專利名稱：無縫切換自動(dòng)影象掃描格式轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字影象信號處理領(lǐng)域，具體說，本發(fā)明涉及高清晰度影象信號處理中適用的行掃描轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，例如打算在美國使用的高清晰度電視系統(tǒng)。
目前在視頻信號處理領(lǐng)域的發(fā)展已導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)字式高清晰度電視(HDTV)信號處理和發(fā)送系統(tǒng)。作為大聯(lián)盟(Grand Alliance)HDTV系統(tǒng)在美國目前提出的一個(gè)HDTV地面廣播系統(tǒng)采用了殘留邊帶(VSB)發(fā)送格式以便傳送一個(gè)數(shù)據(jù)包化的數(shù)據(jù)流。大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)是一個(gè)建議的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是由美國的聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)通過其高級電視服務(wù)局顧問委員會(huì)(ACATS)研究后提出的。在1994年國際廣播協(xié)會(huì)會(huì)刊的第48屆廣播工程年會(huì)會(huì)刊(1994年3月20-24日)上可以找到1994年2月22日提交給ACATS技術(shù)小組的關(guān)于大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)的說明(草案)。
大聯(lián)盟HDTV系統(tǒng)以兩種光柵行掃描格式提供影象信息。一種格式是帶有30Hz幀速率的21隔行掃描格式。另一種是帶有60Hz幀速率的11非隔行掃描或順序(行順次)格式。隔行影象顯示具有以下特點(diǎn)2200象素×1125影象行(總數(shù))1920象素×1080影象行(活動(dòng)數(shù))。順序影象顯示具有以下特點(diǎn)1600象素×787.5影象行(總數(shù))1280象素×720影象行(活動(dòng)數(shù))。要傳送給電視接收機(jī)的源材料可具有其中任一格式。例如，來自一個(gè)源的廣播電視節(jié)目可以處于順序形式，而來自其他一些源的另一或多個(gè)廣告節(jié)目或其他插入材料可以處于隔行形式。
按照本發(fā)明的原理，已認(rèn)識到，在發(fā)送機(jī)這一方須要設(shè)置一個(gè)適宜的掃描格式轉(zhuǎn)換器，以起到對于編碼和經(jīng)輸出通道傳送所需格式方面的作用。同樣，在接收機(jī)一方，也認(rèn)識到，須要將所接收的掃描格式自動(dòng)轉(zhuǎn)換成所需要的格式，以通過一個(gè)相關(guān)的顯示裝置進(jìn)行顯示。在這種情況下，例如，如果必須與一個(gè)順序掃描顯示裝置配合，則所接收的隔行信號將會(huì)自動(dòng)地轉(zhuǎn)換成順序形式，而所接收的順序信號將不經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換而通到顯示裝置上。
按照本發(fā)明的特點(diǎn)，自動(dòng)掃描轉(zhuǎn)換是以無接縫方式完成的，使得例如在順序的主要節(jié)目材料與隔行的廣告材料之間的轉(zhuǎn)換或反向轉(zhuǎn)換能在不產(chǎn)生假象情況下完成，使觀眾基本上感覺不到。
附圖中

圖1是發(fā)送機(jī)和接收機(jī)電視系統(tǒng)的方框圖，其中可采用本發(fā)明。
圖2是按照本發(fā)明原理的掃描格式轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的詳圖。
圖3A和3B是有助于理解圖2所示系統(tǒng)工作的信號波形圖。
圖4是圖2所示系統(tǒng)一部分的放大圖。
圖1中，廣播電視編碼器/發(fā)送機(jī)中的隔行視頻信號“I”的信號源10和順序視頻信號P的信號源12提供輸出視頻信號，分別輸入到按照本發(fā)明原理工作的一個(gè)自動(dòng)掃描格式轉(zhuǎn)換器14的輸入端上。后文中將參照圖2詳述掃描轉(zhuǎn)換器14。在此例中，該電視系統(tǒng)如前所述是由美國“大聯(lián)盟”所提出的那種HDTV系統(tǒng)。
