号S3，对本发明的第三示例性实施例进行解释。图9是示出根据本发明的第三示例性实施例的视频信号处理装置103的构造的框图。如图9中所示，通过使用检测单元2b和信号恢复单元3b分别替换检测单元2和信号恢复单元3，将图1的视频信号处理装置101修改为视频信号处理装置103。因此，在图9中，省略了与除了图1中所示的检测单元2和信号恢复单元3相对应的构造的说明。注意的是，可以通过其它的构造替换在图9中省略的部件。 检测单元2b基于输入逐行信号中的相邻帧之间的相关信息，确定输入逐行信号以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转换。检测单元2b包括帧缓冲器21、相关信息计算单元22、下拉检测单元23、以及存储单元24。 帧缓冲器21是用于将输入信号以等于一个帧的量来进行延迟的缓冲器。相关信息计算单元22计算在输入逐行信号中的帧和与该帧相邻的另一帧之间的相关信息。S卩，相关信息计算单元22计算在输入信号和被延迟了一个帧的从帧缓冲器21输入的信号之间的帧间差。注意的是，相关信息是当在帧之间比较处于公共像素位置的信号时获得的差。例如，相关信息可以是表示可比较的大小的信息。还注意的是，相关信息不限于本示例。例如，其可以是表示被划分为三个或者多个级别的等级的信息或者不同值。 存储单元24是其中以预定义的下拉模式和下拉图案信息相互关联的方式来存储该预定义的下拉模式和下拉图案信息241的存储装置。预定义的下拉模式意指表示下拉转换的模式的信息。此外，下拉图案信息241是表示沿着时间方向的帧间相关信息片(pieces)的组合的信息。图12示出根据本发明的第三示例性实施例的相关信息片和下拉模式之间的对应关系的示例。注意的是，存储单元24可以是诸如硬盘驱动器和闪速存储器的非易失性存储装置，或者是诸如DRAM(动态随机存储器)的易失性存储装置。
下拉检测单元23基于沿着时间方向的由相关信息计算单元22计算的相关信息片的组合，确定输入逐行信号以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转换。例如，下拉检测单元23通过连接由相关信息计算单元22计算的多个时间连续相关信息片，而生成相关信息片的组合。然后，以预定义的间隔，即，对每预定义数目个帧，下拉检测单元23将相关信息片的组合与存储在存储单元24中的下拉图案信息241进行比较。然后，当匹配出现时，下拉检测单元23确定输入信号已经以与下拉图案模式信息241相关联的下拉模式进行了转换。然后，下拉检测单元23将从存储单元24中读取的表示下拉模式的信息输出至信号恢复单元3b，作为检测结果。 信号恢复单元3b根据由检测单元2b检测到的下拉模式，重新转换输入逐行信号。即，信号恢复单元3b通过执行与检测到的下拉模式相对应的反下拉转换，将输入逐行信号转换为24P影片格式，并且输出转换的信号作为输出信号。 图11是用于解释根据本发明的第三示例性实施例的下拉模式检测原理的图。相关信息计算单元22计算与输入逐行信号，即，60P的反下拉执行信号S3有关的帧间差。在本示例中，例如，检测单元2b计算的帧Fll和帧F12之间的相关信息为"小"，并且帧F12和帧F13之间的相关信息为"小"。 然后，下拉检测单元23沿着时间方向连接帧F11至F16之间的五个相关信息片，并且生成相关信息片的组合，其为"小小大小大"。接下来，下拉检测单元23将所生成的组合"小小大小大"与图12中所示的下拉图案信息241进行比较，并且确定下拉模式是"3:2"。
然后，信号恢复单元3b执行与帧Fll至F15有关的3:2下拉转换的反下拉转换，并且输出由两个帧，即，帧F1A和F1B组成的24P的输出信号S4。 注意的是，视频信号处理装置103可以被构造为使得当通过下拉检测单元23没有检测到下拉模式中的任何一个时，在没有执行任何处理的情况下，通过信号恢复单元3b选择并且输出输入逐行信号。 如上所示，在根据本发明的第三示例性实施例的视频信号处理装置103中，当输入反下拉执行信号S3，即，输入通过外部设备执行下拉转换和反下拉转换，以24P影片格式从原始信号Sl中生成的逐行信号时，精确地检测下拉模式，并且执行与检测到的3:2下拉转换相对应的反转换。如此，能够输出等于原始信号S1的输出信号S4。因此，60P的原始输入能够被恢复为24P，因此能够确保质量。[oogo][第四示例性实施例]
