防止数字化视频信号中的图像抖动的方法和装置转让专利
申请号 : CN200510084645.9
文献号 : CN1722814B
文献日 : 2010-04-14
发明人 : 陈志南 , 李华 , 弗兰克·杜蒙
申请人 : 汤姆森特许公司
摘要 :
本发明涉及一种用于从模拟输入视频信号生成数字视频信号的方法，其在模拟输入视频信号不完全符合标准时防止数字化视频信号中的图像抖动。根据本发明，所述方法包括以下步骤：检测(1)信号源的类型；在信息源的类型是非标准类型的情况下，检测(2)错误状态的存在；将所述模拟输入视频信号转换(3)成数字视频信号；在存在错误状态的情况下，用替代信号部分来替换(4)数字化视频信号的易出错部分；以及在信号源的类型是标准类型或者不存在错误状态的情况下，保持数字化视频信号不变。
权利要求 :
1.一种用于从模拟输入视频信号生成数字视频信号的方法，所述方法包括以下步骤：-检测(1)信号源的类型；
-在信息源的类型是非标准类型的情况下，检测(2)可能发生错误的操作状态的存在；
-将所述模拟输入视频信号转换(3)成数字视频信号；
-在存在可能发生错误的操作状态的情况下，用替代信号部分来替换(4)数字化视频信号的易出错部分；以及-在信号源的类型是标准类型或者不存在可能发生错误的操作状态的情况下，保持数字化视频信号不变。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述非标准类型的信号源是用于回放或记录磁带的设备。
3.如权利要求1或2的任一项所述的方法，其中所述可能发生错误的操作状态是所述信号源的特技模式。
4.如权利要求1或2的任一项所述的方法，其中所述模拟输入视频信号为CVBS信号。
5.如权利要求1或2的任一项所述的方法，其中所述数字化视频信号为ITU656信号。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述数字化视频信号的易出错部分是首标的场位。
7.如权利要求6所述的方法，其中将具有稳定定时的视频变换器的内部信号用于替换所述场位。
8.如权利要求7所述的方法，其中为了替换场位，将整个场位移确定的行数。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述确定的行数是可调整的。
10.一种用于接收和/或记录数字视频信号的装置，所述装置具有用于接收模拟视频信号的输入端以及用于数字化所接收的模拟视频信号的部件，其特征在于：所述装置被适配来执行如权利要求1至9的任一项所述的方法，从而从所接收的模拟视频信号生成数字视频信号。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种从模拟输入视频信号生成数字视频信号的方法，并且涉及一种具有通过使用这样的方法来数字化模拟输入视频信号的部件的装置。
背景技术
诸如HDD记录器或DVD记录器的数字存储设备通常具有模拟视频输入端和模拟视频输出端。但是，在内部将视频信号数字化以进行诸如MPEG压缩等的处理。在执行任何数字处理或压缩之前，首先通过8、9或甚至10位ADC(模数转换器，下文中称为视频转换器)来数字化输入的模拟视频信号。数字化视频信号一般符合ITU R-656标准。可以将处理过的视频信号存储在诸如DVD盘、VCD盘、或DVHS磁带等的记录介质上。也可以在MPEG解码后直接观看该视频信号。因此，通过DAC(数模转换器)将数字化视频信号转换回模拟视频信号。
在US 6,300,985的全文中描述了如何将正常模拟CVBS信号转换成串行数字接口输出信号。
如果具有符合标准(对于PAL的ITU-R BT624，对于NTSC的SMPTE170M等等)的模拟输入视频信号，则采用运行良好的IC来执行模数转换。但是，模拟输入视频信号有时不完全符合标准，例如，当其来自特技模式下(比如暂停或快进)的VCR时。在这些情况下，例如，场(上场，下场)将被混淆。尽管ADC IC仍然生成数字视频信号，但是这个信号包含错误。
在模拟输入信号严格符合诸如NTSC和PAL等标准的情况下，显示在TV上的编码和解码视频信号是正常的。这意味着交织的场顺序显示正确，并且没有图像抖动。
但是，当模拟输入视频信号没有严格符合视频标准时，则数字化视频信号变得有缺陷，在以错误顺序显示第一场和第二场时导致诸如抖动图像等缺陷的产生。