視頻源10和12以手動(dòng)方式同步(“同步鎖相”)。在這個(gè)例子中，信號源中只有一個(gè)在時(shí)間上是活動(dòng)的，盡管在有些系統(tǒng)中兩個(gè)源都可以在時(shí)間上是活動(dòng)的。在只有一個(gè)信號源在時(shí)間上是活動(dòng)的情況下，轉(zhuǎn)換器自動(dòng)選擇具有活動(dòng)視頻信號的輸入端口。如果活動(dòng)視頻信號的掃描格式與發(fā)送視頻信號所需的格式相同，則輸入視頻信號的掃描格式不被轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換。如果輸入格式不同，則轉(zhuǎn)換器14自動(dòng)使輸入視頻信號的格式轉(zhuǎn)換，使其與所需的輸出信號格式協(xié)調(diào)。
眾所周知，從掃描轉(zhuǎn)換器14輸出的信號在加到傳輸處理器18之前是經(jīng)MPEG編碼器16壓縮的數(shù)據(jù)。由編碼器16出來的處理器18的格式壓縮數(shù)據(jù)變?yōu)閿?shù)據(jù)包，使這些數(shù)據(jù)包帶上標(biāo)題信息，以標(biāo)示出各信息包的內(nèi)容，并加上例如同步和其他信息。從傳輸處理器18出來的數(shù)據(jù)包由發(fā)送處理器20處理，以便經(jīng)發(fā)送通道25發(fā)送。處理器20包括數(shù)據(jù)格式化、糾錯(cuò)編碼、緩沖、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和RF(射頻)模式化網(wǎng)絡(luò)等部分，以便調(diào)整視頻信號從而經(jīng)通道25發(fā)送。
在接收機(jī)/解碼器一方，來自通道25的信號首先由一個(gè)單元30進(jìn)行處理，該單元例如可以包括RF調(diào)諧和濾波網(wǎng)絡(luò)、IF(中頻)網(wǎng)絡(luò)、解調(diào)和糾錯(cuò)處理網(wǎng)絡(luò)、以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等。從單元30出來的信號由單元32進(jìn)行處理，以完成與在發(fā)送機(jī)中單元18的工作相反的處理工作。特別是，由單元32來鑒別標(biāo)題信息，以識別組成數(shù)據(jù)包的各分量，并分離這些分量(例如視頻、聲頻和同步信息)，以供各電路分別處理。從解碼器32輸出的各數(shù)據(jù)分量按周知的方法由MPEG解碼器34進(jìn)行解壓縮。
MPEG解碼器34包括一個(gè)隔行視頻信號輸出端口，其上將出現(xiàn)所發(fā)送的1080行隔行視頻信號；還包括一個(gè)順序視頻信號輸出端口，其上將出現(xiàn)所發(fā)送的720行順序視頻信號。MPEG解碼器34還包括一個(gè)器件，用于從所接收的數(shù)據(jù)流中獲取編碼的信息，以指示所接收的視頻信號呈現(xiàn)隔行形式還是順序形式。電視接收機(jī)包括一個(gè)相關(guān)的顯示裝置，該顯示裝置可以是隔行掃描型式的，也可以是順序掃描型式的。這兩種可能性在圖上以隔行顯示裝置38和順序顯示裝置39表示。實(shí)際的接收機(jī)只有其中之一而不是兩個(gè)這種顯示裝置。
接收機(jī)的顯示裝置從格式轉(zhuǎn)換器36接收要顯示的信號(經(jīng)過適當(dāng)?shù)男盘栒{(diào)整和顯示驅(qū)動(dòng)電路處理之后。為簡化起見，圖中未示出這些電路)。由于在本例中假設(shè)了相關(guān)的顯示器只能以一種掃描格式來顯示視頻信息，所以格式轉(zhuǎn)換器36要以指示相關(guān)顯示器類型的(即隔行的或順序的)信息來編程(例如由接收機(jī)制造者或者經(jīng)過一個(gè)局部產(chǎn)生的控制信號來編程)。因此，無論兩種視頻信號格式中哪一種被接收和解碼，格式轉(zhuǎn)換器36都能設(shè)置成自動(dòng)提供一輸出信號，其格式是與顯示裝置協(xié)調(diào)的。如果顯示裝置是一個(gè)如單元38那樣的隔行掃描裝置，則轉(zhuǎn)換器36將使來自單元34的所接收的隔行視頻信號旁通到轉(zhuǎn)換器36的輸出端，不改變其掃描格式。如果所接收的視頻信號是順序的，則轉(zhuǎn)換器36通過感測MPEG解碼器34的順序輸出端口是活動(dòng)的而自動(dòng)感測此信號，從而將其轉(zhuǎn)換成隔行形式，并在隔行信號輸出端提供這種信號。于是，不管發(fā)送的視頻信號其掃描格式如何，提供給一個(gè)隔行顯示器的總是隔行視頻信號。對于帶有相關(guān)的順序顯示器如裝置39的接收機(jī)，也可作類似的說明。
