專利名稱：一種信號處理的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻處理，更具體地說，涉及一種對壓縮和解壓縮視頻流執(zhí)行運動補(bǔ)償幀率上變頻的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
視頻顯示技術(shù)的重大革命包括基于液晶顯示器(LCD)或等離子顯示屏(PDP)技術(shù)的平面屏幕，其快速地替代了在半個多世紀(jì)內(nèi)作為主要的顯示設(shè)備的陰極射線管(CRT)技術(shù)。這種新的視頻顯示技術(shù)的重大意義是圖像可在平面屏幕上以更高的圖像速率(picture rate)逐行掃描顯示。這種新的視頻顯示技術(shù)也可加速標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD)電視向高清(HD)電視的轉(zhuǎn)變。
低圖像速率格式可用在傳統(tǒng)的視頻壓縮系統(tǒng)中以在新式的顯示屏上顯示傳統(tǒng)視頻。信道容量的限制可能會影響低像速圖像的顯示。例如，認(rèn)為30Hz的視頻序列可在移動網(wǎng)絡(luò)和終端(如，可從服務(wù)器接收編碼視頻序列的移動電話)上傳播。然而，由于帶寬的限制，只有低比特率的視頻序列能進(jìn)行通信。因此，編碼器可能會移出三分之二要傳送的圖片，這將產(chǎn)生一個例如大約10H的圖像速率圖像的序列?？捎眯诺赖娜萘吭诓煌囊曨l服務(wù)中可能不同。世界上不同的地區(qū)，沿用的系統(tǒng)也可能不同，例如，NTSC、 SECAM或PAL。
比較本發(fā)明后續(xù)將要結(jié)合附圖介紹的系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)的其它局限性和弊端對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于壓縮和解壓縮視頻比特流的運動補(bǔ)償幀率上變頻的系統(tǒng)和/或方法，結(jié)合至少一副附圖給出了充分地顯示和/或描述，并更完整地在權(quán)利要求中闡明。
根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種信號處理的方法，包括
在視頻接收器中-
接收視頻比特流，所述視頻比特流包括多個視頻幀和對應(yīng)的編碼信息；從所述接收的視頻比特流中提取所述編碼信息；和使用所述提取的編碼信息在所述接收的多個視頻幀上執(zhí)行幀率上變頻。
優(yōu)選地，所述提取的編碼信息包括字塊運動矢量、字塊編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)中的一個或多個。
優(yōu)選地，所述編碼信息由視頻發(fā)射器基于來自視頻源(video feed)的壓縮視頻通過熵解碼產(chǎn)生，所述視頻源來自有線電視網(wǎng)、IP電視網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、照相機(jī)、和/或攝像機(jī)中的一個。
優(yōu)選地，所述接收的多個視頻幀包括在所述視頻發(fā)射器中通過解壓縮來自所述視頻源的所述壓縮視頻所構(gòu)造的多個解碼視頻幀。
優(yōu)選地，所述方法還包括
基于所述提取的編碼信息為所述接收到的多個解碼視頻幀中的每一個生成像素運動矢量；和
計算運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個用于對應(yīng)所述生成的像素運動矢量。
優(yōu)選地，所述方法還包括基于所述生成的像素運動矢量和所述計算的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個從所述接收的多個解碼視頻幀中生成多個內(nèi)插視頻幀。
優(yōu)選地，所述接收的視頻比特流包括壓縮視頻。
優(yōu)選地，所述方法還包括將所述接收的壓縮視頻解壓縮成多個解碼視頻幀。
優(yōu)選地，所述方法還包括
基于所述提取的編碼信息為所述多個解碼視頻幀中的每一個生成像素運 動矢量；和
計算運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個用于對應(yīng)所述 生成的像素運動矢量。
優(yōu)選地，所述方法還包括基于所述生成的像素運動矢量和所述計算的運動 矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個從所述多個解碼視頻幀中生 成多個內(nèi)插視頻幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種信號處理的系統(tǒng)，包括
一個或多個在視頻接收器中使用的電路，所述一個或多個電路可操作地接 收視頻比特流，所述視頻比特流包括多個視頻幀和對應(yīng)的編碼信息；
所述一個或多個電路可操作地從所述接收的視頻比特流中提取所述編碼 "f曰息；
所述一個或多個電路可操作地使用所述提取的編碼信息在所述接收的多 個視頻比特流上執(zhí)行幀率上變頻。
優(yōu)選地，所述提取的編碼信息包括字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、 和/或量化冗余數(shù)據(jù)中的一個或多個。
優(yōu)選地，所述編碼信息由視頻發(fā)射器基于來自視頻源的壓縮視頻通過熵解 碼生成，所述視頻源來自有線電視網(wǎng)、ip網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng) 絡(luò)、照相機(jī)、和/或攝像機(jī)中的一個。
優(yōu)選地，所述接收的多個視頻幀包括在所述視頻發(fā)射器中通過解壓縮來自 所述視頻源的所述壓縮視頻所構(gòu)造的多個解碼視頻幀。
優(yōu)選地，所述一個或多個電路可操作地基于所述提取的編碼信息為所述接
收到的多個解碼視頻幀中的每一個生成像素運動矢量；和
計算運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個用于對應(yīng)所述 生成的像素運動矢量。
優(yōu)選地，所述一個或多個電路可操作地基于所述生成的像素運動矢量和所述計算的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個從所接收的多 個解碼視頻幀中生成多個內(nèi)插視頻幀。
優(yōu)選地，所接收的視頻比特流包括壓縮視頻。
優(yōu)選地，所述一個或多個電路可操作地將所述接收的壓縮視頻解壓縮成多 個解碼視頻幀。
優(yōu)選地，所述一個或多個電路可操作地基于所述提取的編碼信息為所述多
個解碼視頻幀中的每一個生成像素運動矢量；和
計算運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個用于對應(yīng)所述 生成的像素運動矢量。
優(yōu)選地，所述一個或多個電路可操作地基于所述生成的像素運動矢量和所 計算的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個從所述多個解碼 視頻幀中生成多個內(nèi)插視頻幀。
本發(fā)明的各種優(yōu)點、各個方面和創(chuàng)新特征，以及其中所示例的實施例的細(xì) 節(jié)，將在以下的描述和附圖中進(jìn)行詳細(xì)介紹。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中-
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的從無線HD發(fā)射器通過無線HD傳送 鏈路向無線HD接收器傳送視頻比特流的無線HD系統(tǒng)的典型框圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的可操作地通過無線HD傳輸鏈路發(fā)送 解壓縮視頻比特流的無線HD發(fā)射器的典型示意圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的在無線發(fā)射器中為視頻解壓縮處理 所采用的解壓縮引擎的典型示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中在無線HD傳輸鏈路上接收解壓縮視頻 比特流所采用的的無線HD接收器的典型示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的無線HD接收器為運動補(bǔ)償內(nèi)插所采 用的幀率上變頻引擎的典型示意圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中所內(nèi)插視頻幀在兩基準(zhǔn)視頻幀間內(nèi)插的框圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的內(nèi)插視頻幀的運動矢量的典型框圖； 圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的可操作地通過無線HD傳輸鏈路發(fā)
