[发明专利]用于帧率转换的低延迟节奏探测

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理技术，更具体地说，涉及帧率转换技术。

背景技术

运动画面(moving picture)视频通常以预定帧率进行录制或编码。例如， 影院电影通常以24帧/秒(fps)的固定帧率进行录制。而另一方面，基于NTSC 标准的电视广播类视频则以30fps进行编码。基于欧洲PAL标准或SECAM标 准的广播视频则以25fps进行编码。

帧率转换带来了挑战。用于进行帧率转换的一种常见技术包括在帧序列中 丢弃或重播帧。例如，电视电影转换(通常称为3:2下拉(pull down))用于 将24fps的运动画面视频转换为60场/秒(30fps)。每秒帧扩展3个视频场， 而每另一秒帧扩展2个视频场。电视电影转换在例如Charles Poynton撰写的 “Digital Video and HDTV Algorithms and Interface(数字视频和HDTV算法和 接口)”(San Francisco：Morgan Kaufmann出版社，2003)中进行了详细的描 述，本发明参考了其中的全部内容。

在John Watkinson撰写的“The Engineer’s Guide to Standards Conversion (转换标准工程师导读)”(Snell和Wilcox手册系列)和“The Engieer’s Guide to Motion Compensation”(运动补偿工程师导读)中还描述了用于进行帧率转换的 多种其它技术。

最近，帧率转换不仅用来在标准之间进行转换，也用来增强整体视频质量。 例如，为了降低传统PAL电视的可感觉得到的闪烁，已经研制出高帧率100 场/秒(50fps)的电视。

将来，更高的帧率将成为用来提供更高质量家庭视频的重要组成。然而， 现有的视频还不能在更高的帧率下使用。因此，帧率转换变得非常必要。在实 时状态下，这种转换会带来很多挑战。

例如，如果帧率转换引入内容(material)延迟，相关的音频将无法再与 视频同步。类似的，这种转换也有可能被应用在已经进行过电影电视或其他帧 率转换的视频源上。

因此，需要一种改进的帧率转换技术。

发明内容

在本发明的示范性实施例中，帧率转换后的视频是这样提供的，将视频帧 序列中的视频帧连续地缓冲存储在缓冲器中，并且基于至少一个插值参数在多 个视频帧中的至少两个中进行插值，以此来构建输出帧。为便于实现，插值参 数依据每个新近缓冲的帧进行调整，这取决于帧序列节奏的当前值。通过这种 方式，与节奏探测相关的延迟将得以降低。

依据本发明的另一方面，提供了一种视频设备，包括用于缓冲视频帧序列 的缓冲器；节奏探测器，其与缓冲器通信，以分析每个新近缓存到缓冲器中的 缓冲帧，以此来确定视频帧序列的节奏，并用于构建节奏指示符以反映这种节 奏；帧率转换器，用于依据取决于节奏指示符当前值的插值参数通过缓冲器中 存储的多个视频帧中的至少两个构建插值后的视频帧。

在阅读完下列本发明具体实施例的详细描述并参考相关附图之后，本发明 的其它方面和特征对于本领域的技术人员来说将变得更加清晰。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明一较佳实施例的包含帧率转换器的视频设备的简化结 构示意图；

图2是构成图1中设备一部分的帧率转换器的简化结构示意图；

图3是帧率转换后的输出帧、解码后的输出帧和原始视频源的帧的对比示 意图；

图4是用来展示3:2下拉方式的视频帧序列中的运动的运动图；

图5是用来展示3:2下拉方式的来自于解码后的帧序列的帧率转换后的视 频输出的运动图；

图6是用来展示图5中帧率转换后的视频输出中的运动的运动图，以展示 解码延迟；

图7是用来描述在生成图5和图6中展示的视频输出的过程中缓冲器中内 容的示意图；

图8是描述图1中设备所执行的步骤的流程图；

图9是用来展示从3:2下拉方式进行变化的来自于解码后的帧序列的帧率 转换后的视频输出的运动图；

图10是用来描述在生成图9中展示的视频输出的过程中缓冲器中内容的 示意图。

具体实施方式