圖2是掃描格式轉(zhuǎn)換器，例如圖1中的單元14和36的更詳細(xì)的圖。為了討論方面起見，假定圖2中的轉(zhuǎn)換器是相應(yīng)于圖1接收機(jī)中的單元36的轉(zhuǎn)換器。輸入網(wǎng)絡(luò)42和輸入網(wǎng)絡(luò)44分別接收來自MPEG解碼器34的數(shù)字隔行輸出信號(I)和數(shù)字順序輸出信號(P)。兩輸入網(wǎng)絡(luò)各包括用于分離視頻分量和同步分量的電路。同步分量包括水平同步分量(H)、垂直同步分量(V)、幀基準(zhǔn)脈沖(FRP)和象素時(shí)鐘信號CLK。象素時(shí)鐘信號的頻率是從象素總數(shù)、行總數(shù)、和每秒場數(shù)的乘積中獲得的。幀基準(zhǔn)脈沖FRP是由MPEG解碼器34產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)信號。它出現(xiàn)在垂直消隱間隔中的規(guī)定部分，并提供了一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，從該點(diǎn)起隨后的電路對隔行場或順序幀的第一個(gè)象素開始計(jì)時(shí)。
轉(zhuǎn)換器36還包括一個(gè)模擬量輸入端，用以接收模擬量R、G、B(或Y、U、V)色視頻分量和相關(guān)的水平和垂直同步分量H、V。這些分量可由例如磁帶錄象機(jī)(VCR)或攝象機(jī)產(chǎn)生，并由一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器48轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。單元42、44和48的視頻輸出加到一個(gè)輸入多路轉(zhuǎn)換器(MUX)46的各自的信號輸入端上。
一個(gè)同步和模式控制單元70對隔行源信號和順序源信號兩者的數(shù)字同步分量H和V、幀基準(zhǔn)脈沖FRP、和時(shí)鐘信號CLK作出響應(yīng)，同時(shí)也對模擬信號源由轉(zhuǎn)換器48轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式后的H和V同步分量(H、V RGB)作出響應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)70的一個(gè)控制輸入端接收“輸出格式控制”信號，以便確定格式轉(zhuǎn)換器的工作特性，使之對輸出視頻信號起到需要隔行掃描格式還是順序掃描格式的作用。這一信號可由一個(gè)本地切換調(diào)整器件產(chǎn)生，并確定輸出視頻信號是隔行的還是順序的。這種決定可以由發(fā)送機(jī)一方的廣播工作者作出，也可以由接收機(jī)制造者作出。由網(wǎng)絡(luò)70產(chǎn)生的輸出信號包括供隔行信號用的幀基準(zhǔn)脈沖FRP(I)、供順序信號用的幀基準(zhǔn)脈沖FRP(P)、圖象元(象素)時(shí)鐘信號fs、半速率象素時(shí)鐘信號1/2fs、和一個(gè)控制信號。所述控制信號加到輸出多路轉(zhuǎn)換器60上，以便將隔行視頻信號或順序視頻信號傳遞到一個(gè)輸出端上，這將在以后說明。網(wǎng)絡(luò)70可以包括一個(gè)由FRP信號進(jìn)行幀和場鎖相的鎖相環(huán)(PLL)網(wǎng)絡(luò)。
用于隔行視頻信號的象素時(shí)鐘信號fs是一個(gè)74.25MHz的信號(2200象素×1125總行數(shù)×30Hz場速率)。用于順序視頻信號的象素時(shí)鐘信號fs是一個(gè)75.6MHz的信號(1600象素×787.5總行數(shù)×60Hz幀速率)。這些象素時(shí)鐘頻率與常規(guī)的55/56分配比相關(guān)(例如，75.6×55/56＝74.25)，因此很容易再現(xiàn)。視頻信息以全象素速率fs經(jīng)模/數(shù)單元48傳遞給轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，并經(jīng)數(shù)/模單元62從轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中傳出。在格式轉(zhuǎn)換器內(nèi)的分系統(tǒng)則按照1/2fs時(shí)鐘信號工作。