送壓縮視頻比特流的無線HD發(fā)射器的典型示意圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的用來通過無線HD傳輸鏈路來接收壓
縮視頻比特流的無線HD接收器的典型示意圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的對壓縮和解壓縮視頻比特流用無線
HD來進(jìn)行運動補(bǔ)償幀率上變頻的典型步驟流程圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中視頻解壓縮的典型步驟流程圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中無線HD接收器對壓縮和解壓縮視頻
比特流執(zhí)行運動補(bǔ)償幀率上變頻的典型步驟流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一些實施例可在一種對壓縮和解壓縮視頻比特流執(zhí)行運動補(bǔ)償 幀率上變頻的系統(tǒng)和/或方法中找到。本發(fā)明的不同實施例可包括視頻接收器 (如無線高清接收器)，其可操作地通過諸如無線高清傳輸鏈路從諸如無線高 清的發(fā)射器的視頻發(fā)射器接收視頻比特流。接收的視頻比特流可包括多個用于 顯示的視頻幀連同編碼信息。編碼信息可以提取出來并用作在用于顯示的多個 視頻幀上進(jìn)行幀率上變頻處理。該編碼信息，諸如字塊運動矢量(block motion vector)、字塊式編碼(block coding mode)、量化電平(quantization level)、禾口 /或量化冗余數(shù)據(jù)(quantizedresidual data)可由無線高清(HD)發(fā)射器通過對 來自視頻源的壓縮視頻進(jìn)行熵解碼而生成。該視頻源來自例如IP電視網(wǎng)絡(luò)和 衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)。接收的視頻比特流可以是未壓縮的或壓縮的。在收到多個被解 碼的視頻幀的情況下，無線HD接收器可操作地通過用提取的相關(guān)編碼信息和 相關(guān)測量結(jié)果為所接收的解碼視頻幀生成多個內(nèi)插視頻幀，相關(guān)測量結(jié)果如運 動矢量的可靠性和/或一致性中的一個或兩個。
在收到未壓縮的視頻(如MPEG-2或MPEG-4)的情況下。無線HD接收 器可操作地解壓縮收到的壓縮視頻，導(dǎo)致生成多個解碼視頻幀。解壓縮可能發(fā)生在幀率上變頻前，如前所述，無線HD接收器可操作地基于生成的多個解碼
視頻幀執(zhí)行幀率上變頻。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的從無線HD發(fā)射器通過無線HD傳送 鏈路向無線HD接收器傳送視頻比特流的無線HD系統(tǒng)的典型框圖，參照圖1 所示的無線HD系統(tǒng)100。
無線HD系統(tǒng)100可包括視頻源110、無線HD發(fā)射器120、天線122、 無線HD傳輸鏈路130、無線HD接收器140、天線142和顯示裝置150。視 頻源110可包括有線電視網(wǎng)111、 IP電視網(wǎng)絡(luò)112、衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)113、移動 通信網(wǎng)絡(luò)114、照相機(jī)115、和/或攝像機(jī)11。無線HD系統(tǒng)100能夠通過無線 鏈路，如無線HD傳輸鏈路130，傳送高清音頻和視頻。無線HD系統(tǒng)可配置 成支持多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如，無線高清接口標(biāo)準(zhǔn)(wireless HD)和/或有線高清 接口 (WHD)標(biāo)準(zhǔn)。
視頻源110可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用于給無線HD發(fā)射 器120提供帶有低圖像速率的壓縮視頻比特流。壓縮視頻比特流可使用多種視 頻壓縮算法，如MPEG-2、 MPEG-4、 MPEG-4/AVC、 VC1、 VP6指定的、和/ 或其他可允許前向、后向和雙向的預(yù)測編碼的視頻格式來形成。接收到的壓縮 視頻比特流可由各個直接視頻源提供，直接視頻源例如有照相機(jī)115和/或攝 像機(jī)116。接收到的壓縮視頻比特流可由間接視頻源提供，間接視頻源例如有 有線電視網(wǎng)111、 IP電視網(wǎng)絡(luò)112、衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)113和/或移動通信網(wǎng)絡(luò)114。
天線122可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，這些合適的邏輯、電路和/ 或代碼，用于在射頻(RF)頻帶下傳送信號。在這點上，向無線HD接收器 140傳送的信號可包括未壓縮的視頻數(shù)據(jù)和/或壓縮視頻數(shù)據(jù)，盡管圖1只示出 了單天線122，但本發(fā)明不僅僅限于此。因此在不背離本發(fā)明的各個實施例的 精神和范圍的情況下，可使用一個或多個天線從無線HD發(fā)射器120在射頻 (RF)頻帶上向無線HD接收器140傳送信號。
無線HD發(fā)射器120可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用于通過無 線HD傳輸鏈路130向無線HD接收器傳送多種數(shù)據(jù)，例如壓縮視頻數(shù)據(jù)和/ 或解壓縮視頻數(shù)據(jù)。無線HD發(fā)射器120可配置成能接受來自視頻源110的低
9圖像速率的壓縮視頻比特流。所述接受的低圖像速率壓縮視頻比特流可通過無
線HD傳輸鏈路130向無線HD接收器140傳送。在本發(fā)明的一個實施例中， 無線HD發(fā)射器120可用于與無線HD接收器140進(jìn)行通信，以確定無線接收 器140能支持的視頻格式。確定的視頻格式可包括，如，未壓縮的、MPEG-2、 MPEG-4、 VC1、和/或VP6，在這點上，無線HD發(fā)射器120可配置成能以確 定的視頻格式發(fā)送所接受的壓縮視頻比特流，確定的視頻格式可以是未壓縮的 或壓縮的。
在無線HD發(fā)射器可用于向無線HD接收器140發(fā)送未壓縮視頻比特流的 例子中，無線HD發(fā)射器120可首先配置成能解壓來自視頻源110的所述接受 的壓縮視頻比特流，然后，通過無線傳輸鏈路130向無線HD接收器140傳送 這些解壓縮的視頻比特流。在本發(fā)明的另一個實施例中，無線HD發(fā)射器120 可用于從來自視頻源110的所述接受的壓縮視頻比特流中通過例如熵解碼方 式提取編碼信息。所述提取的編碼信息可包括與所接受的視頻比特流相關(guān)的， 例如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。所述提取 的編碼信息可用確定的視頻格式格式化或再格式化(reformat),且可和所述接 受的壓縮視頻比特流或解壓縮視頻比特流一起通過無線HD傳輸鏈路130向無 線HD接收器140發(fā)送。
