專利名稱：幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、方法以及發(fā)射器和接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)、方法、發(fā)射器和接收器，它們能夠使用運動向量 有效地將幀率轉(zhuǎn)換為更高率，其中將用于對使用該運動向量編碼的視頻信號 進行解碼的裝置與用于將已解碼的視頻信號轉(zhuǎn)換為比該已解碼的視頻信號的 幀率高的信號并以較高的幀率顯示該已解碼的視頻信號的裝置相分離地提 供。
背景技術(shù)：
在DVD播放器、數(shù)字廣播調(diào)諧器、機頂盒等上安裝了用于對由使用運動 向量的編碼方法例如MPEG-2編碼的壓縮視頻信號進行解碼以恢復(fù)視頻信號 的解碼單元。壓縮視頻信號包括由用于壓縮每個實幀的幀內(nèi)編碼所編碼的幀 和由壓縮與另 一個參考幀之間的差異的幀間編碼所編碼的幀。當在幀間編碼 中使用運動預(yù)測補償獲得差異時，則使用運動向量來預(yù)測包含在另一個參考 幀中的視頻塊的運動目的地以生成圖像，以及獲得與預(yù)測的圖像的差別以便 有效地執(zhí)行編碼。另一方面，為了減少運動圖像的模糊和平滑地表示運動圖像，在電視接 收器等上已經(jīng)安裝了用于通過在視頻幀之間產(chǎn)生內(nèi)插幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換的幀 率轉(zhuǎn)換單元。雖然有許多方法可用作生成內(nèi)插幀的方法，但是可以通過使用內(nèi)插幀的之前幀和之后幀中的視頻塊之間的運動向量來預(yù)測作為這些幀的中 間圖像的內(nèi)插幀圖片的方法來生成較精確的內(nèi)插幀。但是，檢測運動向量的計算成本并不小，這是因為使用各種位置組合來 檢查是否有相同圖像存在于兩個幀中包含的各個視頻塊中。另外，在實時顯 示轉(zhuǎn)換了幀率的視頻的情況下，可需要更高的計算能力，這是因為需要在直 到顯示轉(zhuǎn)換后的下一幀為止的有限時間周期內(nèi)檢測運動向量。公開號為 2003-333540的未經(jīng)審查的日本專利申請(第0010段至第0011段和圖l)公開 了一種幀率轉(zhuǎn)換器，該幀率轉(zhuǎn)換器使用在也用于幀率轉(zhuǎn)換的上述的解碼過程 中得到的運動向量，從而大大地減少了計算成本并且有效地執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換。
如圖1中所示，在公開號為2003-333540的未經(jīng)審查的日本專利申請中 公開的幀率轉(zhuǎn)換器包括解碼單元100和在同一顯示裝置(諸如電視接收器)中 提供的幀率轉(zhuǎn)換單元101。視頻信號和運動向量通過內(nèi)部總線等從解碼單元 100被發(fā)送到幀率轉(zhuǎn)換單元101。視頻緩沖器102存儲幀率轉(zhuǎn)換單元101中的視頻信號，以及內(nèi)插向量生 成單元103通過使用已用于預(yù)測內(nèi)插幀之前和之后的圖片的運動向量來生成 內(nèi)插向量。隨后，內(nèi)插幀生成單元104從視頻緩沖器102中讀取內(nèi)插幀之前 和之后的圖片，并且使用內(nèi)插向量生成在內(nèi)插幀的時間位置上的預(yù)測幀。另 外，選擇器105根據(jù)幀率選擇并輸出存儲在視頻緩沖器102中的圖片(實幀) 和所生成的內(nèi)插幀。發(fā)明內(nèi)容在上述參考專利中描述的幀率轉(zhuǎn)換器是以解碼單元和幀率轉(zhuǎn)換單元被提 供在同一裝置中為基礎(chǔ)來建議的。但是，在實際產(chǎn)品中解碼單元和幀率轉(zhuǎn)換 單元不必被安裝在同一裝置中。因為巾貞率轉(zhuǎn)換單元與顯示裝置能夠顯示的幀 率有關(guān)，且?guī)兽D(zhuǎn)換單元很可能被提供到顯示裝置中。另外，解碼單元依賴 于一種用于廣播波和記錄媒介的視頻壓縮方法，且解碼單元很可能被提供在 再現(xiàn)裝置中。因此，顯示裝置并不總隨著再現(xiàn)裝置一起被提供。期望在顯示裝置中使用運動向量來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換，通過在再現(xiàn)裝置中執(zhí) 行的解碼處理來獲得所述運動向量，其中將用于對使用運動向量編碼的視頻 信號進行解碼的再現(xiàn)裝置與以較高的幀率顯示解碼視頻信號的顯示裝置相分 離地提供。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了 一種包括發(fā)射器和接收器的幀率轉(zhuǎn)換 系統(tǒng)。