由順序格式向隔行格式的轉(zhuǎn)換(720行轉(zhuǎn)為540行)是在P-I轉(zhuǎn)換路徑中完成的，該路徑包括輸入多路轉(zhuǎn)換器46、水平和垂直預(yù)濾波器54(執(zhí)行43的十去一法(decimation))、輸出多路轉(zhuǎn)換器60和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62。由隔行格式向順序格式的轉(zhuǎn)換是在I-P轉(zhuǎn)換路徑中完成的，該路徑包括多路轉(zhuǎn)換器46、行倍增解隔行器50、水平和垂直端濾波器網(wǎng)絡(luò)52(執(zhí)行32的十去一法)、輸出多路轉(zhuǎn)換器60和轉(zhuǎn)換器62。執(zhí)行內(nèi)插和十去一的方法是眾所周知的。在輸出端輸入信號的掃描格式保持不變的旁通模式中，視頻信號經(jīng)旁路傳遞，該旁路包括輸入多路轉(zhuǎn)換器46、輸出多路轉(zhuǎn)換器60和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62。
在輸出端，幀基準(zhǔn)脈沖FRP和視頻信息通過轉(zhuǎn)換器62分別轉(zhuǎn)換成模擬同步分量H、V和模擬色視頻分量R、G和B。然后按眾所周知的方式將這些分量傳遞給同步和視頻信號處理電路以及顯示驅(qū)動(dòng)電路。輸出端口64只用在發(fā)送機(jī)/編碼器一方的格式編碼器中，例如圖1的單元14中，以便將數(shù)字信息傳遞給MPEG編碼器16。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62包括帶計(jì)數(shù)器的一個(gè)“可編程邏輯網(wǎng)絡(luò)”(如已知的)，以產(chǎn)生輸出的H和V同步分量。為此，將FRP加到計(jì)數(shù)器的復(fù)位輸入端，并且中編程邏輯網(wǎng)絡(luò)根據(jù)時(shí)鐘信號fs和一輸出格式選擇信號(從控制信號中提取)而工作，以便在轉(zhuǎn)換成模擬形式之后產(chǎn)生H和V輸出同步分量。
在經(jīng)I-P轉(zhuǎn)換路徑由隔行向順序視頻轉(zhuǎn)換情況下，輸入多路轉(zhuǎn)換器46接收數(shù)字視頻信號，例如來自單元42或48的具有象素時(shí)鐘速率的信號。然后多路轉(zhuǎn)換器46以一半輸入數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生一輸出信號。特別是，在一時(shí)間序列A、B、C、D、……中到達(dá)的象素?cái)?shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成具有兩平行象素的數(shù)據(jù)流，例如A、B然后是C、D等等。該數(shù)據(jù)流加到解隔行單元50的一個(gè)輸入端，解隔行單元50同時(shí)也接收來自單元46的一個(gè)FRP同步分量。解隔行單元50按周知方式通過儲(chǔ)存奇數(shù)場行1、3、5、……和偶數(shù)場行2、4、6、……來工作。在每一場中建立一些附加行來產(chǎn)生一視頻幀，使來自單元50的輸出信號表現(xiàn)為由行1、2、3、4、5、6、……組成的順序視頻幀，等等。這種解隔行操作，如眾所周知的，可能象重復(fù)各行那樣簡單，或者相當(dāng)精細(xì)復(fù)雜，要對R、G、B每一個(gè)彩色信號分量在各場中的運(yùn)動(dòng)作出估計(jì)，并且利用所獲得的調(diào)節(jié)各方向上系數(shù)的運(yùn)動(dòng)向量，以產(chǎn)生附加的象素。在后一種情況下，單元50從三個(gè)RGB彩色分量中找出最大的運(yùn)動(dòng)向量。各插值網(wǎng)絡(luò)利用這一向量產(chǎn)生供所獲得的行用的新的象素值。于是，單元50產(chǎn)生一輸出信號，具有多達(dá)輸入信號的雙倍行，即從每場540行中獲得1080行。
水平和垂直端濾波器52提供一輸出視頻信號，將來自單元50的信號以32的十去一法在水平方向從1920個(gè)輸入象素中產(chǎn)生1280個(gè)輸出象素。在垂直方向，濾波器52對單元50的輸出信號執(zhí)行32的十去一法，從1080輸入行產(chǎn)生720輸出行。該順序信號經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器60和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62通到隨后的信號處理和顯示電路。