無線HD傳輸鏈路130可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用于支持 無線高清(HD)信號的傳輸。無線HD傳輸鏈路130可配置成按照例如無線 HD的標(biāo)準(zhǔn)來傳送HD信號?？苫?0GHz射頻附近的7GHz連續(xù)帶寬來特別 指定無線HD標(biāo)準(zhǔn)。對于全HD視頻及音頻與數(shù)據(jù)信號的組合可采用無線HD 來進(jìn)行未壓縮的數(shù)字傳輸。理論上講，無線HD大致與高清多媒體接口(HDMI) 一樣。HDMI是一種傳送未壓縮數(shù)字信號的小型音頻/視頻接口。在這點上， 無線HD傳輸鏈路130可被配置成使未壓縮視頻比特流和壓縮視頻比特流在無 線HD發(fā)射器120和無線HD接收器140之間傳送。無線HD傳輸鏈路130可 被配置成能處理高達(dá)例如25Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸率，以使按比例縮放期望的視頻 比特流以達(dá)到更高的分辨率、色深和/或色域。
天線142可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于在射頻頻帶上接收信號&、在這點上，天線142可用于從無線HD發(fā)射器120接收包括未壓縮或壓縮 視頻比特流的視頻信號。盡管圖1僅示出了單天線142，但本發(fā)明不僅僅限于 此。因此無線接收器140可使用一個或多個天線在射頻(RF)頻帶下接收信 號，而不背離本發(fā)明多個實施例的精神和范圍。
無線HD接收器140可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼用于通過 天線142在無線HD傳輸鏈路上從無線HD發(fā)射器接收各種數(shù)據(jù)，如壓縮視頻 比特流和/或解壓縮視頻比特流。在本發(fā)明的一個實施例中，無線HD接收器 140可用于與無線HD發(fā)射器120進(jìn)行通信以提供支持的視頻格式。所述視頻 格式可包括，例如，未壓縮的、MPEG-2、 MPEG-4、 VC1、和/或VP6。在這 點上，無線HD接收器140可被配置成根據(jù)由無線HD發(fā)射器120確定的視頻 格式來接收未壓縮視頻比特流或壓縮視頻比特流。在從無線HD發(fā)射器120接 收未壓縮的視頻比特流的例子中，無線HD接收器140可用于從所述接收的未 壓縮的視頻比特流中提取編碼信息。所述提取的編碼信息可包括與所述接收的 未壓縮視頻比特流中的原始壓縮視頻比特流相關(guān)的例如字塊運動矢量、字塊式 編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)?？稍跓o線HD接收器140中使用所述 編碼信息進(jìn)行幀率上變頻處理。對于接收的未壓縮的視頻比特流中的每一個未 壓縮的視頻幀，無線HD接收器140在幀率上變頻時用于內(nèi)插一個或多個中間 視頻幀。
無線HD接收器140可配置成將內(nèi)插視頻幀通過如HDMI接口和/或顯示 端口的接口向顯示裝置150發(fā)送，以使內(nèi)插視頻幀能顯示給用戶觀看。在從無 線HD發(fā)射器120接收壓縮視頻比特流的例子中，無線HD接收器140可通過 從所接收的壓縮視頻比特流中通過熵解碼提取編碼信息。無線HD接收器140 可配置成對所接收的壓縮視頻比特流進(jìn)行解壓縮以生成解碼視頻幀序列。無線 HD接收器140可用于使用所述解碼視頻幀序列作為基準(zhǔn)視頻幀，并參考提取 的如字塊運動矢量的編碼信息進(jìn)行幀率上變頻處理。在進(jìn)行幀率上變頻的過程 中，無線HD接收器140可用于對每個解碼視頻幀內(nèi)插一個或多個中間視頻幀， 這可通過諸如HDMI和/或顯示端口向顯示裝置150發(fā)送以向用戶顯示這些內(nèi) 插視頻幀。
ii顯示裝置150可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用于向用戶顯示從. 無線HD接收器140所接收的視頻幀。顯示裝置150可用于使用多種接口與無 線HD接收器140進(jìn)行通信。所述多種接口諸如高清多媒體接口、以太網(wǎng)、和 /或顯示端口。
盡管無線HD系統(tǒng)在圖1中作了說明，但本發(fā)明不僅僅限于此。在這點上， 在不背離本發(fā)明的多個實施例的精神和范圍的基礎(chǔ)上，無線HD反射器120和 無線HD接收器140可用于支持無線或有線的通信，所述無線或有線通信可以 是HD或標(biāo)清(SD)。
在運行中，無線HD發(fā)射器120可用于從視頻源110通過天線122接受壓 縮視頻比特流。無線HD發(fā)射器120可用于從所述接受的視頻比特流中提取編 碼信息。所述提取的編碼信息可包括與所述接受的壓縮視頻比特流相關(guān)的諸如 字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。無線HD發(fā)射 器120可用于與諸如無線HD接收器140的目標(biāo)接收器通過無線HD傳輸鏈路 130進(jìn)行通信，以確定用于向無線HD接收器140的視頻傳輸?shù)囊曨l格式，諸 如未壓縮的、MPEG-2、 MPEG-4、 VC1、禾卩/或VP6。所述提取的編碼信息和 所述接受的視頻比特流可用所確定的視頻格式格式化或重新格式化，且一起發(fā) 送至無線HD接收器140。無線HD接收器140可用于從所接收的無論是未壓 縮的或壓縮的視頻比特流中提取編碼信息，以用作執(zhí)行幀率上變頻。在收到的 視頻比特流是壓縮的情況下，無線HD接收器140可用于進(jìn)行幀率上變頻之前 進(jìn)行視頻解壓縮以生成解碼視頻幀序列。無線HD接收器可用于在幀率上變頻 過程中為每個未壓縮的視頻幀或解碼視頻幀內(nèi)插一個或多個中間視頻幀。這些 內(nèi)插視頻幀可通過諸如HDMI、以太網(wǎng)、禾口/或顯示端口向顯示裝置150發(fā)送， 以顯示給用戶觀看。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中可操作地通過無線HD傳輸鏈路發(fā)送解 壓縮視頻比特流的無線HD發(fā)射器的典型示意圖。無線HD發(fā)射器200可包括 解壓縮引擎(decompression engine) 210、處理器220和存儲器230。
解壓縮引擎210可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于對所述 接受的來自視頻源110的壓縮視頻比特流進(jìn)行解壓縮以生成/構(gòu)造解碼視頻幀?？s技術(shù)，例如，熵解碼(entropy decoding )、 反量"f七(inverse quantization)、逆變換(inverse transform)禾口運 動補(bǔ)償預(yù)測(motion compensated prediction)。解壓縮引擎210可用于提供編碼 信息，例如，字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和量化冗余數(shù)據(jù)。諸如 無線HD接收器140的目標(biāo)接收器可使用這些由解壓縮引擎210所提供的編碼
信息來執(zhí)行幀率上變頻。
處理器220可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于從視頻源110 接受壓縮視頻比特流。解碼解碼，處理器220可用于向解壓縮引擎210傳送所 述接受的壓縮視頻比特流以用于各種視頻解碼和/或解壓縮操作，如熵解碼、 反量化、逆變換和運動補(bǔ)償預(yù)測。由解壓縮引擎210所提供的解碼視頻幀和所 述提取的編碼信息可向諸如無線HD接收器140的目標(biāo)視頻接收器發(fā)送。處理 器220可用于與存儲器230進(jìn)行通信，來為解碼解壓縮引擎210提供多種視頻 解碼算法以用于各種解碼操作。處理器220可配置成與無線HD接收器140進(jìn) 行通信以確定支持用于對應(yīng)的視頻傳輸?shù)囊曨l格式。處理器220既可采用確定 的視頻格式來格式化解碼視頻幀，又可用來提取向無線HD接收器140傳送的 編碼信息。
存儲器230可包括合適的邏輯、電路、接口、和/或代碼，用于存儲處理 器220和解壓縮引擎210所使用的信息，諸如可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)。所述可執(zhí)行 指令可包括解壓縮引擎210為各種視頻解碼操作所采用的解碼算法。所述數(shù)據(jù) 可包括解碼視頻幀和提取的編碼信息，如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電 平、和量化冗余數(shù)據(jù)。存儲模塊230可包括RAM、 ROM、諸低延時的非易失 存儲器(low latency nonvolatile memory)(如flash存儲器)禾口/或合適的電子 數(shù)據(jù)存儲器的。