所述發(fā)射器包括解碼單元，被配置來解碼由使用運動向量的編碼方 法編碼的壓縮視頻信號；以及編碼單元，被配置來將從解碼單元輸出的并且 包括至少一個運動向量的參考控制信息添加在由解碼單元解碼的視頻信號的 消隱周期中；并且輸出由編碼單元添加了參考控制信息的視頻信號。所述接 收器包括解碼單元，被配置來將從發(fā)射器輸入的視頻信號的消隱周期中分 離出參考控制信息；以及幀率轉(zhuǎn)換單元，被配置來使用由解碼單元分離的參 考控制信息來生成輸入視頻信號的幀之間的內(nèi)插幀，并且將輸入的視頻信號 轉(zhuǎn)換為更高幀率的信號。 將從解碼單元輸出的并且包含至少該運動向量的參考控制信息添加到解 碼的視頻信號的消隱周期中的處理是在幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中包括解碼單元的發(fā)射 器中被執(zhí)行的。隨后，從發(fā)射器中輸出其上添加了參考控制信息的視頻信號。將參考控制信息從由發(fā)射器輸入的視頻信號的消隱周期中分離出來的處 理是在接收器中被執(zhí)行的。隨后，使用所分離的參考控制信息生成輸入的視 頻信號的幀之間的內(nèi)插幀，從而將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換為更高幀率的信號。因此，當將本發(fā)明的實施例應(yīng)用到將包括解碼單元的再現(xiàn)裝置與包括幀 率轉(zhuǎn)換單元的顯示裝置分離提供(這個實施例中的發(fā)射器和接收器被分別應(yīng) 用于再現(xiàn)裝置和顯示裝置)這一情況下時，可以通過^(吏用運動向量以產(chǎn)生更自 然的內(nèi)插幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換。在這個幀率轉(zhuǎn)換下，顯示裝置可以不需要具有 高處理能力的檢測單元以在有限時間內(nèi)檢測運動向量，直到顯示在幀率轉(zhuǎn)換 之后的下一幀為止，并且可以不需要與這種檢測處理相關(guān)的功率消耗。此外，由于內(nèi)插頓不是在再現(xiàn)裝置中生成的，所以再現(xiàn)裝置和顯示裝置不需要使用有對應(yīng)于高幀率視頻的大傳輸量的電纜相連接。另外，因為壓縮視頻信號不是在顯示裝置中被解碼的，所以從支持各種使用運動向量的編碼方法的再現(xiàn)裝置中輸出的視頻信號可被輸入到顯示裝置 中以將其轉(zhuǎn)換成更高幀率的信號。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種轉(zhuǎn)換視頻信號的幀率的方法，該 視頻信號從發(fā)射器中被輸出并且被輸入到接收器中，其中所述發(fā)射器包括被 配置來解碼由使用運動向量的編碼方法編碼的壓縮視頻信號的解碼單元，所 述接收器將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換成更高幀率的信號。該根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的轉(zhuǎn)換幀率的方法包括如下步驟在發(fā)射器中將正從解碼單元輸出的并且包含至少 一個運動向量的參考控制信息添加到由解碼單元解碼的視頻信號的消隱周期中；在接收器中從由發(fā)射器輸入的視頻信號的消隱周期中分離出參考控制信息；以及在接收器中使用在分離步驟中分離的參考控制信息來在輸入的視頻信號 的幀之間生成內(nèi)插幀，以及將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換為更高幀率的信號。該轉(zhuǎn)換幀率的方法對應(yīng)于在如上所述的根據(jù)本發(fā)明的 一個實施例的幀率 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中執(zhí)行的處理步驟。在包括解碼單元的再現(xiàn)裝置與包括幀率轉(zhuǎn)換單 元的顯示裝置相分離的情況下，可以通過使用運動向量來產(chǎn)生更自然的內(nèi)插 幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換。在這個幀率轉(zhuǎn)換下，顯示裝置可以不需要具有高處理能 力的檢測單元或類似。另外，再現(xiàn)裝置和顯示裝置不需要使用有對應(yīng)于高幀 率視頻的大傳輸量的電纜相連接，而從支持各種使用運動向量的編碼方法的 再現(xiàn)裝置中輸出的視頻信號可被輸入到顯示裝置中以將其轉(zhuǎn)換成更高幀率的 信號。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種發(fā)射器，包括解碼單元，被配 置來解碼由使用運動向量的編碼方法編碼的壓縮視頻信號；以及編碼單元， 被配置來將正從解碼單元輸出的并且包含至少一個運動向量的參考控制信息 添加在由解碼單元解碼的視頻信號的消隱周期中；并且輸出由編碼單元添加 了參考控制信息的視頻信號。