在US 6,300,985的全文中描述了如何将正常模拟CVBS信号转换成串行数字接口输出信号。
如果具有符合标准(对于PAL的ITU-R BT624，对于NTSC的SMPTE170M等等)的模拟输入视频信号，则采用运行良好的IC来执行模数转换。但是，模拟输入视频信号有时不完全符合标准，例如，当其来自特技模式下(比如暂停或快进)的VCR时。在这些情况下，例如，场(上场，下场)将被混淆。尽管ADC IC仍然生成数字视频信号，但是这个信号包含错误。
在模拟输入信号严格符合诸如NTSC和PAL等标准的情况下，显示在TV上的编码和解码视频信号是正常的。这意味着交织的场顺序显示正确，并且没有图像抖动。
但是，当模拟输入视频信号没有严格符合视频标准时，则数字化视频信号变得有缺陷，在以错误顺序显示第一场和第二场时导致诸如抖动图像等缺陷的产生。
发明内容
本发明的目的就是提出一种用于从模拟输入视频信号产生数字视频信号的方法，其在模拟输入视频信号不完全符合标准时防止数字化视频信号中的图像抖动。
根据本发明，通过一种用于从模拟输入视频信号产生数字视频信号的方法来实现这个目的，所述方法包括以下步骤：
-检测信号源的类型；
-在信息源的类型是非标准类型的情况下，检测错误状态的存在；
-将所述模拟输入视频信号转换成数字视频信号；
-在存在错误状态的情况下，用替代信号部分来替换数字化视频信号的易出错部分；以及
-在信号源的类型是标准类型或者不存在错误状态的情况下，保持数字化视频信号不变。
在数字化模拟输入视频信号之前，确定所述信号是否来自非标准类型的源(例如，VCR)。如果该信号是从TV广播装置或DVD接收的，则不会存在错误。然后检查错误状态的存在，即，非标准信号源是否处于可能出现错误的状态。例如对于VCR，可能的错误状态是诸如暂停或快进/倒带等的特技模式。如果存在这样的错误状态，则用替代信号部分来替换数字化视频信号的易出错部分。例如对于在特技模式下传送CVBS信号的VCR，已经发现由于模拟输入视频信号中的非标准定时信号，尤其是关于第一/第二场的信息在数字化(ITU656)的视频信号中受到干扰。为了校正场信息，将预定义的占位符插入数字化视频信号中。该预定义的占位符是这样定义的：其在大多数或甚至所有情况下都是正确的。最好将具有稳定定时的视频转换器的内部信号用于替换场位。因此，最好将整个场位移确定的行数。为了使所述方法适应于不同非标准类型的信号源，可以通过用户或者自动调整预定的行数。在信息源的类型为标准类型或不存在错误状态的情况下，保持数字化视频信号不变。对于“安全”模拟输入视频信号，即，推定无错误信号，则没有必要进行任何替换，因为这样的替换会产生不期望的错误。最好不断地重复以上步骤。
本发明具有以下优势，甚至在例如来自特技模式下的VCR的稍微失真的模拟输入视频输入信号情况下，合成的数字视频信号也没有错误。当然，本发明并不局限于将VCR作为信号源。其同样也可应用于使用磁带作为记录介质的其他类型的源(例如，便携式摄像机)，或其他传送非标准模拟视频信号的任何设备。
最好在用于接收和/或记录数字视频信号的装置中采用根据本发明的方法，所述装置具有用于接收模拟视频信号的输入端以及用于数字化所接收的模拟视频信号的部件。
根据本发明，通过一种用于从模拟输入视频信号产生数字视频信号的方法来实现这个目的，所述方法包括以下步骤：
-检测信号源的类型；
-在信息源的类型是非标准类型的情况下，检测错误状态的存在；
-将所述模拟输入视频信号转换成数字视频信号；
-在存在错误状态的情况下，用替代信号部分来替换数字化视频信号的易出错部分；以及
-在信号源的类型是标准类型或者不存在错误状态的情况下，保持数字化视频信号不变。
在数字化模拟输入视频信号之前，确定所述信号是否来自非标准类型的源(例如，VCR)。如果该信号是从TV广播装置或DVD接收的，则不会存在错误。然后检查错误状态的存在，即，非标准信号源是否处于可能出现错误的状态。例如对于VCR，可能的错误状态是诸如暂停或快进/倒带等的特技模式。如果存在这样的错误状态，则用替代信号部分来替换数字化视频信号的易出错部分。例如对于在特技模式下传送CVBS信号的VCR，已经发现由于模拟输入视频信号中的非标准定时信号，尤其是关于第一/第二场的信息在数字化(ITU656)的视频信号中受到干扰。为了校正场信息，将预定义的占位符插入数字化视频信号中。该预定义的占位符是这样定义的：其在大多数或甚至所有情况下都是正确的。最好将具有稳定定时的视频转换器的内部信号用于替换场位。因此，最好将整个场位移确定的行数。为了使所述方法适应于不同非标准类型的信号源，可以通过用户或者自动调整预定的行数。在信息源的类型为标准类型或不存在错误状态的情况下，保持数字化视频信号不变。对于“安全”模拟输入视频信号，即，推定无错误信号，则没有必要进行任何替换，因为这样的替换会产生不期望的错误。最好不断地重复以上步骤。