在運行中，處理器220可用于接受來自諸如IP電視網(wǎng)絡(luò)112的視頻源的 帶有低幀率的壓縮視頻比特流。解碼解碼處理器220可用于向解壓縮引擎210 傳送所述接受的壓縮視頻比特流，以用于各種視頻解碼和/或解壓縮操作，如 熵解碼、反量化、逆變換和運動補(bǔ)償預(yù)測。解壓縮引擎210可配置成向處理器 220提供解碼視頻幀和相關(guān)聯(lián)編碼信息諸如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和量化冗余數(shù)據(jù)。解壓縮引擎210可采用多種存儲在存儲器230中的解 碼算法用于對應(yīng)的視頻處理操作。處理器220可用于使得解碼視頻幀和提取的 編碼信息以確定的格式組合，所確定的格式適合諸如無線HD接收器140的目 標(biāo)接收器。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中在無線傳輸中為視頻解壓縮處理所采 用的解壓縮引擎的典型示意圖。參照圖3，示出了解壓縮引擎300。解壓縮引 擎300可包括熵解碼單元310、反量化單元320、逆變換單元330、組合器340 和運動補(bǔ)償預(yù)測單元350。
熵解碼單元310可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于熵編碼 數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。熵解碼單元310可用于將熵編碼數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成符號 (量化冗余數(shù)據(jù))，這些符號可饋送或傳送給后續(xù)解碼單元(如反量化單元320 和逆變換單元330)解碼以得到解碼視頻幀。可用多種方式來完成這種由二進(jìn) 制位到符號(量化冗余數(shù)據(jù))的轉(zhuǎn)換，例如在MPEG中，熵解碼可通過先使 用可變長碼解碼(variable-length decoding),然后使用游程長度解碼(run-length decoding)來完成。熵解碼數(shù)據(jù)可以是來自視頻源110的接受壓縮視頻比特流。 在這點上，熵解碼單元310可用于從接受壓縮視頻比特流中提取編碼信息如字 塊運動矢量。所述提取的編碼信息可包括與所述接受壓縮視頻比特流相關(guān)的， 例如，字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。
反量化單元320可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于對來自熵解碼 單元310的解碼視頻幀的量化冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放和/或再縮放以構(gòu)造帶有有限 色彩組(a limited set)的視頻幀，在該有限色彩組中使得每個色彩和它最接近 的表現(xiàn)相關(guān)聯(lián)。反量化單元320可被用作諸如在重新構(gòu)造的圖像中減少視覺上 的失真。
逆變換單元330可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于結(jié)合標(biāo) 準(zhǔn)基礎(chǔ)格式來為來自反量化單元320的每個反量化視頻幀形成冗余宏塊 (residual macroblocks)。
運動補(bǔ)償預(yù)測(MCP)單元350可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼， 用于為未壓縮的視頻幀中的宏塊提供預(yù)測?？苫谇?后基準(zhǔn)幀內(nèi)宏塊的像素
14灰度來預(yù)測當(dāng)前幀內(nèi)宏塊的像素灰度。所述預(yù)測像素灰度和當(dāng)前實際的像素灰
度的差距可被認(rèn)為是預(yù)測誤差。所述預(yù)測誤差可傳送到組合器340，來用作為 重新構(gòu)造當(dāng)前幀內(nèi)對應(yīng)未壓縮宏塊。
組合器340可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼用于組合來自逆變 換單元330的冗余宏塊和來自運動補(bǔ)償預(yù)測(MCP)單元350的對應(yīng)預(yù)測誤 差信息，以生成重構(gòu)造的未壓縮宏塊。
在運行時，熵解碼單元310可用于接收來自視頻源110的壓縮視頻比特流。 熵解碼單元310可用于將所述接收的壓縮視頻源的二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換成視頻量化 冗余數(shù)據(jù)。量化冗余數(shù)據(jù)可饋送到反量化單元320。反量化單元320可用于對 量化冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行再縮放以重新構(gòu)造帶有有限色彩組視頻幀。重新構(gòu)造的視頻 幀可向逆變換單元330傳送。逆變換單元330可用于將重新構(gòu)造的視頻幀反轉(zhuǎn) 換以形成包括多個冗余宏塊的冗余視頻幀。通過比較重新構(gòu)造的視頻幀與一個 或多個標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)格式，可在冗余圖像中形成冗余宏塊?？稍诮Y(jié)合器340相結(jié)合 冗余視頻幀和來自運動補(bǔ)償預(yù)測(MCP)單元350的預(yù)測誤差，以生成重新 構(gòu)造的解碼/未壓縮視頻幀。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的在無線HD傳輸鏈路上接收解壓縮視 頻比特流所采用的的無線HD接收器的典型示意圖。參照圖4，顯示了無線 HD接收器400。無線HD接收器400可包括幀率上變頻引擎410、處理器420 和存儲器430。
幀率上變頻引擎410可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于上 變頻幀率，來為包括諸如數(shù)碼攝像機(jī)、攝像機(jī)視頻、和/或電視轉(zhuǎn)換電影的高 質(zhì)量視頻源提供高畫質(zhì)效果。在這點上，幀率上變頻引擎410可用于通過使用 從無線HD接收器400接收的未壓縮視頻比特流中提取的編碼信息來完成幀率 上變頻。所提取的編碼信息可包括與所述接收的未壓縮視頻比特流的原始的壓 縮視頻比特流相關(guān)的運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和量化冗余數(shù)據(jù)。幀 率上變頻引擎410可采用多種幀率上變頻算法，如通過時間軸濾波(temporal filtering)的幀重復(fù)(framerepetition)和線性內(nèi)插(linearinterpolation),來構(gòu) 造帶有高幀率的內(nèi)插視頻幀以在諸如顯示裝置150的現(xiàn)有屏幕上顯示。處理器420可包括合適的邏輯、電路w接口和/或代碼，用于處理從無線HD發(fā)射器120接收的解碼視頻幀。處理器420可用于將所述接收到的解碼或未壓縮的視頻幀傳送給幀率上變頻引擎410，以對所接收到的解碼視頻幀進(jìn)行幀率上變頻。處理器420可用于通過幀率上變頻引擎410執(zhí)行視頻幀內(nèi)插，并且生成的內(nèi)插視頻幀可在顯示裝置150上顯示。
存儲器430可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于存儲處理器420和幀率上變頻引擎410所使用的諸如可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)的信息?？蓤?zhí)行指令可包括幀率上變頻引擎410所使用的幀率上變頻算法。數(shù)據(jù)可包括解碼的視頻幀和所述提取的編碼信息如運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和量化冗余數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可包括為在顯示裝置150上顯示由幀率上變頻引擎410構(gòu)造的內(nèi)插視頻幀。存儲器430可包括RAM、 ROM、低延時的非易失存儲器(如flash存儲器)和/或合適的電子數(shù)據(jù)存儲器的。