發(fā)射器被包含在上述的根據(jù)本發(fā)明實施例的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，其被設(shè)置 來與上述的接收器合作。因此，在包括解碼單元的再現(xiàn)裝置與包括幀率轉(zhuǎn)換 單元的顯示裝置相分離的情況下，可以通過使用運動向量以產(chǎn)生一個更自然 的內(nèi)插幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換。在這個幀率轉(zhuǎn)換下，顯示裝置可以不需要具有高 處理能力的檢測單元或類似。另外，再現(xiàn)裝置和顯示裝置不需要使用有根據(jù) 高幀率視頻的大傳輸量的電纜相連接，從支持各種使用運動向量的編碼方法 的再現(xiàn)裝置輸出的視頻信號可被輸入到顯示裝置中以將其轉(zhuǎn)換成更高幀率的 信號。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種接收器，包括解碼單元，被配 置來從輸入視頻信號的消隱周期中分離包括至少一個運動向量的參考控制信 息；以及幀率轉(zhuǎn)換單元，被配置來使用由解碼單元分離的參考控制信息來生 成輸入視頻信號的幀之間的內(nèi)插幀，并且將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換為更高幀率 的信號。接收器被包含在上述的根據(jù)本發(fā)明實施例的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，并且被設(shè) 置來與上述的發(fā)射器合作。因此，在包括解碼單元的再現(xiàn)裝置與包括幀率轉(zhuǎn) 換單元的顯示裝置被分離提供的情況下，可以通過使用運動向量以產(chǎn)生更自 然的內(nèi)插幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換。在這個幀率轉(zhuǎn)換下，顯示裝置可以不需要具有 高處理能力的檢測單元或類似。另外，再現(xiàn)裝置和顯示裝置不需要使用具有 對應(yīng)于高幀率視頻的大傳輸量的電纜相連接，從支持各種使用運動向量的編 碼方法的再現(xiàn)裝置輸出的視頻信號可被輸入到顯示裝置中以將其轉(zhuǎn)換成更高 幀率的信號。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在將使用運動向量編碼的視頻信號解碼的再現(xiàn)裝 置與以更高幀率顯示解碼的視頻信號的顯示裝置相分離提供的情況下，可以 通過使用運動向量以產(chǎn)生更自然的內(nèi)插幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換，而在顯示裝置中 可以不需要具有高處理能力的檢測單元或類似。另外，再現(xiàn)裝置和顯示裝置 不需要使用具有對應(yīng)于高幀率視頻的大傳輸量的電纜相連接。而且，從支持 各種使用運動向量的編碼方法的再現(xiàn)裝置中輸出的視頻信號可被輸入到顯示 裝置中以將其轉(zhuǎn)換成更高幀率的信號。


圖1是顯示根據(jù)相關(guān)技術(shù)的幀率轉(zhuǎn)換器的配置的例子的方框圖； 圖2是顯示與再現(xiàn)裝置分離提供的顯示裝置中的幀率轉(zhuǎn)換單元的配置的 方框圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的配置的例子的方框圖；圖4是顯示符合HDMI標準的設(shè)備的示意圖；圖5是顯示包含在HDMI視頻幀中的數(shù)據(jù)孤立(island)周期的示例圖； 圖6是顯示圖3中所說明的再現(xiàn)裝置中執(zhí)行的處理的流程圖； 圖7是顯示圖3中所說明的顯示裝置中執(zhí)行的處理的流程圖；以及 圖8是說明用于生成內(nèi)插幀的圖片的示例圖。
具體實施方式
