用于2∶1抽样的有效下变频系统技术方案

一种ＨＤＴＶ下变频系统，包括用于从编码视频信号中形成低分辨率２∶１下变频视频信号的装置。编码视频信号是具有运动预测的频域变换的高分辨率视频信号。该装置包括编码视频信号接收器。下变频滤波器接收和加权高辨率频域视频系数值以形成一组低通频域系数。逆变换处理器将该组系数变换成一组象素值。平均滤波器将该组象素值中所选择的象素值变换成平均象素值。抽样处理器删除该组象素中所选择的象素值以提供低分辨率视频信号。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将例如MPEG-2编码视频信号的编码高分辨率视频信号变换和格式化成解码的较低分辨率输出视频信号的解码器，尤其涉及该解码器的2∶1下变频系统。在美国，已经提出了数字编码的高分辨率电视信号(HDTV)的标准。该标准的一部分实质上与由国际标准化组织(ISO)的运动图像专家组(MPEG)提出的MPEG-2标准相同。该标准在可从ISO得到的称为“运动图像和相关音频的信息技术类属编码(InformationTechnology-Generic Goding of Moving Pictures and Associated Audio)，Recommendation H.626”，ISO/IEC 13818-2，IS，11/94的国际标准(IS)中进行了说明，特此参考用以讲解MPEG-2数字视频编码标准。MPEG-2标准实际上是几个不同的标准。在MPEG-2标准中，定义了几个不同的类(profile)，每个类对应于编码图像复杂度的不同级(level)。对于每个类，定义了不同的级，每个级对应于不同的图像分辨率。公知为主类(Main Profile)主级(Main Level)的一个MPEG-2标准是预定用于编码与现存电视标准(即NTSC和PAL)一致的视频信号。公知为主类高级(High Level)的另一个标准是预定用于编码高分辨率电视图像。按照主类高级标准编码的图像可以具有多达每个图像帧1152条扫描线和每条扫描线1920个象素。另一方面，主类主级标准定义了每线720象素和每帧576线的最大图像。在每秒30帧的帧速率下，按照这个标准编码的信号具有每秒720*576*30或者12，441，600个象素的数据速率。相反，按照主类高级标准编码的图像具有每秒1152*1920*30或者66，355，200个象素的最大数据速率。这个数据速率超过按照主类主级标准编码的图像数据之数据速率的5倍。在美国提出的用于HDTV编码的标准是这个标准的子集，具有多达每帧1080条扫描线和每线1920个象素，并且对于这种帧大小，具有每秒30帧的最大帧速率。所提出标准的最大数据速率仍然大于主类主级标准的最大数据速率。MPEG-2标准定义了包含数据和控制信息混合的复合句法。某些这种控制信息用作使具有几个不同格式的信号能被该标准覆盖。这些格式定义了每行具有不同数目图象素、每帧或场具有不同数目扫描线以及每秒具有不同数目帧或场的图像。另外，MPEG-2主类的基本句法定义了表示序列层、图像群层、图像层、条块层和宏模块层五层中序列图像的压缩MPEG-2位流。这些层的每一个都用控制信息引入。最后，其它的控制信息，也称为次要信息(例如帧类型，宏模块模式，图像运动矢量，系数Z形模式和反量化(dequantization)信息)被插入整个编码位流中。下变频系统将高分辨率输入图像变换成用于在较低分辨率监视器上显示的较低分辨率图像。高分辨率主类高级图象到主类主级图象或者其它较低分辨率图象格式的下变频对于降低HDTV的实现成本已经具有很高的重要性。下变频允许用具有支持例如为主类主级编码图象的较低图象分辨率的便宜的现有监视器诸如为NTSC或525逐行监视器来替换使用主类高级编码图象的昂贵高分辨监视器。为有效接收数字图象，解码器应当快速处理视频信号信息。为更为有效，编码系统应当相对便宜且还具有足够的能力实时解码这些数字信号。现有技术下变频的一个方法是简单地低通滤波和抽样所解码的高分辨率主类高级图象以形成适合于在传统电视接收机上显示图象。因此，使用现存技术，可以实现采用下变频的解码器，使用了具有复式设计大存储器的单处理机并以高数据速率工作在空间域图象上以完成这个功能。但是，高分辨率和高数据速率要求很昂贵的电路系统，这与成本是一个主要指标的消费型电视接收机中解码器的实现是相反的。