在運行中，處理器420可用于通過無線HD傳輸鏈路130接收無線HD發(fā)射器110所發(fā)送的帶有低幀率的解碼或未壓縮的視頻比特流。處理器420可用于將所述接收到的解碼視頻比特流傳送給幀率上變頻引擎410，以對所接收到的解碼視頻幀進(jìn)行幀率上變頻處理。處理器420和幀率上變頻引擎410可使用存儲器430用于幀率上變頻。幀率上變頻引擎410可用于執(zhí)行幀率上變頻，并生成內(nèi)插視頻幀。處理器420可用于與顯示裝置150進(jìn)行通信以為用戶顯示所生成的內(nèi)插視頻幀。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的無線HD接收器為運動補(bǔ)償插入所采用的幀率上變頻引擎的典型示意圖，參考圖5，示出了數(shù)字降噪濾波器510、像素運動矢量生成器520、像素運動矢量評估器(pixel motion vector evaluator)530、幀率上變頻器(frame-rate up-convertor) 540和情景變化探測器(scenechange detector) 550。
數(shù)字降噪濾波器510可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼用于對從無線HD發(fā)射器110接收的解碼視頻幀進(jìn)行將噪聲處理。在其它處理前進(jìn)行降噪處理對得到好的圖像質(zhì)量是至關(guān)重要的。在進(jìn)行幀率上變頻前，數(shù)字降噪濾波器510在可采用多種降噪技術(shù)(諸如去塊(de-blocking)、去環(huán)(de-ringing)和/或其它的降噪濾波技術(shù))以用于所述接收的解碼視頻幀(基準(zhǔn)圖像)。
像素運動矢量生成器520可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用于生成像素運動矢量。像素運動矢量可由從所接收的來自無線HD發(fā)射器110的解碼視頻幀中提取的塊運動矢量生成。像素運動矢量生成器520可用于修正(refine)提取的字塊運動矢量，并將修正后的字塊運動矢量解壓縮到像素運動矢量。像素運動矢量可進(jìn)一步縮放或再縮放以構(gòu)造內(nèi)插或插入(inserted)視頻幀。像素運動矢量生成器520可配置成向像素運動矢量評估器530和幀率上變頻器540傳送像素運動矢量。
像素運動矢量評估器530可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于評估與像素運動矢量生成器520生成的像素運動矢量相關(guān)的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個?？捎枚喾N典型的方法對所生成的像素運動矢量的可靠性進(jìn)行計算，所述多種方法包括使用從無線HD發(fā)射器110接收的解碼視頻幀的量化冗余數(shù)據(jù)和相關(guān)的量化電平。量化冗余數(shù)據(jù)和相關(guān)量化電平可從所述接收的解碼視頻幀中提取。帶有越少冗余數(shù)據(jù)的量化電平越小，可生成的運動矢量可靠性越高。而帶有越多冗余數(shù)據(jù)的量化電平越大，可生成的運動矢量可靠性越低?？赏ㄟ^比較相鄰的字塊運動矢量和運動補(bǔ)償字塊邊界像素的差別來生成運動矢量一致性。例如，可使用運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個來為運動抖動濾波(motion judder filtering)生成一種可靠性-一致性的測量。
幀率上變頻器540可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于對所述接收的來自無線HD發(fā)射器的解碼視頻幀進(jìn)行幀率上轉(zhuǎn)換。幀率上變頻器540可用于運用由無線HD發(fā)射器110提供的編碼信息來執(zhí)行運動補(bǔ)償幀率上變頻。接收到的解碼視頻幀的像素運動矢量和/或相關(guān)的運動矢量可靠性-一致性可用于運動補(bǔ)償幀率上變頻。幀率上變頻器540可用于使用像素運動矢量連同相關(guān)的運動矢量的可靠性-一致性測量來內(nèi)插所述接收到的解碼視頻幀。例如，在運動矢量可靠性低的例子中，幀率上變頻器540可配置成用靜止圖像內(nèi)插基準(zhǔn)幀，例如，通過幀重復(fù)。運動矢量可靠性高可生成一個全運動矢量依賴內(nèi)插(fUll motion vector dependent interpolation),內(nèi)插視頻幀可傳送至U情景變
17化探測器550。
情景變化探測器550可包括合適邏輯、電路和/或代碼，用于在所接收的內(nèi)插視頻幀中探測情景變化.情景變化探測器550可用于通過諸如非線性濾波處理來對收到的內(nèi)插視頻幀進(jìn)行處理，以在最后的內(nèi)插視頻幀中減少偽影(artifact)。情景變化探測器550可考慮采用運動矢量的可靠性-一致性測量來確定是否和何時運動補(bǔ)償內(nèi)插將會失敗。情景變化探測器550可用于通過諸如非線性濾波的多種方法為最終內(nèi)插視頻幀識別問題區(qū)域(problematic region)。
在運行時，無線HD接收器120可用于從無線HD發(fā)射器110接收解碼視頻幀。所述接收的解碼視頻幀在進(jìn)行其它處理前先傳送到數(shù)字降噪濾波器510，數(shù)字降噪濾波器510可用于使用多種降噪技術(shù)(諸如去塊、去環(huán)或其它降噪濾波技術(shù))來對接收的解碼視頻幀進(jìn)行降噪處理。濾波后的解碼視頻幀可分別傳送到像素運動矢量生成器520、像素運動矢量評估器530、幀率上變頻器540和情景變化探測器550以進(jìn)行進(jìn)一步處理。像素運動矢量生成器520可用于從編碼信息(如從濾波后的解碼視頻幀中提取的字塊運動矢量)中生成像素運動矢量。生成的像素運動矢量可分別提供給像素運動矢量評估器530和幀率上變頻器540。像素運動矢量評估器530可用于評估所生成的像素運動矢量的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個，并且向情景變化探測器550提供運動矢量可靠性-一致性測量。幀率上變頻器540可用于使用像素運動矢量生成器520生成的像素運動矢量來對濾波后的解碼視頻幀的幀率進(jìn)行上變頻。從幀率上變頻器540的生成的內(nèi)插視頻幀可向情景變化探測器550發(fā)送。情景變化探測器550可用于在收到的內(nèi)插視頻幀中探測情景的變化。情景變化探測器550可用于對接收到的內(nèi)插視頻幀進(jìn)行處理以在最終的內(nèi)插視頻幀中減少偽影?？煽紤]將相關(guān)的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個的測量用來識別所述接收的內(nèi)插視頻幀中的問題區(qū)域。可采用各種裝置(如非線性濾波器)來屏蔽所述問題區(qū)域。最后的內(nèi)插視頻幀可發(fā)送至顯示裝置150顯示。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中所內(nèi)插視頻幀在兩基準(zhǔn)視頻幀間內(nèi)插的框圖，參考圖6，顯示有多個解碼視頻幀(基準(zhǔn)視頻幀)，例如P1 602和P2604，和內(nèi)插視頻幀606的位置。例如，可從解碼視頻幀P1 602，將內(nèi)插視頻幀606插入k時間單位。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中典型的內(nèi)插視頻幀的運動矢量的字塊圖。參考圖7 ，顯示有多個解碼視頻幀，例如Pl 702和P2 704，和內(nèi)插視頻幀706。例如，例如，可從解碼視頻幀P1 702，將內(nèi)插視頻幀706插入k時間單位運動矢量708可從前一視頻幀Pl 702的區(qū)域指向下一視頻幀P2 704的區(qū)域，這樣運動矢量708可捕獲到發(fā)生在原始視頻幀P1702和P2 704之間的運動。運動矢量709可以是運動矢量708的一個位移版本(shifted version)?？梢苿舆\動矢量709來與內(nèi)插視頻幀706對其。