在描述根據(jù)本發(fā)明的實施例之前，另 一配置的例子及其問題將在這里描 述。在例如DVD播放器這樣的再現(xiàn)裝置與例如電視接收器這樣的顯示裝置分 離提供的情況下，再現(xiàn)裝置和顯示裝置通過使用例如復(fù)合電纜的模擬視頻信 號電纜或例如HDMI的數(shù)字視頻信號電纜相連接，并且僅發(fā)送編碼后的視頻信 號。因此，仍然需要在與再現(xiàn)裝置分離提供的顯示裝置中檢測運動向量。圖 2是顯示在這樣的顯示裝置中的幀率轉(zhuǎn)換單元的配置的方框圖。將視頻信號 從再現(xiàn)裝置200中包括的解碼單元201中通過^L頻電纜202單獨傳輸?shù)斤@示 裝置203。視頻信號被存儲在顯示裝置203的視頻緩沖器204中。隨后，運動向量 檢測單元205檢測來自存儲在視頻緩沖器204中的視頻信號的內(nèi)插幀之前和 之后的幀中的視頻塊之間的運動向量，其是在幀率轉(zhuǎn)換后的幀單元時間內(nèi)完 成的。另外，內(nèi)插向量生成單元206使用檢測的運動向量生成內(nèi)插向量。然后，內(nèi)插幀生成單元207讀取來自視頻緩沖器204的內(nèi)插幀的之前和之后的 圖片，并且使用內(nèi)插向量在根據(jù)時間的位置上生成內(nèi)插幀的預(yù)測幀。隨后， 選擇器208根據(jù)幀率選擇并輸出存儲在視頻緩沖器204中的圖片(實幀)和生 成的內(nèi)插幀。如上所述，在與再現(xiàn)裝置分離提供的顯示裝置中使用運動向量執(zhí)行幀率 轉(zhuǎn)換的情況下，需要在直到顯示幀率轉(zhuǎn)換后的下一幀為止的有限時間內(nèi)檢測 運動向量。因此，不僅需要有高處理能力的檢測單元，還需要提供這種檢測 處理的功率消耗，這在成本方面不能被用戶接受。相反，當在再現(xiàn)裝置里執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換的情況中，需要使用多個視頻信號 電纜或類似，這是由于轉(zhuǎn)換到更高幀率之后，視頻信號可能比原始視頻增加 很多。但是多個電纜可增加成本，并且增加的端口數(shù)量也會給用戶造成不便。因此，在包括解碼單元的再現(xiàn)裝置與包括幀率轉(zhuǎn)換單元的顯示裝置分離 提供的情況下，用戶享受高幀率視頻的可能性是受限的。本發(fā)明的實施例將參照附圖在下文中被描述。圖3是顯示應(yīng)用到根據(jù)本 發(fā)明 一個實施例的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的配置的例子的方框圖。幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括 再現(xiàn)裝置1 (例如STB (機頂盒)、光盤播放器、數(shù)字調(diào)諧器和可攜式攝像機)， 作為發(fā)射器的一個例子，顯示裝置5(例如電視接收器和顯示器)作為接收器 的一個例子，它們兩者是相互分離提供的。再現(xiàn)裝置1包括解碼單元2和編碼單元3，其是與本發(fā)明實施例相關(guān)聯(lián) 的電路，使用MPEG編碼算法編碼的壓縮視頻信號被提供給解碼單元2。由于 解碼單元2是MPEG標準的解碼器，其配置是公知的，所以這里略去其詳細的 解釋。由解碼單元2解碼的視頻信號被提供給編碼單元3。此外，如通常所知，量化轉(zhuǎn)換系數(shù)、運動向量、指示各個解碼圖片的預(yù) 測補償模式(例如任何圖像內(nèi)預(yù)測(圖片I)、前向預(yù)測(圖片P)和雙向預(yù)測(圖 片B))的標識符、和指示顯示解碼圖片的順序的標識符由可變長度解碼電路 (未示出)進行解碼并且被提供到解碼單元2中的逆量化電路和運動補償電路 (未示出)。其中，運動向量、指示預(yù)測補償模式的標識符和指示顯示解碼的 視頻信號的順序的標識符被作為參考控制信息從解碼單元2提供給編碼單元 3。
編碼單元3是用于執(zhí)行在提供的視頻信號的消隱周期中添加參考控制信息的處理的電路。具有由編碼單元3添加的參考控制信息的視頻信號從再現(xiàn) 裝置1中被輸出，并且通過可分離連接器4a和4b之間連接的視頻電纜4傳 送到顯示裝置5。除了使用視頻電纜4之外，其上添加了參考控制信息的視 頻信號可以從再現(xiàn)裝置1無線地傳送到顯示裝置5。顯示裝置5包括解碼單元6和幀率轉(zhuǎn)換單元12,其包括視頻緩沖器7、 運動向量緩沖器8、內(nèi)插向量生成單元9、內(nèi)插幀生成單元IO和選擇器11,它們是與本發(fā)明實施例相關(guān)的電路。通過視頻電纜4輸入到顯示裝置5中的視頻信號被提供給解碼單元6。 解碼單元6是用于執(zhí)行將上述參考控制信息從提供的視頻信號的消隱周期中 分離出來的處理的電路。需要注意的是從再現(xiàn)裝置1傳送到顯示裝置5的視頻信號的傳輸模式可 以是模擬信號，例如復(fù)合信號，或可以是數(shù)字信號。在模擬視頻信號的情況 下，編碼單元3可將參考控制信息添加到垂直消隱間隔中不用于文本廣播的 一行中，視頻電纜4可以是通常使用的復(fù)合視頻電纜或類似，解碼單元6從 上述行中分離出參考控制信息。HDMI(高分辨率多媒體接口)是一種用于未壓縮數(shù)字視頻信號的高質(zhì)量傳 輸?shù)臉藴剩湟驯挥糜跀?shù)字視頻信號的傳輸標準。在再現(xiàn)裝置1和顯示裝置 5是輸入和輸出符合HDMI標準的視頻信號的設(shè)備的情況下，參考控制信息可 以按以下描述纟皮添加。