在經(jīng)P-I轉(zhuǎn)換路徑進(jìn)行順序至隔行的轉(zhuǎn)換時(shí)，來自多路轉(zhuǎn)換器46的輸出信號和FRP分量加到水平和垂直預(yù)濾波器54上。濾波器54產(chǎn)生水平方向上的23隔行視頻信號，即從1280個(gè)輸入象素產(chǎn)生出1920個(gè)輸出象素。在垂直方向，濾波器54執(zhí)行23的十去一法以提供一視頻信號，從720輸入行產(chǎn)生1080輸出行。由單元54輸出的隔行輸出信號經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器60和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62通到隨后的信號處理和顯示電路中。無論在P-I還是I-P路徑的處理過程中，單元52和54輸出端上的FRP定時(shí)信號均保持固定不變。
無論輸入信號格式怎樣，格式轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)均以選擇的格式連續(xù)輸同視頻信息。輸出多路轉(zhuǎn)換器60包括在旁路中的一個(gè)幀存儲(chǔ)(延遲)網(wǎng)絡(luò)，以補(bǔ)償與P-I轉(zhuǎn)換路徑和I-P轉(zhuǎn)換路徑有關(guān)的信號處理的延遲。這種幀延遲也有利于在不同格式的視頻信號之間的無縫切換。切換是發(fā)生在幀的邊界上的。幀延遲使得輸入視頻信號能在兩種格式之間隨意切換，還能以連續(xù)流而不漏掉任何幀地提供所需格式的輸出信號，如果格式轉(zhuǎn)換器安排成提供順序掃描輸出，則輸入信號格式能在順序與隔行格式之間改變，而不會(huì)破壞格式轉(zhuǎn)換器輸出信號中的信號數(shù)據(jù)流或丟失視頻信息。這一特點(diǎn)使得，例如，當(dāng)電視主要節(jié)目內(nèi)容處于隔行掃描格式時(shí)，電視廣告將處于順序掃描格式。當(dāng)視頻信息的兩種形式利用格式轉(zhuǎn)換器的無縫切換特點(diǎn)而合并成一種相同的掃描格式時(shí)，兩種形式的視頻信息均能適時(shí)地以視頻信息的一種連續(xù)流而發(fā)送和接收。下文將結(jié)合圖3和圖4對這一特點(diǎn)再加以說明。
以下考慮輸出視頻信號格式選擇為隔行而輸入視頻信號開始呈現(xiàn)為順序格式時(shí)的情況。于是開始時(shí)格式轉(zhuǎn)換器將進(jìn)入的順序格式轉(zhuǎn)換成所需的輸出隔行格式。圖2中的預(yù)濾波器54呈現(xiàn)出稍多于一幀時(shí)間的處理延遲，以便于從順序格式轉(zhuǎn)換到隔行格式。這種延遲的多少不是決定性的，但應(yīng)當(dāng)是已知的固定的延遲。假定傳遞到輸出多路轉(zhuǎn)換器60的是已轉(zhuǎn)換的隔行信號，則將輸入信號的格式由順序變成隔行格式(這是所需的輸出格式)。這種改變由模式控制網(wǎng)絡(luò)70檢測。這可以通過感測來自前面的電路例如圖2中的解碼器34或通過檢測模擬信號端口(例如在圖2的格式轉(zhuǎn)換器14的情況下)處的狀況來完成。由網(wǎng)絡(luò)70向輸出多路轉(zhuǎn)換器60提供的控制信號指示出這種格式改變已經(jīng)出現(xiàn)，使輸出多路轉(zhuǎn)換器60開始儲(chǔ)存新的隔行輸入視頻信號，該信號從輸入多路轉(zhuǎn)換器46的輸出端經(jīng)旁路直接傳遞到輸出多路轉(zhuǎn)換器60。多路轉(zhuǎn)換器60在一個(gè)幀緩沖器的存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存此隔行信號。幀緩沖器的延遲作用使輸出多路轉(zhuǎn)換器60將處理過的順序視頻信號作為一個(gè)整體從濾波器54伴隨著來自幀緩沖器的旁通隔行視頻信號通往輸出數(shù)/模轉(zhuǎn)換器單元62以供顯示。