運動矢量709可分解成兩個運動矢量，例如，運動矢量MV1 709a和MV2709b。可縮放運動矢量MV1 709a和MV2 709b以用于運動補(bǔ)償內(nèi)插?？s放后的運動矢量的方向可彼此相反。每個縮放后的運動矢量的長度可與內(nèi)插視頻幀706和對 應(yīng)的原始視頻幀(如視頻幀Pl 702)間的即時差別(tempoml difference)成正比。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的可用于通過無線HD傳輸鏈路發(fā)送壓縮視頻比特流的無線HD發(fā)射器的典型示意圖。參照圖8，顯示有無線HD發(fā)射器800。無線HD發(fā)射器800可包括熵解碼單元810、處理器820和存儲器830。
熵解碼單元810可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于對熵編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。熵解碼單元可與關(guān)于圖3所描述的熵解碼單元310相同的方式來運行。熵解碼單元810可用于提供來自接收自視頻源110的壓縮視頻比特流的編碼信息。編碼信息可包括字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。編碼模式可包括諸如基于塊間的編碼(inter-block basedcoding)或基于塊內(nèi)的編碼(intra-block based coding)的信息和字塊大小(blocksize)。所述提取的編碼信息可發(fā)送至處理器820。
處理器820可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于對所述接收自視頻源110的壓縮視頻比特流進(jìn)行處理。處理器820可用于在所述接收的壓縮視頻比特流中插入所述提取的編碼信息，如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)，以通過無線HD傳輸鏈路130與目標(biāo)視頻接收器(如無線HD接收器140)進(jìn)行通信。處理器820可用于與存儲器830通信以提供多種供熵解碼單元810所用的算法。處理器820可配置成能與無線HD接收器140通信以確定支持對應(yīng)的視頻傳輸?shù)囊曨l格式。處理器820用所述確定的視頻格式向無線HD接收器140傳送壓縮的視頻比特流連同插入的編碼信息。
存儲器830可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于存儲供處理器820和熵解碼單元810所用的信息，如可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)。可執(zhí)行指令可包括供熵解碼單元810用于多種熵解碼操作的視頻解碼算法。數(shù)據(jù)可包括所述接收的壓縮視頻比特流和所述提取的編碼信息。存儲器830可包括RAM、 ROM、低延時的非易失存儲器(如flash存儲器)和/或合適的電子數(shù)據(jù)存儲器的。
在運行時，處理器820可用于從諸如IP電視網(wǎng)絡(luò)112的視頻源接收帶有低幀率的壓縮視頻比特流。處理器820可用于向熵解碼單元810傳輸接收的壓縮視頻比特流以用于熵解碼。熵解碼單元810可配置成向處理器820提供編碼信息，如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。處理器820可用于將編碼信息插入所述接收的壓縮視頻比特流中，以與無線HD接收器在受支持的格式下進(jìn)行通信。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的用來通過無線HD傳輸鏈路來接收壓縮視頻比特流的無線HD接收器的典型示意圖。參照圖9，顯示有無線HD接收器900。無線HD接收器900可包括解壓縮引擎910、幀率上變頻引擎920、處理器930和存儲器940。
解壓縮引擎910可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于對從無線HD發(fā)射器120接收的壓縮視頻比特流進(jìn)行解壓縮以生成解碼視頻幀。解壓縮引擎910可用于執(zhí)行各種視頻解碼/解壓縮操作，如熵解碼、反量化、逆變換和運動補(bǔ)償預(yù)測。解壓縮引擎910可用于向幀率上變頻引擎920提供解碼視頻幀以用于進(jìn)一步地解碼處理。
幀率上變頻引擎920可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于上變頻幀率來為包括數(shù)碼攝像機(jī)、攝像機(jī)、和/或電視轉(zhuǎn)換電影的高質(zhì)量的視頻源提供高畫質(zhì)的效.菜。在這點上，幀率上變頻引擎920可用于來自無線HD發(fā)射器120的接收壓縮視頻比特流中提取編碼信息，如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。所述提取的編碼信息可用作在接收的壓縮視頻比特流上完成幀率上變頻。幀率上變頻引擎920可采用多種幀率上變頻算法，如通過時間軸濾波的幀重復(fù)和線性內(nèi)插，來構(gòu)造帶有高幀率的內(nèi)插視頻幀以在諸如顯示裝置150的現(xiàn)有屏幕上顯示。處理器930可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于處理從無線HD發(fā)射器120接收的壓縮視頻幀。處理器930可用于向解壓縮引擎910傳送所述接收到的壓縮視頻比特流以用于所述接收的壓縮視頻比特流的對應(yīng)解碼視頻幀。在幀率上變頻中，所述解碼視頻幀可用作基準(zhǔn)視頻幀以用于最后的內(nèi)插視頻幀。處理器930可用于向顯示裝置150傳送最終內(nèi)插視頻幀以用于顯示。
存儲器940可包括合適的邏輯、電路、接口和/或代碼，用于存儲供處理器930、幀率上變頻引擎920和/或解壓縮引擎910所用的信息，如可執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)?？蓤?zhí)行指令可包括分別供解壓縮引擎910和幀率上變頻引擎920所用的各種視頻處理算法，如解壓縮和幀率上變頻。數(shù)據(jù)可包括從無線HD接收器120所接收的壓縮視頻比特流、從所述接收的壓縮視頻比特流中提取的編碼信息、解碼視頻幀、和/或內(nèi)插視頻幀。所述提取的編碼信息可包括為幀率上變頻引擎920所用的如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。存儲器940可包括RAM、 ROM、低延時的非易失存儲器(如flash存儲器)和/或合適的電子數(shù)據(jù)存儲器的。
在運行時，處理器930可用于從無線HD發(fā)射器120接收壓縮視頻比特流。處理器930可用于向解壓縮引擎910傳送接收的壓縮視頻比特流以用于對應(yīng)的解碼視頻幀。幀率上變頻引擎920可將解碼視頻幀內(nèi)插以生成內(nèi)插視頻幀。在這點上，幀率上變頻引擎920可用于在幀率上變頻中使用從接收的壓縮視頻比特流中所提取的編碼信息?？上蝻@示裝置150發(fā)送幀率上變頻引擎920所構(gòu)造的最終內(nèi)插視頻幀以用于顯示。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中的對壓縮和解壓縮視頻比特流用無線HD來進(jìn)行運動補(bǔ)償幀率上變頻的典型步驟流程圖。典型的步驟開始于步驟
211002，在此無線HD發(fā)射器120可用于從視頻源110接收/接受壓縮視頻比特 流。在步驟1004中，無線HD發(fā)射器120可用于通過使用熵解碼從接收的壓 縮視頻比特流中提取編碼信息。所述提取的編碼信息可包括，如字塊運動矢量、 字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。在步驟1006中，無線HD發(fā)射 器可用于獲得信息，如關(guān)于目標(biāo)接收器(如無線HD接收器140)能夠支持的 視頻格式。
在步驟1008中，可將無線HD接收器140配置成向無線HD接收器120 提供視頻格式信息以用于視頻傳輸。在步驟1010中，無線HD發(fā)射器120可 用于確定或選擇一個用作與無線HD接收器140視頻通信的視頻格式。在步驟 1012中，無線HD發(fā)射器120可用于使用所述確定的或所述選擇的視頻格式 來格式化或重新格式化所述提取的編碼信息。在步驟1014中，確定無線HD 發(fā)射器120是否配置成向無線HD接收器140發(fā)送未壓縮的視頻比特流。在無 線HD發(fā)射器120可配置成向無線HD接收器140發(fā)送未壓縮視頻比特流的情 況下，那么進(jìn)入步驟1016，無線HD發(fā)射器120可用于通過解壓縮引擎210 對收到的壓縮視頻比特流解碼或解壓縮以生成對應(yīng)的解碼視頻幀。
