运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行转逐行装置制造方法及图纸

运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行转逐行装置，包括：视频输入预处理单元；分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号同步模块；分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号行场延迟线组；二维／三维动态降噪单元；视频内容自适应运动检测器；存储器模块以及其对应的读写控制器；二维自适应梳妆滤波器单元；内容／运动量自适应三维梳状滤波以及色度解调单元；Ｐ１场斜角插值模块；运动自适应隔行转逐行单元。本发明专利技术既可以保证运动图像的高度细节和保真度，又能保证静止图像的完全亮色分离，并且可以对各个模块进行方便独立配置。

Motion adaptive resource sharing analog video decoding and interlaced progressive device

Analog video decoding motion adaptive resource sharing and deinterlacing device includes a preprocessing unit video component video input; / / S video composite video signal synchronization module; component video / video / S composite video signal line field delay lines; 2D and 3D dynamic noise reduction unit; video content adaptive motion detector; the memory module and the corresponding read-write controller; adaptive comb filter unit; the content of exercise / 3D adaptive comb filter and chrominance demodulation unit; P1 field angle interpolation module; motion adaptive deinterlacing unit. The invention not only ensures the high detail and fidelity of the moving image, but also ensures the full brightness separation of the still image, and can conveniently and independently configure each module.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行转逐行装置，尤其是一种适用于电视接收机、视频播放等设备中基于视频时域空间域的特征分析的运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行转逐行装置。
技术介绍
传统意义上的模拟复合视频信号将色度信息调制后叠加在亮度通道上进行传播/广播，并且由于电视技术发展初期对信道带宽的分配限制，因此视频信号以隔行的方式(60或者50赫兹场频)进行传输，接收端通过滤波等处理进行亮色分离，例如我们目前所使用的电视接收机就主要用于进行这方面的处理，并且需要将隔行信号转换成主流显示设备能接收的逐行扫描格式(一般为60赫兹帧频)。当前主流产品中，往往利用二维或者三维的滤波器将模拟复合视频信号进行亮色分离，然后将解码后的隔行视频信号送入专门的隔行转逐行装置转换成逐行格式。这样对整个系统来说，复合视频解码器为了实现更好的亮色分离效果，往往要借助二维或者三维方向的冗余信息进行更好的解码，这样就需要采用行/场存储器对复合视频进行存储，而且作为三维梳妆滤波装置来说，还要计算对应的时间相似度(运动检测)，用以判决是否可以采用三维方向的优化亮色分离；而对于隔行转逐行装置，为了获得更加逼真的视频，避免图像细节边界的锯齿缺陷，需要利用时间和空间上的冗余信息进行对应插值，因此也需要对数据信息进行行和场的延迟，于此同时，为了正确的进行插值，与三维梳妆滤波中类似需要计算对应的时间相似度(运动检测)。而现在主流视频处理产品中，复合视频解码和隔行转逐行一般都作为独立的模块进行实现，因此数据信息的行场延迟存储以及复合视频解码和隔行转逐行装置的运动量检测需要采用两套独立的逻辑方式进行实现，其成本和复杂度都比较高。本专利技术引入一种高性能低成本的运动自适应资源共享的复合视频解码和隔行转逐行的装置。使得复合视频解码器与隔行转逐行装置共享行场延迟存储逻辑以及运动检测逻辑，减小了硬件实现和应用的复杂度，也使得信号在整个处理过程中信息的无缝共享，减少串行处理中存在的噪声放大问题。与此同时，该装置还可以配置成传统独立复合视频解码器的运行模式，将亮色分离后的亮色分量以隔行形式输出；或者输入信号为隔行的分量信号，经过该装置完成隔行到逐行视频的转换
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有模拟复合视频信号解码器以及视频隔行转逐行装置产品中系统结构复杂，逻辑冗余并且紧凑程度不够的问题，提出一种运动自适应资源共享的复合视频解码和隔行转逐行的装置和处理方法，可以更高质量地完成复合视频信号的解码和视频的隔行转逐行功能，应用中具有更高可靠性和更低的复杂性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种运动自适应资源共享的复合视频解码和隔行转逐行的装置，其中包括视频输入预处理单元，用于将不同信号格式下的视频信号从各路模数转换装置中引入到先入先出(FIFO)的数据缓冲区中，并且保证在稳定的系统时钟下匀速采用信号的完整性，将信号从晶振时钟重采样到标准的系统工作时钟速率，以供后续处理模块进行处理；分量视频/复合视频/S-video信号同步模块，该模块对视频输入预处理单元输出信号进行处理，寻找视频信号的行、场同步信号以及复合视频信号和S-Video中的色载波同步信号，通过行场信号锁相环电路确定输入信号的行场格式，并采用色载波锁相环对复合视频信号和S-Video中的色载波分量进行同步，提供对应的解调参考信号。行场格式信号将帮助后续行场信号延迟线组中各信号的排列；色同步信号锁相环还为系统提供更加准确的相对时钟。当然该同步模块也负责将非标准信号，如磁带机的信号、高噪声广播信号，无输入信号等情况下的信号进行纠正，并提供防死锁同步信号；分量视频/复合视频/S-video信号行场延迟线组，该模块根据分量视频/复合视频/S-video信号同步模块中提供的行场同步信息将视频输入预处理单元的输出视频信号从FIFO和存储器中取出排列到行场延迟线组中，行场延迟线组系一系列数据存储单元组成，按照标准的存储器单元的读写操作进行读写；于此同时，该行场延迟线组也接受从复合视频解码器解码完成的亮色分离信号；二维/三维动态降噪单元，该模块通过对视频信号行场延迟线中已排列对齐信号的内容进行检测，区分空间域(二维)和时间域(三维)的噪声与视频本身的细节，进行降噪；该模块需要用到视频内容自适应运动检测器得到运动量，防止因为三维降噪造成运动视频的拖尾现象。于此同时还要防止因为二维降噪造成的视频细节丢失；视频内容自适应运动检测器，该模块通过计算分量视频/复合视频/S-video信号行场延迟线组中视频信号(分量视频/复合视频/S-video信号)在时间域上是否有运动用于判断视频内容的运动特征，判断得到的运动量分别提供给三维动态降噪单元、内容/运动量自适应三维梳状滤波以及色度解调单元以及运动自适应隔行转逐行单元作为控制信号；存储器，用于存放场延迟的视频信号以及检测到的运动量信号，场延迟信号用于提供给分量视频/复合视频/S-video信号行场延迟线组，而存放的运动量信号用于去除因为快速运动而造成的当前检测误差；二维自适应梳妆滤波器单元，通过检测视频图像空间上的相关性，在当前样点上下和左右样点中寻找最优的亮色分离对象，其主要用于处理快速运动的视频内容中的亮色分离，并为三维自适应梳妆滤波提供二维方向的相似度信息作为参考。内容/运动量自适应三维梳状滤波以及色度解调单元，该模块根据视频内容自适应运动检测器提供的运动量信息以及二维自适应梳状滤波器单元提供的二维方向相似度信息，判断能否采用三维方向的梳妆滤波结果，并通过模糊判决获得最终的三维自适应梳状滤波亮色分量；通过对色度分量的解调，获得蓝差Cb和红差Cr色度分量，并送给隔行转逐行装置；Pl场斜角插值模块，该模块通过计算隔行视频信号需要插值点上下两行图像的内容获得延图像边沿方向的插值结果(减少锯齿错误)；斜角插值的输入信号可以是从内容/运动量自适应三维梳状滤波以及色度解调单元获得的分量信号，也可以是从系统外部直接送入的分量信号。运动自适应隔行转逐行单元(De-interlacing)，该模块根据视频内容自适应运动检测器提供的运动量信息决定所插视频样点采用前/后一场中的对应点来获得还是采用Pl场斜角插值模块二维插值的结果来获得； 一般来讲，如果当前点位于运动图像区域，运动量比较大，则采用Pl场斜角插值模块二维插值的结果，反之，如果运动量为零，则采用前后场对应点来作为当前点的值，如果处在中间，则采用模糊逻辑方式进行判决；最后获得逐行的分量视频信号；所述视频输入预处理单元还包括对不同信号输入信号模式的检测、选路以及信号范围的自适应调整，例如将输入信号很小时，需要将信号在模拟域或者数字域放大成后端处理单元能够认同的数据范围。同时所述视频输入预处理单元还根据分量视频/复合视频/S-video信号同步模块提供的色载波锁 相环路的误差信号和Clamping环路的反馈信息调整数据的采样率，从而使得 获得的视频数据速率为标准格式。所述分量视频/复合视频/S-video信号同步模块可以在分量视频和复合 视频情况下采用共享的部分逻辑，例如行场同步逻辑。所述二维/三维动态降噪单元在分量信号输入时对各个分量分别进行降 噪处理；对于复合视频信号输入的情况则对复合视频信号进行降噪，而对于 S-Video本文档来自技高网...