以即使对从601的信号错误地转换的信号进行输入时，仍能够正确地将输入信号重新转换为原始24P的方式，将根据本发明的第三示例性实施例的视频信号处理装置103修改为根据本发明的第四示例性实施例的视频信号处理装置104。在下文中解释用于本发明的第四示例性实施例中的输入信号的假定。 图14示出根据本发明的第四示例性实施例的输入信号的示例。下述解释特别强调了与图10的构造的不同之处。此外，相同的标记被分配给与图10的相类似的组件和构造，并且省略了它们详细的解释。 在图14中，如果在错误地假定信号为视频信号的同时，对与图10的相同的下拉执行信号S2进行插补，则生成60P的视频插补执行信号S5。例如，在其中，某些外部设备没有正确地检测到通过执行3:2下拉转换，下拉执行信号S2已经从原始信号Sl生成，并且从而错误地作为视频信号来执行插补的情况属于此种类。 在这样的情况下，外部设备执行IP转换，并且从帧FA1、FA2、FA3、FB1以及FB2分别生成帧F21、F22、F23、F24以及F25。因此，尽管假定在正常情况下，帧F21、F22、以及F23是包含相同数据的帧，在本示例中它们变成稍微相互不同的帧。此外，对于帧F24和F25也是如此。 然后，如果像这样将视频插补执行信号S5输入到传统的视频信号处理装置中，那么不能够正确地进行转换。因此，输出逐行信号的质量恶化并且图像没有正确地显示在显示装置中。 在下文中，假定输入信号是视频插补执行信号S5来解释本发明的第四示例性实施例。图13是示出根据本发明的第四示例性实施例的视频信号处理装置104的构造的框图。通过使用图13中所示的检测单元2c和信号恢复单元3c分别替换检测单元2b和信号恢复单元3b，将图9的视频信号处理装置103修改为视频信号处理装置104。因此，与图9中的情况一样，在图13中省略了与除了图1中所示的检测单元2和信号恢复单元3之外的构造相对应的构造的说明。注意的是，可以通过其它的构造来替换在图13中省略的部件。
检测单元2c包括帧缓冲器211和212、分离单元251至253、行缓冲器261至266、相关信息计算单元221和222、下拉检测单元23a、以及存储单元24。注意的是，存储单元24本身和被存储在存储单元24中的下拉图案信息241与本发明的第三示例性实施例中的相同，并且因此省略它们的解释。 此外，尽管检测单元2c被构造为用于检测在其中将三个帧定义为一个单位的下拉模式，但是其不限于此构造。即，本发明的第四示例性实施例还应用于其它的构造以检测其中将四个或者多个帧定义为一个单位的下拉模式。 帧缓冲器211和212中的每一个与图9的帧缓冲器21相同，并且缓冲器212接收被存储在缓冲器211中的输入信号。 对每两个或者多个连续的帧，分离单元251至253中的每一个将输入逐行信号分离成由奇数行组成的前场和由偶数行组成的后场。此外，行缓冲器261至266中的每一个存储由分离单元251至253中的相应的一个分离的前场或者后场。在本示例中，分离单元251分离输入信号，并且将分离的前场和后场分别存储在行缓冲器261和行缓冲器262中。此外，分离单元252从缓冲器211中分离信号，并且将分离的前场和后场分别存储在行缓冲器263和行缓冲器264中。此外，分离单元253从缓冲器212中分离信号，并且将分离的前
13场和后场分别存储在行缓冲器265和行缓冲器266中。 对每两个或者多个连续的帧，相关信息计算单元221和222中的每一个交替地提取前场和后场，并且从而在两个或者多个连续的帧之间生成两个组，并且计算各个组的提取场之间的相关信息。 在本示例中，相关信息计算单元221从行缓冲器261、264以及265中提取场，并且将它们定义为组X。然后，相关信息计算单元221计算从行缓冲器261和264提取的前场和后场之间的相关信息。此外，相关信息计算单元221还计算从行缓冲器264和265提取的后场和前场之间的相关信息。 同时，相关信息计算单元222从行缓冲器262、263、以及266提取场，并且将它们定义为组Y。然后，相关信息计算单元222计算从行缓冲器262和263提取的后场和前场之间的相关信息。此外，相关信息计算单元222计算从行缓冲器263和266提取的前场和后场之间的相关信息。 然后，相关信息计算单元221和222将计算的相关信息输出至下拉检测单元23a。
