[发明专利]高分辨率视频信号的抽取

说明书

本发明涉及数字视频信号的二次抽样或抽取。

高分辨率电视(HDTV信号通常与当前广播标准诸如NTSC不兼容。适合用于HDTV兼容信号的优选信号编码标准是在美国使用的由Grand A11iance采用的MPEG-2(Motion Picture Experts Group(运动图像专家组)，“Information Technology-Coding of Moving Picture and AssociatedAudio Information:Video，(信息技术-运动图像编码和相关音频信息：视频)”ISO/IEC 13818-2,1996年5月15日)。该公知的标准为编码和压缩视频、音频和辅助数据提供了格式化指导。

采用MPEG-2格式化的电视信号要求电视广播发送和接收系统均要重新设计。设计者引入了减少广播数据量的压缩系统。HDTV接收机解码和解压缩接收的编码HDTV数据，并且重构用于显示的全分辨率信号。由于采用了编码/解码和重构技术的先进组合，信号的损耗最小，并且在人眼感观受限的地方，例如对角线运动的精细细节方面，通常发生预期的损耗。

尽管已经在HDTV的发送和接收各方面进行了更多的研究和开发，然而，由于以最低成本生产具有最好特性的消费品的竞争，设计者精力集中在HDTV接收机。第一批消费者使用的HDTV接收机所包含的性能可能比当前标准分辨率电视接收机包括的性能要少，但是提供了诸如16∶9显示之类的性能。现在生产者正设计这样的消费者电视机，不仅包括当前在标准分辨率接收机中有的特性，诸如PIP，而且包括支持其它应用的性能，诸如交互式电视机和互联网访问。生产者挑战设计包括HDTV接收机新服务和当前TV接收机中具有的、或仅通过机顶盒或某些其它接口才具有的特性的系统体系。

HDTV接收机将能够显示图形，例如电子数据表节目(spread sheetprogram)，以及传统的节目。例如如果观看者正在使用HDTV接收机访问互联网上的信息，也可能发生显示图形。在正显示图形的时候，观看者可能希望监视传统高分辨率(HD)节目或另一HD视频信号。这是公知的图中画或PIG。或观看者可能希望使用画中画(PIP)或画上画(POP)性能观看两个节目，至少一个是HD。按照MPEG2标准发送的HDTV信号由于视频信号被格式化成块和宏块而不是行，出现了要解决的不同类的设计问题。

通过PIP、POP或PIG在大的图像中出现一个辅助的、小的图像，小图像需要被滤波和二次采样，以达到用于显示的需要的尺寸。这在水平方向上容易做到。然而，视频信号的垂直抽取对设计者处理隔行扫描视频信号时一直是一个挑战，因为新行的相位必须计算，所以隔行扫描信号的垂直抽取产生了很明显的人工痕迹。为了得到正确的相位，必须使用前场或后场，需要在存储器中存储需要的场。这增加了存储和带宽需求。为了减少混叠，信号必须被带限滤波，但是并不是所有行都可滤波，因此产生的频谱不正确。

这些传统的问题由MPEG2格式的像素块和宏块的复杂性组合一起。传统的行存储器不足以容纳不是逐行顺序的输入数据流。所知的HDTV接收机在将高分辨率信号转换成要显示的PIP、POP或PIG之前，将数据重新格式化成光栅扫描格式。

按照本发明的原理，通过抽取像素块数据，提供用于显示的减少分辨率的图像，以便被抽取的像素数据从其各个未抽取像素块单独得到。

附图简述

图1是包括本发明的HDTV接收机的方框图；

图2是图1的单元30的方框图；

图3到6是基于场和帧的图像的垂直抽取的示例；

图7是图1的单元30的另一方框图示例；

图8是本发明的数据处理方法的流程图示例。

图1示出了按照本发明的包括MPEG2兼容解码器10和单元30的HDTV接收机的一部分。所接收的HDTV信号在广播之前以与解码器10执行的解压缩和解码实质上相反的方式被压缩。示出的解码器10的结构是公知的。

从调谐器和解调器(未示出)接收压缩数据，并且输入到缓冲器12。缓冲器12监视被压缩输入数据流的数据率，并且提供给可变长度解码器(VLD)14。VLD 14解码可变长度编码数据流。VLD 14将解码数据流传递到逆量化器16，在此将解码数据流返回到代表视频数据的解量化系数。逆量化器16将解量化系数输入到逆离散余弦变换(IDCT)18，在此将解量化系数逆转换成像素数据。