【技术保护点】
运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行转逐行装置，其中包括：　视频输入预处理单元，用于将不同信号格式下的视频信号从各路模数转换装置中引入到先入先出（ＦＩＦＯ）的数据缓冲区中，并且将信号从晶振时钟重采样到标准的系统工作时钟速率，以供后续 处理模块进行处理；　分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号同步模块，对根据视频预处理单元输出信号进行处理，寻找视频信号的行、场同步信号以及复合视频信号和Ｓ－Ｖｉｄｅｏ中的色载波同步信号，通过行场信号锁相环电路确定输入信号的行场格式，并 采用色载波锁相环对复合视频信号和Ｓ－Ｖｉｄｅｏ中的色载波分量进行同步，提供对应的解调参考信号；　分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号行场延迟线组，根据分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号同步模块中提供的行场同步信息将视频输入预处理 单元的输出视频信号从ＦＩＦＯ和存储器中取出排列到行场延迟线组中；　二维／三维动态降噪单元，通过对视频信号行场延迟线中已排列对齐信号的内容进行检测，区分空间域（二维）和时间域（三维）的噪声与视频本身的细节，进行降噪；　视频内容自适 应运动检测器，通过计算分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号行场延迟线组中分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号在时间域上是否有运动来判断视频内容的运动特征，得到运动量信号；　存储器，用于存放场延迟的视频信号以及检测到的运动量信号，场 延迟信号用于提供给分量视频／复合视频／Ｓ－ｖｉｄｅｏ信号行场延迟线组，而存放的运动量信号用于去除因为快速运动而造成的当前检测误差；　二维自适应梳妆滤波器单元，通过检测视频图像空间上的相关性，在当前样点上下和左右样点中寻找最优的亮色分离 对象，并可提供二维方向相似度信息；　内容／运动量自适应三维梳状滤波以及色度解调单元，根据视频内容自适应运动检测器提供的运动量信息以及二维自适应梳状滤波器单元提供的二维方向相似度信息，判断能否采用三维方向的梳妆滤波结果，并通过模糊判决获 得最终的三维自适应梳状滤波亮色分量，通过对色度分量的解调，获得蓝差Ｃｂ和红差Ｃｒ色度分量，并送给隔行转逐行装置；　Ｐ１场斜角插值模块，通过计算隔行视频信号需要插值点上下两行图像的内容获得延图像边沿方向的插值结果；以及　运动自适应 隔行转逐行单元（Ｄｅ－ｉｎｔｅｒｌａｃｉｎｇ），根据视频内容自适应运动检测器提供的运动量信息决定所插视频样点采用前／后一场中的...