本发明具有以下优势，甚至在例如来自特技模式下的VCR的稍微失真的模拟输入视频输入信号情况下，合成的数字视频信号也没有错误。当然，本发明并不局限于将VCR作为信号源。其同样也可应用于使用磁带作为记录介质的其他类型的源(例如，便携式摄像机)，或其他传送非标准模拟视频信号的任何设备。
最好在用于接收和/或记录数字视频信号的装置中采用根据本发明的方法，所述装置具有用于接收模拟视频信号的输入端以及用于数字化所接收的模拟视频信号的部件。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将通过结合附图在以下描述中更为详细地解释本发明。需要理解的是，本发明并不局限于这个示例性实施例，并且在不背离本发明的范围的情况下，也可以适宜地组合和/或修改那些特定特征。在附图中：
图1示出了正常CVBS模拟视频信号，
图2示出了由特技模式下的VCR所输出的失真的模拟视频信号，
图3示出了由于特技模式而导致的抖动数字视频信号，以及
图4示出了根据本发明的方法的流程图。
图1示出了正常CVBS模拟视频信号，
图2示出了由特技模式下的VCR所输出的失真的模拟视频信号，
图3示出了由于特技模式而导致的抖动数字视频信号，以及
图4示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
在图1a)中示出了在垂直定时(V定时)时刻具有正确预均衡脉冲、锯齿脉冲和后均衡脉冲的正常CVBS模拟视频信号。在图1b)中示出了这个信号的放大部分。
在图2a)中示出了失真的模拟视频信号。另外，图2b)示出了这个信号的放大部分。在这个例子中，该信号来自在特技模式下(例如在暂停或快进/倒带模式下)操作的VCR。这样的信号通常是有缺陷的，并且示出了诸如非标准行长度或非标准垂直同步信号等多种失真。这意味着在VCR处于特技模式时，输出的CVBS信号的V定时变得不标准。在这种情况下，视频转换器不能从H(水平)和V定时生成适当的场信号，并且得到的数字视频信号变得抖动。在图2的例子中，在预均衡脉冲与锯齿脉冲之间具有大约四行的延迟。这个附加的延迟干扰了场信号的生成。
在图3a)中示出了这样的抖动数字视频信号。如上文所述，图3b)示出了这个信号的放大部分。描述了特技模式(暂停)下的场信号(下或上，也称为偶数或奇数)，以及正常模式下的场信号。可以看出场信号的低电平周期的持续时间T在特技模式期间和正常模式期间是一样的。但是，在特技模式期间，场信号的高电平周期的持续时间改变了延迟Δ。在这个特定例子中，将下场的开始位置位移大约180μs，其对应于三行的延迟。因此，也将比正常要晚三行来显示TV屏幕上的图像的下场。在附图中，将场信号的下降沿用作触发器tr。
为了处理该抖动视频信号，在第一步骤1中检测信号源的类型。为了防止任何不必要或错误的动作，仅在A/V输入模式下执行对视频信号的改变。为了区别VCR与其他类型的源，一种可能性就是分析视频信号的时基。因为VCR信号具有不稳定时基，而来自TV广播装置或DVD播放器的信号具有稳定时基，所以可以采用这个特征来检测信号源。如果输入信号具有不稳定时基，则认为其是从VCR接收的。
在从VCR接收模拟输入视频信号的情况下，在第二步骤2中分析VCR是否处于错误状态，即，处于诸如特技模式等可能产生错误的状态。在大多数VCR中，通过主信号处理器在特技模式中插入Vsync。通常，该插入的Vsync的频率是不标准的。这就意味着如果确定Vsync的频率在规定范围之外，则VCR处于特技模式下。
在接下来的步骤3中数字化模拟输入视频信号。如果该模拟输入视频信号不是从VCR中接收的，或者如果其是从在正常模式下操作的VCR中接收的，则在数字化步骤3之后保持数字化视频信号不变，因为没有必要执行任何校正。实际上，不必要的校正反而可能生成不期望的错误。但是，如果输入信号来自在特技模式下操作的VCR，则在数字化步骤3之后，在进一步的步骤4中用替代信号部分来替换数字化信号的易出错部分。