上述的無縫切換過程可以通過圖3A的涉及提供一個(gè)隔行視頻輸出信號情況的波形加以說明。波形A示出活動(dòng)視頻行掃描間隔時(shí)間之前的垂直消隱期間幀基準(zhǔn)脈沖FRP的位置。在本例中，各FRP之間的間隔為一個(gè)影象幀。在波形B中，P入-0和P入-1代表輸入順序視頻幀。這些幀在預(yù)濾波器54(圖2)的作為波形C數(shù)據(jù)的HV預(yù)濾波0和HV預(yù)濾波1的輸出端處出現(xiàn)延遲。轉(zhuǎn)換成隔行格式后，這些幀分別作為輸出隔行視頻信號i出-0和i出-1出現(xiàn)，如波形E所示。在這個(gè)例子中，輸出視頻信息i出-0相應(yīng)于輸入幀P入-0。輸出視頻信息i出-1相應(yīng)于輸入順序視頻P入-1，并且是在輸入信號變成隔行格式之前出現(xiàn)的最后的順序至隔行轉(zhuǎn)換的幀。在圖3A的(1)處，輸出多路轉(zhuǎn)換器60使HV預(yù)濾波的數(shù)據(jù)延遲幾行，這將在后面結(jié)合圖4說明。在圖3A的(2)處，該輸出多路轉(zhuǎn)換器使旁路中的視頻信息延遲兩幀，這也將在后面結(jié)合圖4說明。
輸入視頻信號在時(shí)刻T0時(shí)變?yōu)楦粜懈袷?。這些新的隔行幀在波形D中標(biāo)為i入-0和i入-1。隔行視頻信號如以前所提示的受到與輸出多路轉(zhuǎn)換器60有關(guān)的兩幀延遲，各成為如波形E中所示的i出-2。于是，旁路的隔行視頻信號在時(shí)刻T1前面出現(xiàn)在輸出端上。在波形E上示出的隔行視頻輸出中，正好出現(xiàn)在幀邊界上時(shí)刻T1后的隔行數(shù)據(jù)i出 -2是來自新的隔行輸入視頻信號的第一個(gè)輸出數(shù)據(jù)。從時(shí)刻T1向前，即從下一影象幀的第一行起，各視頻行連續(xù)無縫且不受破壞。在所需的隔行輸出信號(波形E)中，當(dāng)視頻輸入從順序變?yōu)楦粜懈袷綍r(shí)，從數(shù)據(jù)i出-0到數(shù)據(jù)i出-2等無縫地產(chǎn)生隔行格式。從順序格式(波形B)到隔行格式(波形D)的切換不會(huì)產(chǎn)生可見的假象，觀眾不會(huì)注視到。格式的過渡，在出現(xiàn)FRP之后有一預(yù)定的時(shí)間固定量(延遲)，這有助于無縫過渡，避免了顯示影象時(shí)的不連續(xù)現(xiàn)象。
圖3B示出在提供順序視頻輸出信號格式情況下的無縫切換過程。這是以類似于對隔行輸出信號的格式結(jié)合圖3A所說明的方式完成的。在圖3B的情況下，包括涉及到圖2中解隔行器50輸出的波形C和涉及到圖2系統(tǒng)中I-P路徑上HV端濾波器52輸出的波形D。圖3B中的波形D類似于圖3A中的波形C。
圖3A情況下的幾行延遲在圖3B中是以(1)表示的，而(2)表示出來自旁路的順序視頻信號由輸出多路轉(zhuǎn)換器60延遲了兩個(gè)幀。同樣，轉(zhuǎn)換的順序數(shù)據(jù)出現(xiàn)在時(shí)間間隔T0-T1期間，而新的順序數(shù)據(jù)則人時(shí)刻T1開始。
圖4示出輸出多路轉(zhuǎn)換器60的細(xì)節(jié)。多路轉(zhuǎn)換器80從第一先進(jìn)先出(FIFO)緩沖器82接收一隔行視頻輸入信號，從第二FIFO緩沖器86接收一順序視頻輸入信號，從幀緩沖器84接收隔行或順序視頻信號。在P-I轉(zhuǎn)換路徑中，從預(yù)濾波器54(圖2)將隔行視頻信號提供給緩沖器82；從輸入多路轉(zhuǎn)換器46(圖2)將輸入視頻信號直接提供給幀緩沖器84；而在I-P轉(zhuǎn)換路徑中，從端濾波器52(圖2)將順序視頻輸入信號提供給緩沖器86。緩沖器82和86的尺度不是主要的，例如可以為幾個(gè)視頻行。與三個(gè)不同的輸入源有關(guān)，可用緩沖器82和86來進(jìn)行補(bǔ)償，以便有不同的信號延遲。
幀緩沖器84直接從圖2中的輸入多路轉(zhuǎn)換器60接收數(shù)據(jù)。在本例中，緩沖器84呈現(xiàn)有兩個(gè)幀的延遲。但是，按照另外一些系統(tǒng)的需要，也可以用一個(gè)幀的延遲。來自多路轉(zhuǎn)換器80的輸出信號經(jīng)鎖存器90傳遞到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62(圖2)。
實(shí)際中，圖2中的輸出多路轉(zhuǎn)換器60接收三個(gè)幀基準(zhǔn)脈沖(FRP)，其中兩個(gè)分別來自濾波器52和54，另一個(gè)來自輸入多路轉(zhuǎn)換器46。這些脈沖可以彼此錯(cuò)開幾個(gè)影象行。三個(gè)源中的時(shí)鐘-數(shù)據(jù)定時(shí)也可以錯(cuò)開。因此，F(xiàn)IFO緩沖器在涉及圖4中多路轉(zhuǎn)換器80的無縫切換操作之前可用來“清除”任何延遲和時(shí)間錯(cuò)位。為此，緩沖器82和84呈現(xiàn)為有幾個(gè)影象行的較小延遲，將處理的數(shù)據(jù)放在靠近幀邊界的位置，以有利于無縫切換。