下拉检测单元23a基于沿着时间方向的由相关信息计算单元221和222针对每个组计算的相关信息片的组合，确定输入逐行信号以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转换。例如，以与下拉检测单元23相类似的方式，下拉检测单元23a首先试图检测与组X有关的下拉模式。接下来，以类似的方式，下拉检测单元23a试图检测与组Y有关的下拉模式。然后，如果组X和Y中的一个与下拉模式相匹配，并且组X和Y中的另一个与任何下拉模式不相匹配，那么下拉检测单元23a确定已经以该匹配的下拉模式对输入信号进行了转换。然后，下拉检测单元23a将表示从存储单元24读取的下拉模式的信息和与匹配组的场有关的信息输出至信号恢复单元3c作为检测结果。 可选地，下拉检测单元23a可以将组X和Y的相关信息片的组合相互进行比较，并且选择组中其差更加明显的一个，并且将所选择的组中的相关信息片的组合与下拉图案信息241进行比较。 信息恢复单元3c根据由检测单元2c检测到的下拉模式，对与从下拉检测单元23a获得的场有关的信息执行重新转换。例如，如果组X与下拉检测单元23a中的下拉模式相匹配，那么信息恢复单元3c根据被检测为601的隔行信号的下拉模式，通过反下拉转换生成60P的信号。然后，信息恢复单元3c通过执行与检测到的下拉模式相对应的反下拉转换，将生成的60P的信号转换为24P影片格式，并且输出转换的信号作为输出信号。
图15是用于解释根据本发明的第四示例性实施例的下拉模式检测原理的图。注意的是，在本示例中，假定检测单元2c被构造为用于检测在其中将五个帧定义为一个单位的下拉模式。首先，分离单元251等中的每一个将输入逐行信号，S卩，60P的视频插补执行信号S5分离成前场和后场。这时，例如，分离单元251分离帧F21，并且将前和后场，S卩，帧F21t和F21b分别存储在行缓冲器261和262中。这样，前场分别由从帧F22、……、F25获得的帧F22t、 、F25t组成。此外，后场分别由从帧F22、 、F25获得的帧F22b、 、
F25b组成。 接下来，相关信息计算单元221提取与属于组X的场有关的信息片，并且将它们定义为场信息组Gx。在本示例中，帧F21t、F22b、F23t、F24b、以及F25t属于场信息组Gx。接下来，相关信息计算单元221计算来自于场信息组Gx的相关信息。类似地，相关信息计算
14单元222提取与属于组Y的场有关的信息片，并且将它们定义为场信息组Gy。在本示例中，场信息组Gy是由帧F21b、F22t、F23b、F24t、以及F25b组成。此外，相关信息计算单元222计算来自于场信息组Gy的相关信息。 然后，下拉检测单元23a生成相关信息片的组合，并且试图检测用于场信息组Gx和Gy中的每一个的下拉模式。在本示例中，假设场信息组Gx与3:2下拉模式相对应，并且场信息组Gy没有对应于下拉检测单元23a中的任何下拉模式。因此，下拉检测单元23a确定下拉模式是"3:2"。 然后，信号恢复单元3c假定场信息组Gx为601，并且通过3:2下拉转换的反下拉转换生成60P的IP转换执行信号S6。这时，IP转换执行信号S6是由帧F31至F35组成。接下来，信号恢复单元3c输出由两个帧，即，与帧F31至F35有关的帧F3A和F3B组成的输出信号S7。 如上所述，根据本发明的第四示例性实施例的视频信号处理装置104能够将已经从601错误地转换的输入信号正确地重新转换为原始24P。因此，显示装置能够显示高质量视频图片。[其它的示例性实施例] 此外，本发明不限于上述示例性实施例，但是不言而喻的是，在没有脱离本发明的上述精神和范围的前提下能够进行各种修改。 虽然已经按照若干示例性实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，本发明可以在所附权利要求的精神和范围内对其进行各种修改，并且本发明并不限于上述的示例。 此外，权利要求的范围不受到上述的示例性实施例的限制。 此外，应当注意的是，申请人意在涵盖所有权利要求要素的等同形式，即使在后期的审查过程中对权利要求进行的修改亦是如此。