在步驟1018中，無線HD發(fā)射器120可用于向無線HD接收器140發(fā)送 未壓縮視頻比特流，該未壓縮的視頻比特流包括解碼視頻幀和格式化的或重新 格式化的提取編碼信息。在步驟1020中，無線HD接收器140可用于接收所 述發(fā)送的未壓縮的視頻比特流。無線HD接收器可配置成能從所述接收的未壓 縮視頻比特流中提取編碼信息。在步驟1022中，無線HD接收器可使用提取 的編碼信息在接收到的解碼視頻幀上執(zhí)行幀率上變頻，以構(gòu)造最終的內(nèi)插視頻 幀。在步驟1024中，無線HD接收器140可用于向顯示裝置150傳送所述構(gòu) 造的最終內(nèi)插視頻幀以用于顯示，該典型的步驟可返回到步驟1002。
在步驟1014中，在無線HD發(fā)射器配置成向無線HD接收器140傳送壓 縮視頻比特流的情況下，則進(jìn)入步驟1026，無線HD發(fā)射器120可配置成向 無線HD接收器140發(fā)送所述接收的壓縮視頻比特流連同格式化或重新格式化 的提取的編碼信息。在步驟1028中，無線HD接收器140可配置成從來自無 線HD發(fā)射器120的所述接收的壓縮視頻比特流中提取編碼信息。在步驟1030中，無線HD接收器140可用于對來自無線HD發(fā)射器120的所述接收的壓縮 視頻比特流進(jìn)行解壓縮以生成對應(yīng)的解碼視頻幀，典型的步驟在步驟1022中 繼續(xù)。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中視頻解壓縮的典型步驟流程圖。參照 圖ll，典型步驟開始于步驟1110，在此解壓縮引擎，例如無線HD發(fā)射器200 的解壓縮引擎210和/或無線HD接收器900的解壓縮引擎910，可用于接收壓 縮視頻比特流。解壓縮引擎210接收的壓縮視頻比特流可直接從視頻源110接 收。然而，解壓縮引擎910接收的壓縮視頻比特流可由無線HD發(fā)射器120通 過無線HD傳輸鏈路來傳送。在步驟1120中，解壓縮引擎210或910可用于 在所述接收的壓縮視頻比特流的當(dāng)前壓縮視頻幀上執(zhí)行熵解碼以生成當(dāng)前壓 縮視頻幀的量化冗余數(shù)據(jù)。
在步驟1122中，確定解壓縮引擎是否位于無線發(fā)射器120內(nèi)。在諸如解 壓縮引擎210的解壓縮引擎位于無線HD發(fā)射器120內(nèi)的情況下，接診進(jìn)入步 驟1130，解壓縮引擎210可用于通過熵解碼為當(dāng)前壓縮視頻幀生成編碼信息。 在步驟1140中，解壓縮引擎210或910通過運動補(bǔ)償技術(shù)使用所述接收的壓 縮視頻比特流的當(dāng)前壓縮視頻幀和一個或多個在先解碼視頻幀所生成的量化 冗余數(shù)據(jù)預(yù)測當(dāng)前未壓縮視頻幀。
在步驟1150中，解壓縮引擎210或910可用于反量化當(dāng)前壓縮視頻幀。 在步驟1160中，解壓縮引擎210或910可用于組合當(dāng)前反量化壓縮視頻幀和 當(dāng)前預(yù)測的未壓縮視頻幀以生成當(dāng)前解碼視頻幀。在步驟1170中，確定所述 接收的壓縮視頻比特流中的壓縮視頻幀是否被解碼。在所述接收的壓縮視頻比 特流中的壓縮視頻幀沒有被解碼的例子中，那么典型的步驟可繼續(xù)用于所述接 收的壓縮視頻比特流中的下一個可用的壓縮視頻幀并且返回到步驟1120。
在步驟1122中，在諸如解壓縮引擎910的解壓縮引擎位于無線HD接收 器140內(nèi)的情況下，然后典型的步驟在步驟1140中繼續(xù)。在步驟1170中，在 所述接收到的壓縮視頻比特流的壓縮視頻幀己經(jīng)被解碼的例子中，所述典型的 步驟結(jié)束于步驟1190。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例中無線HD接收器對壓縮和解壓縮視頻比特流執(zhí)行運動補(bǔ)償幀率上變頻的典型歩驟的流程圖。參照圖12，典型的步
驟開始于步驟1210，幀率上變頻引擎(如位于無線HD接收器140中的幀率 上變頻引擎410和/或920)可用于接收解碼視頻幀和相關(guān)的編碼信息，編碼信 息包括如，字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)。在 步驟1220中，幀率上變頻引擎(如幀率上變頻引擎410和/或920)可用于在 接收的解碼視頻幀上執(zhí)行數(shù)字降噪濾波。
在步驟1230中，幀率上變頻引擎(如幀率上變頻引擎410和/或920)可 通過使用對應(yīng)的濾波后的解碼視頻幀和/或一個或多個相關(guān)的前向和/或后向濾 波后的解碼視頻幀來修正每個字塊運動矢量。在步驟1240中，可為每個修正 字塊方向矢量確定運動矢量可靠性-一致性測量。在步驟1250中，例如，通過 解壓縮對應(yīng)的修正字塊運動矢量可為每個濾波后的解碼視頻幀生成像素運動 矢量。在步驟126.0中，幀率上變頻引擎(如幀率上變頻引擎410和/或920) 可使用對應(yīng)所生成的像素運動矢量為每個濾波后的解碼視頻幀執(zhí)行運動補(bǔ)償 內(nèi)插。在步驟1270中，鑒于對應(yīng)的確定的運動矢量可靠性-一致性測量，可過 濾和/或監(jiān)控(guard)用于每個濾波后的解碼視頻幀的內(nèi)插解碼視頻幀。濾波 后的內(nèi)插解碼視頻幀可向顯示裝置150傳送以用來顯示。典型的步驟返回到步 驟1210。
本發(fā)明的各個方面提供了用于壓縮和解壓縮視頻比特流的運動補(bǔ)償幀率 上變頻的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的各個實施例，視頻接收器(如無線HD接 收器140)可用于從通過例如無線HD傳輸鏈路130來從視頻發(fā)射器(如無線 HD發(fā)射器120)接收視頻比特流。所述接收的視頻比特流可包括編碼信息和 用作在顯示裝置150上顯示的多個視頻幀。無線HD接收器140可用于從接收 的視頻比特流中提取編碼信息。無線HD接收器可用于使用編碼信息通過幀率 上變頻引擎410或920在所述接收的多個視頻幀上執(zhí)行幀率上變頻。無線HD 發(fā)射器120通過對分別來自視頻源110 (如有線電視網(wǎng)111、 IP電視網(wǎng)絡(luò)112、 衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)113、移動通信網(wǎng)絡(luò)114、照相機(jī)115、和/或攝像機(jī)116的)的 壓縮視頻進(jìn)行熵解碼以生成編碼信息。所述提取的編碼信息可包括字塊運動矢 量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)中一個或多個。所述接收的視頻比特流可包括未壓縮的視步頁或壓縮的視頻。在接收的視頻
比特流中用于顯示的多個視頻幀包括關(guān)于諸如圖2到圖8所描述的多個解碼視 頻幀情況下，所述接收的多個解碼視頻幀可由無線HD發(fā)射器120生成。所述 無線HD發(fā)射器120可使用解壓縮引擎210對來自視頻源110的壓縮視頻進(jìn)行 解壓縮來。解壓縮引擎210可用于執(zhí)行多種視頻解碼操作，例如，熵解碼、反 量化、逆變換和運動補(bǔ)償預(yù)測。無線HD接收器400內(nèi)的數(shù)字噪聲濾波器510 可用于在每個所述接收的多個解碼視頻幀上執(zhí)行數(shù)字降噪濾波。
像素運動矢量生成器520可利用所述提取的編碼信息(如字塊運動矢量) 和濾波后的解碼視頻幀來為每個接收的解碼視頻幀生成像素運動矢量。在像素 運動矢量評估器內(nèi)，可為所生成的像素運動矢量計算相關(guān)的運動像素可靠性和 /或運動矢量一致性中一個或兩個。在可基于所述生成的像素運動矢量和在像 素運動矢量評估器530內(nèi)計算的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一 個或兩個，通過幀率上變頻器540從接收的多個的解碼視頻幀中生成多個內(nèi)插 視頻幀?？蓪λ傻亩鄠€內(nèi)插視頻幀進(jìn)行處理，例如，通過情景變化探測器 550。諸如運動抖動的偽影可通過執(zhí)行降噪濾波使用所計算的運動矢量可靠性 和/或運動矢量一致性信息中的一個或兩個來屏蔽。