圖4是符合H畫I標準的設(shè)備的示意圖。HDMI發(fā)射器22被提供在發(fā)送視 頻信號的HDMI源21中。HDMI發(fā)射器22將各個提供的^f見頻信號(視頻信號)、 音頻/輔助(輔助的)信號和控制/狀態(tài)信號編碼成在三個TDMS(最小化轉(zhuǎn)換差 分信令)頻道G到2上的串行數(shù)據(jù)以便輸出，并且還從TMDS時鐘頻道中輸出 視頻的像素時鐘。在這些頻道上的數(shù)據(jù)，DDC(顯示數(shù)據(jù)頻道)上用于提供關(guān)于 顯示器的規(guī)格信息(分辨率或類似)的數(shù)據(jù)、和作為選項的基于CEC(用戶電器 控制)協(xié)議的雙向控制的控制信號都被傳送到HDMI接收器23,其通過使用一 條電纜(HDMI電纜)從HDMI源21接收視頻信號。在H畫I接收器23中提供了 HDMI接收器24。 HDMI接收器24通過參考在T羅S時鐘頻道中傳送的像素時鐘從TMDS頻道0到2上的串行數(shù)據(jù)中恢復(fù)各個原始視頻信號、音頻/輔助信號和控制/狀態(tài)信號。
圖5是作為在HDMI中的視頻幀中傳輸音頻/輔助周期中的數(shù)據(jù)孤立 (island)周期的示例圖(在有效視頻由720X480個像素構(gòu)成的情況中)。數(shù)據(jù) 孤立周期分別被分散地定位于在每個有效行的138個像素的水平消隱周期和 4 5行的垂直消隱周期中的特定的像素位置處。在圖3中所示的再現(xiàn)裝置1和顯示裝置5輸入和輸出符合HDMI標準的視 頻信號(換句話說，這些裝置分別是HDMI源和HDMI接收器)的情況中，編碼 單元3和解碼單元6可以分別被配置為符合HDMI標準的圖4中所示的HDMI 發(fā)射器22和HDMI接收器24的一部分。編碼單元3可在圖5中所示的數(shù)據(jù)孤 立(isiand)周期內(nèi)添加參考控制信息作為一種輔助數(shù)據(jù)，解碼單元6可以從 數(shù)據(jù)孤立周期內(nèi)分離出參考控制信息。因此，本發(fā)明的實施例還可以應(yīng)用于 再現(xiàn)裝置1和顯示裝置5是輸入和輸出符合HDMI標準的視頻信號的設(shè)備的情 況。描述返回到圖3。在顯示裝置5中，已由解碼單元6從其分離了參考控 制信息的視頻信號作為實幀的圖片與包含在參考控制信息中的指示預(yù)測補償 模式的標識符和指示各個圖片顯示順序的標識符一起被記錄到顯示裝置5的 視頻緩沖器7中。另外，包含在分離后的參考控制信息中的運動向量被記錄 到運動向量緩沖器8中。此外，使用分離后的參考控制信息來控制顯示裝置 5中的各個單元的控制信號從解碼單元6中被輸出。內(nèi)插向量生成單元9從用于在存儲在運動向量緩沖器8內(nèi)的運動向量之 中預(yù)測在內(nèi)插幀之前和之后的實幀的圖片的運動向量中生成內(nèi)插向量。特別 地，由解碼單元6分離的運動向量的長度是對應(yīng)于實幀之間的時間間隔的長 度。在顯示器中以高幀率生成內(nèi)插幀，以便將內(nèi)插幀插入到實幀之間，因此 通過將運動向量的長度轉(zhuǎn)換成與實幀和內(nèi)插幀之間的時間間隔成比例的長度 來生成內(nèi)插向量。內(nèi)插幀生成單元IO基于上述標識符從視頻緩沖器7中讀取內(nèi)插幀之前和 之后的實幀的圖片。隨后，內(nèi)插幀生成單元10通過使用由內(nèi)插向量生成單元 9生成的內(nèi)插向量來生成基于所述預(yù)測要插入到實幀的那些圖片之間的內(nèi)插幀。選擇器11在匹配到轉(zhuǎn)換后的幀率的顯示定時處選擇并輸出存儲在視頻 緩沖器7中的圖片(實幀)和由內(nèi)插幀生成單元10生成的內(nèi)插幀之一。因此從 選擇器i i以更高幀率輸出的視頻信號被提供給顯示裝置5中的顯示驅(qū)動電路(未示出)并且被顯示在顯示裝置5的屏幕上。在存儲在視頻緩沖器7中的圖片之中，例如，由選擇器11選擇的并且不被用于生成內(nèi)插幀的圖片被通過利用從解碼單元6新提供的圖片進行蓋寫來 刪除。另外，在存儲在運動向量緩沖器8中的運動向量之中，例如，也通過 利用從解碼單元6新提供的運動向量進行蓋寫來刪除不用來生成內(nèi)插向量的 運動向量。圖6和7是顯示在再現(xiàn)裝置1和顯示裝置5中執(zhí)行的處理步驟的流程圖。 如圖6中所示，解碼單元2解碼特定量的壓縮視頻信號，并且將解碼后的視 頻信號和獲取的包含運動向量、上述指示預(yù)測補償模式的標識符和指示顯示 順序的標識符的參考控制信息提供給再現(xiàn)裝置1中的編碼單元3(步驟Sl)。 編碼單元3對所提供的視頻信號進行編碼，以便將參考控制信息添加到消隱 周期中，并且在適當?shù)臅r序處使用內(nèi)部輸出緩沖器或類似從再現(xiàn)裝置輸出編 碼后的視頻信號(步驟S2)。