权利要求
一种视频信号处理装置，包括检测单元，所述检测单元检测输入逐行信号的转换历史；以及信号恢复单元，所述信号恢复单元根据由所述检测单元检测到的检测结果重新转换所述逐行信号，其中，所述信号恢复单元包括转换单元，所述转换单元重新转换所述输入逐行信号；以及选择器，所述选择器根据所述检测单元的检测结果，选择和输出由所述转换单元重新转换的逐行信号或所述输入逐行信号。
2. 根据权利要求l所述的视频信号处理装置，其中所述检测单元检测所述输入逐行信号是否从隔行信号转换而来；并且 当所述输入逐行信号是从所述隔行信号转换而来时，所述信号恢复单元将所述输入逐 行信号转换为隔行信号，并且将所述转换的隔行信号重新转换为逐行信号。
3. 根据权利要求l所述的视频信号处理装置，其中所述检测单元将与基于所述转换历史的所述输入逐行信号的转换有关的第一置信系 数输出到所述选择器，所述转换单元将与所述重新转换的逐行信号的转换有关的第二置信系数输出到所述 选择器；并且所述选择器基于所述第一和第二置信系数，将所述输入逐行信号和所述重新转换的逐 行信号进行组合，并且输出组合的信号。
4. 根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其中，当所述输入逐行信号是通过执行 低精确度的转换而从隔行信号生成时，所述检测单元确定所述输入逐行信号是从隔行信号 转换而来。
5. 根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其中，所述转换单元通过高端的运动自 适应型或者运动补偿型重新转换所述输入逐行信号。
6. 根据权利要求l所述的视频信号处理装置，其中所述检测单元基于所述输入逐行信号中的邻接帧之间的相关信息，检测所述输入逐行 信号以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转换，并且所述信号恢复单元根据由所述检测单元检测到的下拉模式，重新转换所述输入逐行信号。
7. 根据权利要求6所述的视频信号处理装置，其中，所述检测单元包括 相关信息计算单元，所述相关信息计算单元计算所述输入逐行信号中的帧和与该帧相邻的另一个帧之间的相关信息；以及下拉检测单元，所述下拉检测单元基于沿着时间方向的由所述相关信息计算单元计 算的相关信息片的组合，检测所述输入逐行信号以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转 换。
8. 根据权利要求7所述的视频信号处理装置，进一步包括存储单元，所述存储单元以 预定义的下拉模式和下拉图案信息相互关联的方式来存储所述预定义的下拉模式和所述 下拉图案信息，所述下拉图案信息是表示沿着时间方向的帧间相关信息片的组合的信息；其中，所述下拉检测单元通过将由所述相关信息计算单元计算的多个时间连续的相关信息片进行连接来生成相关信息片的组合，对每预定义数目个帧，将相关信息片的组合与 被存储在所述存储单元中的下拉图案信息进行比较，并且当匹配出现时，检测到所述输入 信号已经以与该下拉图案信息相关联的下拉模式被转换。
9. 根据权利要求6所述的视频信号处理装置，其中，所述检测单元包括 分离单元，对每两个或者多个连续的帧，所述分离单元将所述输入逐行信号分离成由奇数行组成的前场和由偶数行组成的后场，相关信息计算单元，所述相关信息计算单元对每两个或者多个连续的帧，交替地提取 所述前场和所述后场，并且从而在所述两个或者多个连续帧之间生成两个组，并且针对这 些组中的每个组计算提取场之间的相关信息，以及下拉检测单元，所述下拉检测单元基于沿着时间方向的由所述相关信息计算单元针对 所述组中的每个组计算的相关信息片的组合，检测所述输入逐行信号以预定义的下拉模式 中的哪一个模式被转换。