根据ITU656规范，SAV/EAV首标的位6表示下述场：
许多视频转换器提供具有稳定定时的内部信号(例如，Vgate)。将这个信号用于替换SAV/EAV首标中的场位。通过改变视频转换器的寄存器设置来进行这个替换。
在最后的步骤5中，数字化视频信号经受诸如MPEG编码等的进一步处理。最好不断地重复上述步骤。
为了替换场位，最好将整个场位移一定的行数(例如，三行)。内部信号(Vgate)的值通常是可编程的。因此，可以将其编程为稳定的。例如，可以将信号延迟一行。信号的起始点是从上到下的转换。对于以上大约180μs的延迟的例子，进行三行的向后位移。
采用这个方法来防止图像抖动的设备最好是用户可调的。然后，用户可以将延迟调整到不同的行数(例如，三、四或五行)，直到抖动消失。即使仅使用了模拟输入视频信号的一个源，但是例如当源使用在另一设备上记录的磁带时，不同的延迟值会比较有利。在这样的情况下，可能需要较大的延迟值来减少抖动。
在图2a)中示出了失真的模拟视频信号。另外，图2b)示出了这个信号的放大部分。在这个例子中，该信号来自在特技模式下(例如在暂停或快进/倒带模式下)操作的VCR。这样的信号通常是有缺陷的，并且示出了诸如非标准行长度或非标准垂直同步信号等多种失真。这意味着在VCR处于特技模式时，输出的CVBS信号的V定时变得不标准。在这种情况下，视频转换器不能从H(水平)和V定时生成适当的场信号，并且得到的数字视频信号变得抖动。在图2的例子中，在预均衡脉冲与锯齿脉冲之间具有大约四行的延迟。这个附加的延迟干扰了场信号的生成。
在图3a)中示出了这样的抖动数字视频信号。如上文所述，图3b)示出了这个信号的放大部分。描述了特技模式(暂停)下的场信号(下或上，也称为偶数或奇数)，以及正常模式下的场信号。可以看出场信号的低电平周期的持续时间T在特技模式期间和正常模式期间是一样的。但是，在特技模式期间，场信号的高电平周期的持续时间改变了延迟Δ。在这个特定例子中，将下场的开始位置位移大约180μs，其对应于三行的延迟。因此，也将比正常要晚三行来显示TV屏幕上的图像的下场。在附图中，将场信号的下降沿用作触发器tr。
为了处理该抖动视频信号，在第一步骤1中检测信号源的类型。为了防止任何不必要或错误的动作，仅在A/V输入模式下执行对视频信号的改变。为了区别VCR与其他类型的源，一种可能性就是分析视频信号的时基。因为VCR信号具有不稳定时基，而来自TV广播装置或DVD播放器的信号具有稳定时基，所以可以采用这个特征来检测信号源。如果输入信号具有不稳定时基，则认为其是从VCR接收的。
在从VCR接收模拟输入视频信号的情况下，在第二步骤2中分析VCR是否处于错误状态，即，处于诸如特技模式等可能产生错误的状态。在大多数VCR中，通过主信号处理器在特技模式中插入Vsync。通常，该插入的Vsync的频率是不标准的。这就意味着如果确定Vsync的频率在规定范围之外，则VCR处于特技模式下。
在接下来的步骤3中数字化模拟输入视频信号。如果该模拟输入视频信号不是从VCR中接收的，或者如果其是从在正常模式下操作的VCR中接收的，则在数字化步骤3之后保持数字化视频信号不变，因为没有必要执行任何校正。实际上，不必要的校正反而可能生成不期望的错误。但是，如果输入信号来自在特技模式下操作的VCR，则在数字化步骤3之后，在进一步的步骤4中用替代信号部分来替换数字化信号的易出错部分。
根据ITU656规范，SAV/EAV首标的位6表示下述场：
许多视频转换器提供具有稳定定时的内部信号(例如，Vgate)。将这个信号用于替换SAV/EAV首标中的场位。通过改变视频转换器的寄存器设置来进行这个替换。
在最后的步骤5中，数字化视频信号经受诸如MPEG编码等的进一步处理。最好不断地重复上述步骤。
为了替换场位，最好将整个场位移一定的行数(例如，三行)。内部信号(Vgate)的值通常是可编程的。因此，可以将其编程为稳定的。例如，可以将信号延迟一行。信号的起始点是从上到下的转换。对于以上大约180μs的延迟的例子，进行三行的向后位移。
采用这个方法来防止图像抖动的设备最好是用户可调的。然后，用户可以将延迟调整到不同的行数(例如，三、四或五行)，直到抖动消失。即使仅使用了模拟输入视频信号的一个源，但是例如当源使用在另一设备上记录的磁带时，不同的延迟值会比较有利。在这样的情况下，可能需要较大的延迟值来减少抖动。