通過讀、寫緩沖器82、84和86的時(shí)鐘和參照FRP脈沖，有利于用多路轉(zhuǎn)換器80進(jìn)行的無縫格式切換。例如，當(dāng)掃描轉(zhuǎn)換器處于順序至隔行轉(zhuǎn)換模式時(shí)，供前面緩沖器82用的數(shù)據(jù)寫入時(shí)鐘(FIFO 1WR CLK)是與供濾波器54用的1/2fs時(shí)鐘相合的。供幀緩沖器84用的寫入時(shí)鐘(FB WR CLK)是與供輸入多路轉(zhuǎn)換器46用的1/2fs時(shí)鐘相合的。供緩沖器82和84用的數(shù)據(jù)讀出時(shí)鐘是相同的(RD CLK)。由輸出多路轉(zhuǎn)換器輸出的FRP脈沖參照了由輸入多路轉(zhuǎn)換器輸出的FRP脈沖。緩沖器82和幀緩沖器84的輸出數(shù)據(jù)均以同一時(shí)鐘沿為基準(zhǔn)。類似的情況亦適用于當(dāng)轉(zhuǎn)換器處于隔行至順序轉(zhuǎn)換模式時(shí)的緩沖器84和86。
單元95包括一個(gè)狀態(tài)機(jī)(例如一種已編程的微處理器)，而一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)依據(jù)隔行和順序幀基準(zhǔn)脈沖T、P FRP、隔行和順序象素時(shí)鐘I、P1/2fs、以及來自圖2中控制網(wǎng)絡(luò)70的控制信號，產(chǎn)生讀出時(shí)鐘(RD CLK)和寫入時(shí)鐘信號(分別為FIFO 1 WR CLK、FIFO 2 WRCLK、和FB WR CLK)，以供緩沖器82、86和84之用。單元95還輸出一個(gè)多路選擇(MUXSEL)信號，并將其加到多路轉(zhuǎn)換器80的控制輸入端。依據(jù)該信號，多路轉(zhuǎn)換器80選擇(a)來自緩沖器82的輸出或來自幀緩沖器84的輸出或者(b)緩沖器86的輸出或幀緩沖器84的輸出，作為其輸入。多路轉(zhuǎn)換器80依據(jù)來自狀態(tài)機(jī)95的多路選擇控制信號(該信號又是根據(jù)圖2中網(wǎng)絡(luò)70輸出的控制信號而產(chǎn)生的)，在(a)中的兩種選擇和(b)中的兩種選擇之間進(jìn)行選擇。這些控制信號指出P-I或I-P哪種轉(zhuǎn)換存在，或者不進(jìn)行轉(zhuǎn)換的I-I或P-P哪種旁路狀況存在。從單元95輸出的FRP加到圖2中的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器62上。
對于輸入數(shù)字信號的情況，隔行和順序幀基準(zhǔn)脈中FRP(I)和FRP(P)是由例如前面的電路(如在接收機(jī)情況下的圖1中的解碼器34)提供的。對于模擬輸入信號R、G、B和H、V的情況，圖1中的網(wǎng)絡(luò)70例如可以包括一個(gè)響應(yīng)輸入模擬水平同步分量的鎖相環(huán)，以產(chǎn)生有關(guān)的輸入和輸出時(shí)鐘信號。輸出時(shí)鐘可以加到一個(gè)計(jì)數(shù)器上，計(jì)數(shù)器的復(fù)位輸入端接收垂直同步分量。該計(jì)數(shù)器在預(yù)定的時(shí)間輸出適合圖2所示系統(tǒng)各元件用的水平和垂直同步信號以及FRP(I)和FRP(P)信號。
盡管以上就高清晰度電視系統(tǒng)對本發(fā)明作了說明，但本發(fā)明的原理亦可用于其他的視頻信號處理系統(tǒng)，例如標(biāo)準(zhǔn)清晰度的電視系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種處理視頻信號的系統(tǒng)，其中視頻信號或者呈現(xiàn)為第一種影象行掃描格式(I)，或者呈現(xiàn)為另一不同的第二種影象行掃描格式(P)，其裝置包括一個(gè)輸出處理器，可與所述第一或第二種格式中的預(yù)定一種格式協(xié)調(diào)工作；一個(gè)自動(dòng)掃描格式轉(zhuǎn)換器，依據(jù)呈現(xiàn)有所述第一種或第二種格式的信號自動(dòng)地提供具有所述第一種或第二種行掃描格式中的預(yù)定一種的輸出信號，使之與所述輸出處理器的格式要求相協(xié)調(diào)，其特征在于還包括一個(gè)與所述轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)的切換網(wǎng)絡(luò)，該切換網(wǎng)絡(luò)能在所述第一和第二種格式之間進(jìn)行無縫切換。