10. 根据权利要求9所述的视频信号处理装置，其中，如果由所述相关信息计算单元生 成的所述两个组中的一个组与所述下拉模式中的一个相匹配，并且所述组中的另一个组与 所述下拉模式中的任何一个不相匹配，那么所述下拉检测单元检测到所述输入逐行信号已 经以与所述组中的该一个组相匹配的下拉模式被转换。
11. 根据权利要求9所述的视频信号处理装置，其中，所述下拉检测单元比较由所述相 关信息计算单元生成的所述两个组中的每个组的沿着时间方向的相关信息片的组合，选择 所述组中差更加明显的一个组，并且根据所选择的组中的相关信息片的组合，检测所述输 入逐行信号已经以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转换。
12. —种视频信号处理方法，包括 检测输入逐行信号的转换历史；根据检测转换历史的检测结果，重新转换所述输入逐行信号；以及 根据所述检测结果，选择并且输出对所述输入逐行信号进行了重新转换的重新转换的 逐行信号或者所述输入逐行信号。
13. 根据权利要求12所述的视频信号处理方法，其中 检测所述输入逐行信号是否从隔行信号转换而来，并且当所述输入逐行信号是从所述隔行信号转换而来时，将所述输入逐行信号转换为隔行 信号，并且将转换的隔行信号重新转换为逐行信号。
14. 根据权利要求12所述的视频信号处理方法，进一步包括 输出与基于所述转换历史的所述输入逐行信号的转换有关的第一置信系数； 输出与所述重新转换的逐行信号的转换有关的第二置信系数；以及 基于所述第一和第二置信系数，将所述输入逐行信号和所述重新转换的逐行信号进行组合，并且输出组合的信号。
15. 根据权利要求13所述的视频信号处理装置，其中，当所述输入逐行信号是通过执 行低精确度的转换而从隔行信号生成时，确定所述输入逐行信号从隔行信号转换而来。
16. 根据权利要求12所述的视频信号处理方法，其中基于所述输入逐行信号中的邻接帧之间的相关信息，检测所述输入逐行信号以预定义 的下拉模式中的哪一个模式被转换，以及根据所检测到的下拉模式，重新转换所述输入逐行信号。
17. 根据权利要求16所述的视频信号处理方法，其中计算在所述输入逐行信号中的帧和与该帧相邻的另一个帧之间的相关信息；以及 基于沿着时间方向的计算的相关信息片的组合，检测所述输入逐行信号以预定义的下 拉模式中的哪一个模式被转换。
18. 根据权利要求16所述的视频信号处理方法，其中对每两个或者多个连续的帧，将所述输入逐行信号分离成由奇数行组成的前场和由偶 数行组成的后场，对每两个或者多个连续的帧，交替地提取所述前场和所述后场，并且从而在所述两个 或者多个连续帧之间生成两个组，并且针对这些组中的每个组计算提取场之间的相关信 息，以及基于沿着时间方向的、所述组中每个组的计算的相关信息片的组合，检测所述输入逐 行信号以预定义的下拉模式中的哪一个模式被转换。
19. 根据权利要求18所述的视频信号处理方法，其中，如果所述两个生成的组中的一个组与所述下拉模式中的一个相匹配，并且所述组中的另一个组与所述下拉模式中的任何 一个不相匹配，那么检测到所述输入逐行信号已经以与所述组中的该一个组相匹配的下拉 模式被转换。
20. 根据权利要求18所述的视频信号处理方法，其中，比较所述两个生成的组中每个 组的沿着时间方向的相关信息片的组合，选择所述组中差更加明显的一个组，并且根据所 选择的组中的相关信息片的组合，检测所述输入逐行信号已经以预定义的下拉模式中的哪 一个模式被转换。
全文摘要
本发明提供了一种视频信号处理装置和视频信号处理方法，其对在经历各种转换处理之后输入的逐行信号，能够将输出逐行信号的质量保持在固定的水平上。根据本发明的示例性方面的视频信号处理装置包括检测单元，该检测单元检测输入逐行信号的转换历史；和信号恢复单元，该信号恢复单元根据由检测单元检测到的检测结果重新转换逐行信号。信号恢复单元包括转换单元，该转换单元重新转换输入逐行信号；和选择器，该选择器根据检测单元的检测结果，选择和输出由转换单元重新转换的逐行信号和输入逐行信号。
文档编号H04N5/44GK101742206SQ20091022283
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者邵明 申请人:恩益禧电子股份有限公司