隨后，處理步驟返回到步驟S1，并且關(guān)于下一個 特定量的壓縮視頻信號重復(fù)進行處理步驟。如圖7中所示，解碼單元6解碼輸入到顯示裝置5中的視頻信號，并且 獲得分離了參考控制信息的視頻信號，和顯示裝置5中的參考控制信息(步驟 Sll)。隨后，包含在參考控制信息中的指示預(yù)測補償模式的標識符和指示各 個圖片的顯示順序的標識符，都被添加到視頻信號中，而該視頻信號被記錄 到視頻緩沖器7中(在不需要的圖片被記錄在視頻緩沖器7中的情況中，該圖 片被蓋寫和刪除)(步驟S12)。另外，包含在參考控制信息中的運動向量被記 錄到運動向量緩沖器8中(在不需要的運動向量被記錄在運動向量緩沖器8中 的情況中，則運動向量被蓋寫和刪除)(步驟S1"。隨后，確認是否必要的用于生成內(nèi)插幀的圖片量(volume of picture) 被記錄到視頻緩沖器7中(步驟S14)。如果判斷為否，則處理步驟返回到步 驟Sll,并且重復(fù)進行步驟S11至S14。步驟S14將被詳細描述。因為在內(nèi)插幀之前和之后的實幀圖片被用于生 成內(nèi)插幀，所以也需要在內(nèi)插幀之后顯示的實幀圖片。在通過使用運動向量 在實幀圖片I和Bl之間生成由Cl所表示的內(nèi)插幀的情況中，例如，如圖8 中所示，需要圖片I和Bl以及在圖片I和B1之間的運動向量31 —半的內(nèi)插 向量。此外，存在延遲時間Tl,直到圖片I在輸入到顯示裝置5中后從視頻緩 沖器7中被讀出為止，還需要時間T2以生成內(nèi)插幀Cl。因此，內(nèi)插幀C1可 在實幀圖片Bl被輸入時的時間和實幀圖片B2被輸入時的時間之間的間隔處 被顯示。相似地，在實幀圖片B1和B2之間生成由C2所表示的內(nèi)插幀的情況中， 和在實幀圖片B2和P之間生成由C3所表示的內(nèi)插幀的情況中，也需要與上 述相同的處理。圖8顯示其中直接使用內(nèi)插幀之前和之后的實幀生成內(nèi)插幀的例子。但 是，在使用了根據(jù)時間進一步分離的實幀的情況下(例如，在還使用了圖片 B2和在圖片I和B2之間的四分之一運動向量34的內(nèi)插向量，或者還使用了 圖片P和在圖片I和P之間的六分之一運動向量32的內(nèi)插向量，以生成圖8 中所示的內(nèi)插幀C1的情況下)，可以顯示內(nèi)插幀的時間被進一步延遲。因此，在圖7中所示的步驟S14處檢查是否記錄了需要的用于生成內(nèi)插 幀的圖片量，在量不夠的情況下重復(fù)進行處理步驟Sll至S14。當步驟S14處的判斷為是時，內(nèi)插向量生成單元9從記錄在運動向量緩 沖器8的運動向量之中用于預(yù)測內(nèi)插幀之前和之后的實幀的圖片的運動向量 中生成內(nèi)插向量(步驟S15)。隨后，內(nèi)插幀生成單元10基于標識符從^J貞緩沖器7中讀取內(nèi)插幀之前 和之后的實幀圖片，并且基于使用由內(nèi)插向量生成單元9生成的內(nèi)插向量的 預(yù)測生成要插入到實幀圖片之間的內(nèi)插幀(步驟S16)。接著，選擇器11在與轉(zhuǎn)換后的幀率相匹配的顯示時序選擇并輸出存儲在 視頻緩沖器7中的圖片幀和由內(nèi)插幀生成單元10生成的內(nèi)插幀之一(步驟 S17)。隨后，處理步驟返回到步驟Sll。迄今所描述的，根據(jù)圖3所示的系統(tǒng)，可以通過使用運動向量生成一個 更自然的內(nèi)插幀來執(zhí)行幀率轉(zhuǎn)換。根據(jù)這個系統(tǒng)，盡管包括解碼單元2的再 現(xiàn)裝置1與包括幀率轉(zhuǎn)換單元12的顯示裝置5相分離，在顯示裝置5中不再 需要用于在直到顯示幀率轉(zhuǎn)換后的下一幀的有限時間內(nèi)檢測運動向量的有高 處理能力的檢測單元，和提供相關(guān)檢測處理的電源消耗。此外，因為內(nèi)插幀不在再現(xiàn)裝置1中生成，則不需要將具有相應(yīng)于高幀 率視頻的大傳輸量的電纜用于連接再現(xiàn)裝置1和顯示裝置5的視頻電纜4。此外，因為壓縮視頻信號不在顯示裝置5中解碼，從支持多種使用運動 向量編碼方法的再現(xiàn)裝置輸出的視頻信號被輸入到顯示裝置以轉(zhuǎn)換為有更高