用于形成低分辨率的装置对来自表示视频图象的编码视频信号中的视频信号进行2∶1下变频。编码视频信号是频域变换的高分辨率视频信号。该装置包括用于接收编码视频信号作为多个高分辨率频域视频系数值的装置。下变频滤波装置接收和加权所选择的若干高分辨率频域视频系数值以形成一组频域视频系数，逆变换装置将其变换成一组象素值。平均滤波装置将象素值组中的所选若干象素值变换成平均象素值。抽样装置删除象素值组的所选若干象素值以提供低分辨率的视频信号。从下面结合附图的详细说明中将更清楚本专利技术的特征和优点。附图说明图1是现有技术视频解码系统的高级框图。图2A是下变频系统典型实施例的高级框图。图2B表示根据本专利技术典型实施例的平均滤波器的频率响应特性。图3A说明对于2∶1下变频系统典型实施例的子象素位置和对应的预测象素。图3B表示对于典型的下变频系统对宏模块的每行输入所进行的上采样过程。图4说明块映射滤波器典型实施例的第一和第二输出象素值的乘法对。图5表示根据本专利技术典型实施例的下变频滤波器的频率响应特性。图6表示根据本专利技术典型实施例的级联式平均滤波器和下变频滤波器的频率响应特性。图7表示使用2∶1抽样的4∶2∶0视频信号的输入和被抽样的输出象素。I解码器回顾本专利技术典型实施例滤波编码的HDTV信号，该HDTV信号已经按照MPEG-2标准特别是主类高级MPEG-2标准进行了编码。但是，这里说明的本专利技术并不局限于编码HDTV信号的下变频滤波。下面说明的滤波方法也可以用作滤波其它类型的频域编码数字信号，其可以被分成段，被滤波，然后被重组。MPEG-2主类标准定义了五级的序列图象，该五级是序列级，图象群组，图象级，限制级和宏模块级。这些级的每一个都可以认为是在数据流中的记录，具有以前列级中的嵌套子级的形式出现的后列级。每级的记录包括消息头部分，其包含用于解码其子记录的数据。宏模块有六个块组成，该六个块是4个亮度块Y和2个色度块Cr和Cb。编码HDTV信号的每个块包含代表HDTV图象中一个二维离散余弦变换(DCT)表示的64个图象元(象素)的64个相应系数值之数据。在编码过程中，在离散余弦变换和变换系数块通过应用游程长度和可变长度编码技术被进一步编码之前，象素数据要经过运动补偿差分编码。从数据流中恢复图象序列的解码器颠倒编码过程。该解码器采用熵解码器(例如可变长度解码器)、逆向离散余弦变换处理器、运动补偿处理器和内插滤波器。图1是现有技术的典型视频解码系统的高级框图。现有技术的视频解码器包括通常是可变长度解码器和游程长度解码器的熵解码器110，逆向量化器120和逆向离散余弦变换(IDCT)处理器130。典型系统还包括控制器170，其控制响应通过熵解码器110从输入位流台得到控制信息之解码系统的变量。为了处理预测图象，现有技术系统还包括存储器160，加法器140，运动补偿处理器150和块到光栅变换器180。可变长度解码器110接收编码的视频图象信号并逆向编码过程以产生控制信息，该控制信息包括描述先前解码图象中匹配宏模块相对位移的运动矢量。这个匹配宏模块对应于当前正被解码的预测图象的宏模块。如果使用帧内编码，可变长度解码器110还接收称作剩余视频图象的当前视频图象之块的量化DCT变换系数，或者如果使用帧间编码，可变长度解码器110还接收当前和预测视频图象之间差的块的量化DCT变换系数。逆向量化器120接收量化的DCT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从代表视频图象的编码视频信号中形成低分辨率视频信号的装置，编码的视频信号是频域变换的高分辨率视频信号，该装置包括：接收装置，用于接收作为多个高分辨率频域视频系数值的编码视频信号；下变频滤波器装置，用于接收和加权多个高分辨率频 域视频系数值以形成一组低通滤波的频域视频系数；逆变换装置，用于将该组低通滤波的频域视频系数接收和变换成第一组象素值；平均滤波器装置，用于接收第一组象素值和将第一组象素值中所选择的若干象素值变换成平均象素值以提供包括平均象素值的第二组 象素值；抽样装置，用于删除第二组象素值中所选择的若干象素值以提供低分辨率的视频信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金熙龙，迈克尔亚昆托，拉里菲利普斯，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]