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)控制輸出選擇網(wǎng)絡(luò)，具有接收來自第一條路徑(P-I轉(zhuǎn)換路徑)的信號的一輸入端，以便將呈現(xiàn)所述第一種格式的信號轉(zhuǎn)換成呈現(xiàn)所述第二種格式的信號；還具有接收來自第二條路徑(I-P轉(zhuǎn)換路徑)的信號的一輸入端，以便將呈現(xiàn)所述第二種格式的信號轉(zhuǎn)換成呈現(xiàn)所述第一種格式的信號；以及具有接收來自第三條路徑(旁路)的帶有所述第一種或第二種格式的信號的一輸入端，以便傳遞沒有格式轉(zhuǎn)換的信號；和一個(gè)存儲(chǔ)器件，設(shè)在所述第三條路徑中，用于將信號傳遞到所述選擇網(wǎng)絡(luò)的所述第三個(gè)輸入端上；其中所述存儲(chǔ)器件具有延遲功能，其延遲量主要與影象的幀間隔有關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器件呈現(xiàn)有至少一個(gè)影象幀的延遲。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一條和第二條路徑呈現(xiàn)的信號延遲量小于所述存儲(chǔ)器件的延遲量。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻信號為電視信號；所述第一種格式為隔行(I)掃描格式；和所述第二種格式為非隔行的順次行的順序(P)掃描格式。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器如果在所述輸入信號沒有呈現(xiàn)為所述預(yù)定格式時(shí)，自動(dòng)將輸入信號的格式轉(zhuǎn)換成所述預(yù)定格式；并且所述轉(zhuǎn)換器如果在所述輸入信號呈現(xiàn)為所述預(yù)定格式時(shí)，讓輸入信號無格式轉(zhuǎn)換地通過。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)是一個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)，還包括一個(gè)解碼網(wǎng)絡(luò)，連接在接收機(jī)輸入端與所述格式轉(zhuǎn)換器之間；和一個(gè)影象顯示裝置，與所述預(yù)定行掃描格式協(xié)調(diào)工作。
8.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第三條路徑(旁路)中的所述存儲(chǔ)器件呈現(xiàn)有至少一個(gè)影象幀的延遲；所述第一和第二條路徑各包括一個(gè)存儲(chǔ)裝置，其所呈現(xiàn)的延遲量比所述第三條路徑中的所述存儲(chǔ)器件的延遲量小得多；在所述第三條路徑中的所述幀存儲(chǔ)器件和在所述第一條路徑中的存儲(chǔ)裝置同樣被計(jì)時(shí)，以便讀出在順序至隔行掃描轉(zhuǎn)換模式時(shí)讀出數(shù)據(jù)；和在所述第三條路徑中的所述幀存儲(chǔ)器件和在所述第二條路徑中的存儲(chǔ)裝置同樣被計(jì)時(shí)，以便讀出在隔行至順序掃描轉(zhuǎn)換模式時(shí)讀出數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一和第二條路徑中的所述存儲(chǔ)裝置呈現(xiàn)有幾個(gè)影象行的延遲。
全文摘要
視頻信號處理系統(tǒng)發(fā)送機(jī)/編碼器一方的掃描格式轉(zhuǎn)換器(14)，具有所需格式，以便編碼和經(jīng)輸出通道進(jìn)行發(fā)送。同樣，在接收機(jī)一方，自動(dòng)將接收的掃描格式轉(zhuǎn)換(36)成所需格式，以進(jìn)行所需的顯示。例如，自動(dòng)將接收的隔行信號(I)轉(zhuǎn)換成與順序掃描顯示裝置(39)協(xié)調(diào)的順序(P)格式。接收的順序信號則不作轉(zhuǎn)換通往顯示裝置。自動(dòng)掃描轉(zhuǎn)換無縫地完成，使得例如順序的主電視節(jié)目與隔行的廣告間的轉(zhuǎn)換不會(huì)產(chǎn)生假象，觀眾實(shí)際上看不出來。
文檔編號H04N7/01GK1143298SQ9610633
公開日1997年2月19日 申請日期1996年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月19日
發(fā)明者B·B·巴特 申請人:湯姆森多媒體公司