【技术特征摘要】
1.运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行转逐行装置，其中包括视频输入预处理单元，用于将不同信号格式下的视频信号从各路模数转换装置中引入到先入先出(FIFO)的数据缓冲区中，并且将信号从晶振时钟重采样到标准的系统工作时钟速率，以供后续处理模块进行处理；分量视频/复合视频/S-video信号同步模块，对根据视频预处理单元输出信号进行处理，寻找视频信号的行、场同步信号以及复合视频信号和S-Video中的色载波同步信号，通过行场信号锁相环电路确定输入信号的行场格式，并采用色载波锁相环对复合视频信号和S-Video中的色载波分量进行同步，提供对应的解调参考信号；分量视频/复合视频/S-video信号行场延迟线组，根据分量视频/复合视频/S-video信号同步模块中提供的行场同步信息将视频输入预处理单元的输出视频信号从FIFO和存储器中取出排列到行场延迟线组中；二维/三维动态降噪单元，通过对视频信号行场延迟线中已排列对齐信号的内容进行检测，区分空间域(二维)和时间域(三维)的噪声与视频本身的细节，进行降噪；视频内容自适应运动检测器，通过计算分量视频/复合视频/S-video信号行场延迟线组中分量视频/复合视频/S-video信号在时间域上是否有运动来判断视频内容的运动特征，得到运动量信号；存储器，用于存放场延迟的视频信号以及检测到的运动量信号，场延迟信号用于提供给分量视频/复合视频/S-video信号行场延迟线组，而存放的运动量信号用于去除因为快速运动而造成的当前检测误差；二维自适应梳妆滤波器单元，通过检测视频图像空间上的相关性，在当前样点上下和左右样点中寻找最优的亮色分离对象，并可提供二维方向相似度信息；内容/运动量自适应三维梳状滤波以及色度解调单元，根据视频内容自适应运动检测器提供的运动量信息以及二维自适应梳状滤波器单元提供的二维方向相似度信息，判断能否采用三维方向的梳妆滤波结果，并通过模糊判决获得最终的三维自适应梳状滤波亮色分量，通过对色度分量的解调，获得蓝差Cb和红差Cr色度分量，并送给隔行转逐行装置；P1场斜角插值模块，通过计算隔行视频信号需要插值点上下两行图像的内容获得延图像边沿方向的插值结果；以及运动自适应隔行转逐行单元(De-interlacing)，根据视频内容自适应运动检测器提供的运动量信息决定所插视频样点采用前/后一场中的对应点来获得还是采用P1场斜角插值模块二维插值的结果来获得；最后获得逐行的分量视频信号。2.如权利要求1所述的一种运动自适应资源共享的模拟视频解码和隔行 转逐行装置，所述视频输入预处理单元保证在稳定的系统时钟下匀速采用信号的完整性，将信号从晶振时钟重采样到标准的系统工作时钟速率，以供后 续处理模块进行处理。3. 如权利要求1或2所述的一种运动自适应资源共享的模拟视频解码和 隔行转逐行装置，所述视频输入预处理单元还包括对不同信号输入信号模式 的检测、选路以及信号范围的自适应调整。4. 如权利要求1或2所述的一种运动自适应资源共享的模拟视频解码和 隔行转逐行装置，所述视频输入预处理单元还根据分量视频/复合视频 /S-video信号同步模块提供的色载波锁相环路的误差信号和Clamping环路 的反馈信息调整数据的釆样率，从而使得获...

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：上海威璞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]