在接收的視頻比特流位于視頻接收器(如無線HD接收器900)的例子中， 其可包括諸如MPEG-2、 MPEG-4、 MPEG-4、 AVC、 VC1和/或VP1。無線HD 接收器900可用于在接收的壓縮視頻上通過解壓縮引擎910執(zhí)行視頻解碼。解 壓縮引擎910可采用多種視頻解碼技術(shù)，包括例如熵解碼、反量化、逆變換和 /或運動補(bǔ)償預(yù)測。構(gòu)造的多個解碼視頻幀可通過解壓縮引擎910向數(shù)字降噪 濾波器510傳送以進(jìn)行用于生成的多個視頻幀的降噪處理。像素運動矢量生成 器520可利用提取的編碼信息(如字塊運動矢量)和濾波后生成的多個解碼視 頻幀來為多個解碼視頻幀中的每一個生成像素運動矢量。在像素運動矢量評估 器530內(nèi)，可為生成的像素運動矢量計算相關(guān)的運動像素可靠性和/或運動矢 量一致性中一個或兩個以在所述生成的像素運動矢量上提供測量?？苫谏?的像素運動矢量和在所述像素運動矢量評估器計算的運動矢量可靠性和/或運 動矢量一致性中的一個或兩個，通過幀率上變頻器540從接收的多個的解碼視
25頻幀中生成多個內(nèi)插視頻幀?？蓪λ錾傻亩鄠€內(nèi)插視頻幀進(jìn)行處理，例如，
通過情景變化探測器550。諸如運動抖動的偽影可通過執(zhí)行降噪濾波使用所計 算的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性信息中的一個或兩個來屏蔽。
本發(fā)明的又一實施例可提供一種機(jī)器可讀存儲器，其內(nèi)存儲的計算機(jī)程序 包括至少一個代碼段，所示至少一個代碼段由機(jī)器執(zhí)行而使得所述機(jī)器執(zhí)行上 述方法，以用于執(zhí)行所述壓縮和解壓縮視頻比特流的運動補(bǔ)償幀率上變頻。
因此，本發(fā)明可以通過硬件、軟件，或者軟、硬件結(jié)合來實現(xiàn)。本發(fā)明可 以在至少一個計算機(jī)系統(tǒng)中以集中方式實現(xiàn)，或者由分布在幾個互連的計算機(jī) 系統(tǒng)中的不同部分以分散方式實現(xiàn)。任何可以實現(xiàn)方法的計算機(jī)系統(tǒng)或其它設(shè) 備都是可適用的。常用軟硬件的結(jié)合可以是安裝有計算機(jī)程序的通用計算機(jī)系 統(tǒng)，通過安裝和執(zhí)行程序控制計算機(jī)系統(tǒng)，使其按方法運行。
本發(fā)明還可以通過計算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)行實施，程序包含能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明方 法的全部特征，當(dāng)其安裝到計算機(jī)系統(tǒng)中時，可以實現(xiàn)本發(fā)明的方法。本文件
中的計算機(jī)程序所指的是可以采用任何程序語言、代碼或符號編寫的一組指 令的任何表達(dá)式，該指令組使系統(tǒng)具有信息處理能力，以直接實現(xiàn)特定功能，
或在進(jìn)行下述一個或兩個步驟之后實現(xiàn)特定功能a)轉(zhuǎn)換成其它語言、編碼或 符號；b)以不同的格式再現(xiàn)。
雖然本發(fā)明是通過具體實施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在 不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外， 針對特定情形或材料，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因 此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范 圍內(nèi)的全部實施方式。
2權(quán)利要求
1、一種信號處理的方法，其特征在于，所述方法包括在視頻接收器中接收視頻比特流，所述視頻比特流包括多個視頻幀和對應(yīng)的編碼信息；從所述接收的視頻比特流中提取所述編碼信息；和使用所述提取的編碼信息在所述接收的多個視頻幀上執(zhí)行幀率上變頻。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取的編碼信息包括字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)中的一個或多個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述編碼信息由視頻發(fā)射器基于來自視頻源的壓縮視頻通過熵解碼產(chǎn)生，所述視頻源來自有線電視網(wǎng)、IP電視網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、照相機(jī)、和/或攝像機(jī)中的一個。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收的多個視頻幀包括在所述視頻發(fā)射器中通過解壓縮來自所述視頻源的所述壓縮視頻所構(gòu)造的多個解碼視頻幀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于所述提取的編碼信息為所述接收到的多個解碼視頻幀中的每一個生成像素運動矢量；和計算運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個用于對應(yīng)所述生成的像素運動矢量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于所述生成的像素運動矢量和所述計算的運動矢量可靠性和/或運動矢量一致性中的一個或兩個從所述接收的多個解碼視頻幀中生成多個內(nèi)插視頻幀。
7、 一種信號處理的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括一個或多個在視頻接收器中使用的電路，所述一個或多個電路可操作地接收視頻比特流，所述視頻比特流包括多個視頻幀和對應(yīng)的編碼信息；所述一個或多個電路可操作地從所述接收的視頻比特流中提取所述編碼信息；所述一個或多個電路可操作地使用所述提取的編碼信息在所述接收的多個視頻比特流上執(zhí)行幀率上變頻。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述提取的編碼信息包括字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)中的一個或多個。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼信息由視頻發(fā)射器基于來自視頻源的壓縮視頻通過熵解碼生成，所述視頻源來自有線電視網(wǎng)、IPTV網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星廣播網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、照相機(jī)、和/或攝像機(jī)中的一個。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接收的多個視頻幀包括在所述視頻發(fā)射器中通過解壓縮來自所述視頻源的所述壓縮視頻所構(gòu)造的多個解碼視頻幀。
全文摘要
本發(fā)明涉及視頻接收器，其可用于通過如無線高清傳輸鏈路從視頻發(fā)射器接收視頻流。所述接收的視頻流包括多個視頻幀和對應(yīng)的編碼信息。所述提取的編碼信息，如字塊運動矢量、字塊式編碼、量化電平、和/或量化冗余數(shù)據(jù)是在所述接收的多個視頻幀上執(zhí)行幀率上變頻所提取的。所述編碼信息由視頻發(fā)射器通過熵解碼來自視頻源(如IP TV網(wǎng)絡(luò))的壓縮視頻產(chǎn)生，當(dāng)收到未壓縮的視頻時，視頻接收器可使用所述提取的字塊運動矢量和相關(guān)的可靠性-一致性測量在所述接收的未壓縮視頻上執(zhí)行幀率上變頻。當(dāng)收到壓縮的視頻時，視頻接收器配置成在執(zhí)行幀率上變頻之前在所接收的壓縮視頻上解壓縮視頻。
文檔編號H04N5/208GK101656825SQ20091017090
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
發(fā)明者夏庫什(馬庫斯)·凱勒曼, 陳雪敏 申請人:美國博通公司