幀率的信號。例如，再現(xiàn)裝置包括一個解碼單元，其支持使用運動向量的編碼方法，不限于MPEG,以代替解碼單元2，視頻信號和參考控制信息從解碼 單元提供給編碼單元3。另外，因為指示預(yù)測補償模式的標識符和指示各個圖片顯示順序的標識 符都包含在再現(xiàn)裝置1中添加到視頻信號的參考控制信息中，內(nèi)插幀生成單元10基于這些沒有錯誤的標識符從^L頻緩沖器7中讀取內(nèi)插幀之前和之后的 實幀的圖片，從而如上所述，在顯示裝置5中生成內(nèi)插幀。 關(guān)于上述實施例的改良的例子(1)至(6)將在以下描述。(1) 再現(xiàn)裝置1中的編碼單元3可以壓縮參考控制信息并且添加壓縮后的 信息到視頻信號的消隱周期中，顯示裝置5中的解碼單元6可以解壓縮從視 頻信號的消隱周期中分離的參考控制信息。從而，傳輸信號有限的消隱周期 帶寬可被有效地利用。(2) 僅有有效的運動向量，例如小宏塊差異的運動向量，可被添加到視頻 信號的消隱周期中，以取代添加所有的運動向量到視頻信號的消隱周期中。 在使用來自多個圖像的運動向量的MPEG-4執(zhí)行高效壓縮這種情況下，可更有 效地利用傳輸信號有限的消隱周期帶寬。(3) 不僅只有視頻信號從再現(xiàn)裝置1傳輸?shù)斤@示裝置5, —個控制信號也 可從包括在顯示裝置5中的控制單元(CPU之類)反向的傳輸?shù)皆佻F(xiàn)裝置1,其 給予開始再現(xiàn)指令，檢查參考控制信息輸出的傳輸，給予傳輸輸入指令，并 且指示其傳輸量。例如，在裝置符合HDMI標準這種情況下，用于基于CEC協(xié) 議進行雙向控制的控制信號可以上述方式傳輸(圖4),然后使用CEC協(xié)議將 控制信號發(fā)送到再現(xiàn)裝置1。因此參考控制信息可僅在本發(fā)明的實施例的應(yīng) 用裝置之間手動地發(fā)送，則可以動態(tài)地控制傳輸量。(4) 當視頻信號從再現(xiàn)裝置1輸入到顯示裝置5時，有另一個視頻在顯示 裝置5上顯示的情況下，解碼單元6從輸入的視頻信號中分離參考控制信息， 增加了指示預(yù)測補償模式的標識符和指示顯示順序的標識符的視頻信號被記 錄到視頻緩沖器7中，并且運動向量被記錄到運動向量緩沖器8中。從而當 輸入視頻信號以高幀率顯示的時候，因為不需要等待圖8中所示的延遲時間 Tl,視頻可以沒有延遲地得到顯示。(5) 當壓縮視頻信號的解碼順序和解碼后圖片的顯示順序一樣時，并且顯 示裝置5中解碼后圖片的顯示順序是明確的時候，指示顯示順序的標識符可 以不包含在參考控制信息中。另外，當各個圖片(例如任何I圖片、P圖片和 B圖片)的預(yù)測補償模式可通過運動向量直接識別時，指示預(yù)測補償模式的標 識符可以不包含在參考控制信息中。(6)盡管根據(jù)本發(fā)明實施例的接收器可被應(yīng)用到這里描述的顯示裝置5 中，根據(jù)本發(fā)明實施例的接收器還可被應(yīng)用到不包括顯示單元的幀率轉(zhuǎn)換器 件中。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)設(shè)計需求和其它因素可以有各種修 改、組合、再組合和變更，其都落入所附權(quán)利要求或其等價物的范圍之中。本發(fā)明包含與在日本專利局提交的、申請日為2006年03月09日的曰本 專利申請JP2006-064614相關(guān)的主題，這里引用其整個內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1、一種幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括發(fā)射器和接收器；所述發(fā)射器包括解碼單元，被配置來解碼使用運動向量的編碼方法編碼的壓縮視頻信號；編碼單元，被配置來將正從解碼單元輸出的并且包含至少一個運動向量的參考控制信息添加到由解碼單元解碼的視頻信號的消隱周期中；和輸出具有由編碼單元添加了參考控制信息的視頻信號；以及所述接收器包括解碼單元，被配置來從由發(fā)射器輸入的視頻信號的消隱周期中分離出參考控制信息；和幀率轉(zhuǎn)換單元，被配置來使用由解碼單元分離的參考控制信息來在輸入的視頻信號的幀之間生成內(nèi)插幀，并且將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換為更高幀率的信號。
2、 如權(quán)利要求1所述的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中將具有添加了參考控制信 息的視頻信號通過可分離的電纜或無線傳輸從發(fā)射器傳送到接收器。
3、 如權(quán)利要求1所述的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中 所述參考控制信息包括運動向量；用于指示預(yù)測補償模式的標識符；以及用于指示從發(fā)射器中的解碼單元輸出的解碼后的視頻信號的顯示順序的 標識符。
4、 如權(quán)利要求1所述的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中發(fā)射器是用于輸出符合HDMI (高分辨率多媒體接口 )標準的數(shù)字視頻信號 的裝置；在發(fā)射器中的編碼單元符合HDMI標準，并且將參考控制信息添加到包含 在視頻幀中的數(shù)據(jù)孤立周期中；接收器是用于輸入符合HDMI標準的數(shù)字視頻信號的裝置；以及 在接收器中的解碼單元符合HDMI標準，并且將參考控制信息從包含在視 頻幀中的數(shù)據(jù)孤立周期中分離出來。
5、 如權(quán)利要求1所述的幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中接收器還包括控制單元，被配置來發(fā)送控制信號給發(fā)射器，該控制信 號指示是否傳送具有添加了參考控制信息的視頻信號和/或視頻信號的傳輸 量。
6、 一種轉(zhuǎn)換視頻信號的幀率的方法，該視頻信號從發(fā)射器中被輸出并且 被輸入到接收器中，其中所述發(fā)射器包括被配置來解碼由使用運動向量的編 碼方法編碼的壓縮視頻信號的解碼單元，所述接收器將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換 成更高幀率的信號，所述方法包括如下步驟在發(fā)射器中將正從解碼單元輸出的并且包含至少 一個運動向量的參考控 制信息添加到由解碼單元解碼的視頻信號的消隱周期中；在接收器中從由發(fā)射器輸入的視頻信號的消隱周期中分離出參考控制信 息；以及在接收器中使用在分離步驟中分離的參考控制信息來在輸入的視頻信號 的幀之間生成內(nèi)插幀，以及將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換為更高幀率的信號。
7、 一種發(fā)射器，包括解碼單元，被配置來解碼由使用運動向量的編碼方法編碼的壓縮視頻信 號；以及編碼單元，被配置來將正從解碼單元輸出的并且包括至少一個運動向量 的參考控制信息添加到由解碼單元解碼的視頻信號的消隱周期中，并輸出具 有由該編碼單元添加了參考控制信息的視頻信號。
8、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)射器，其中 所述參考控制信息包括運動向量；用于指示預(yù)測補償模式的標識符；以及用于指示從解碼單元輸出的解碼后的視頻信號的顯示順序的標識符。
9、 如權(quán)利要求7所述的發(fā)射器，其中發(fā)射器是用于輸出符合HDMI (高分辨率多媒體接口 )標準的數(shù)字視頻信號 的裝置；以及在發(fā)射器中的編碼單元符合HDMI標準，并且將參考控制信息添加到包含 在視頻幀中的數(shù)據(jù)孤立周期中。
10、 一種接收器，包括解碼單元，被配置來從輸入的視頻信號的消隱周期中分離出包含至少一個運動向量的參考控制信息；以及幀率轉(zhuǎn)換單元，被配置來使用由解碼單元分離的參考控制信息在輸入的視頻信號的幀之間生成內(nèi)插幀，并且將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換成更高幀率的信，
11、 如權(quán)利要求IO所述的接收器，其中從用于輸出具有在視頻信號的消隱周期內(nèi)添加了的參考控制信息的視頻 信號的發(fā)射器中通過可分離的電纜或無線傳輸輸入視頻信號。
12、 如權(quán)利要求IO所述的接收器，其中 所述參考控制信息包括運動向量；用于指示預(yù)測補償模式的標識符；以及用于指示從解碼單元輸出的解碼后的視頻信號的顯示順序的標識符。
13、 如權(quán)利要求10所述的接收器，其中接收器是用于輸入符合HDMI (高分辨率多媒體接口 )標準的數(shù)字視頻信號 的裝置；以及在接收器中的解碼單元符合HDMI標準，并且將參考控制信息從包含在視 頻幀中的數(shù)據(jù)孤立周期中分離出來。
14、 如權(quán)利要求IO所述的接收器，還包括控制單元，被配置來輸出控制信號，該控制信號用于指示是否傳送具有 添加了參考控制信息的視頻信號和/或視頻信號的傳輸量。
全文摘要
一種幀率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括發(fā)射器和接收器。所述發(fā)射器包括解碼單元，用于解碼使用運動向量的編碼方法編碼的壓縮視頻信號；以及編碼單元，用于將正從解碼單元輸出的并且包括至少一個運動向量的參考控制信息添加在由解碼單元解碼的視頻信號的消隱周期上，并且輸出其上添加了參考控制信息的視頻信號。所述接收器包括解碼單元，用于將從發(fā)射器輸入的視頻信號的消隱周期中的參考控制信息分離出來；以及幀率轉(zhuǎn)換單元，用于使用由解碼單元分離的參考控制信息生成輸入視頻信號的幀之間的內(nèi)插幀，并且將輸入的視頻信號轉(zhuǎn)換成更高幀率的信號。
文檔編號H04N7/24GK101159837SQ20071012928
公開日2008年4月9日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者松林慶 申請人:索尼株式會社