用于高清晰度和标准清晰度视频的高级去隔行器

具体实施方式

图1A示出了按照本发明的一个实施例的去隔行器电路100A的说明性顶层图。去隔行器100A可以接收时间和空间运动数据110来作为输入。时间和空间运动数据110可以包括来自标准清晰度电视机信号、高清晰度电视机信号或者两者的组合的交织视频帧。所述交织视频帧可以包括几个场。例如，单个视频帧可以包括两个场——由在帧中的视频的所有偶数水平行构成的一个场和由在帧中的视频的所有奇数水平行构成的第二场。这两个场可以被称为具有相反的极性，时间和空间运动数据110可以被传送到运动处理电路120来进一步处理。

运动处理电路120可以处理与空间运动和时间运动相关联的所有的去隔行任务。空间运动可以被定义为与在同一帧中的像素组相关联的运动。时间运动可以被定义为从一个帧到在后的帧的与像素相关联的运动。运动处理电路120可以提供运动自适应处理引擎。所述运动自适应处理引擎可以计算运动信息，诸如运动向量、插值的运动像素、运动幅度或者任何适当的运动信息。所述运动自适应处理引擎可以包括每个像素运动引擎。每个像素运动引擎可以计算在场中的特定像素的空间和时间运动信息。每个像素运动引擎可以估计在前一场和后续场之间的中间场中的缺少像素的运动值。

所述运动自适应处理引擎可以被定制用于视频信号的彩色和非彩色的分量——即，亮度和色度。可以诸如使用可以执行不同处理技术的不同电路与色度运动信息分别地计算亮度运动信息。

运动处理电路也可以提供运动扩展引擎。所述运动扩展引擎可以根据在同一场或者在相邻的时间场(例如前一场或者后一场)中的相邻像素的运动信息计算特定像素的运动信息。

运动扩展引擎可以包括时间运动扩展引擎。所述时间运动扩展引擎可以使用运动递归来在时间上扩展运动信息。时间运动扩展表示将场的一部分并入相邻的时间场(例如前一场或者后一场)中。另外，所述运动扩展引擎可以包括空间运动扩展引擎。所述空间运动扩展引擎可以使用来自围绕所关心的特定像素的多个像素的信息来计算该特定像素的运动信息。

在一个实施例中，运动自适应处理引擎可以包括两个每个像素运动引擎。这两个每个像素运动引擎可以并行工作以计算运动信息。第一每个像素运动引擎可以使用空间滤波来估计像素运动，第二每个像素运动引擎可以通过空间运动扩展信息来计算运动。在某些实施例中，可以根据围绕正在被计算运动信息的像素的像素的细节来选择多个每个像素运动引擎之一的输出。例如，当围绕正在被计算运动信息的像素几乎没有细节或者几乎没有像素值上的变化时，可以选择第二每个像素运动引擎的输出。该约束限制了空间运动扩展的使用以及与之相关联的缺陷，同时仅在确实需要空间运动扩展的地方(例如均匀的图像区域)使用空间运动扩展。使用空间运动扩展的缺陷可以包括软化运动图像和使得文本具有羽毛状。运动处理电路120可以将运动信息传送到步调检测电路130。

步调检测电路130可以处理与视频和影片步调的检测相关联的所有的去隔行任务。步调表示连续场的型式。一种常见的步调被称为3-2影片步调。在3-2影片步调中，影片的24个帧被表示为60个交织的场。这是通过将每个帧表示为两个独立的场(视频的奇数水平行的场和视频的偶数行的场)以每秒产生48个交织场来完成的。通过选择性地每隔一个帧加入额外场，建立剩余的12个帧。例如，考虑影片的四个帧：A、B、C和D。帧A被划分为视频的奇数水平行的一个场，后跟视频的偶数行的一个场。但是，帧B被划分为奇数行的一个场，后跟偶数行的一个场，后跟奇数行的另一个场。这个循环对于帧C和D重复。

步调检测电路130可以使用时间和空间运动数据和状态机电路来检测各种影片和视频步调。所述状态机电路可以检测在时间和空间运动数据中、在由运动处理电路120计算的运动信息中或者在两者的组合中的型式。对于每个影片步调可以有独立的状态机。由步调检测电路130检测的影片步调可以包括3-2、2-2、2-2-2-4、2-3-3-2、3-2-3-2-2、5-5、6-4、8-7或者任何适当的影片步调。

在某些实施例中，运动处理电路120和步调检测电路130可以将视频划分为多个区域。每个区域可以然后由单独的运动引擎和/或步调检测逻辑来处理。该技术可以有助于处理混合模式视频，诸如在帧的一个部分中包含运动图像和在帧的另一个部分中包含字母文本的影片。在一个实施例中，运动处理电路120和步调检测电路130可以将帧划分为两个独立的区域——例如全帧和帧的顶部。帧的顶部可以被定义为除了在帧的底部的视频的可编程数量的水平行之外的全帧。并行的运动和步调检测逻辑可以被应用于全帧和帧的顶部。可以根据一组步调检测电路130来处理帧的顶部，同时根据另一组步调检测电路130来处理全帧，以使用与帧的顶部不同的逻辑来有效地处理帧的底部。例如，如果帧的顶部被检测为影片，而全帧未被检测为影片，则只有帧的顶部将被使用专门的步调检测电路130来处理。这种技术提供了优于对帧的顶部和帧的底部执行并行步调检测的优点，因为经常难于检测在帧的底部的步调，因为其包含很少的像素。

步调检测电路130也可以包括自动噪声校准电路。所述自动噪声校准电路可以设置噪声阈值。所述噪声阈值可以被步调检测电路130结合来自运动处理电路120的运动信息用来确定在视频中是否存在噪声。这种确定有益于检测来自运动处理电路120的错误的运动信息，并且防止将噪声被检测为运动信息。

步调检测电路130可以确定在各种步调模式下何时进入和退出处理。可以通过比较在具有相同极性的两个相邻的场中的像素之间的特定特性来进行这种确定。

步调检测电路130可以产生输出140。输出140可以包括去隔行的视频的场。根据被输入到去隔行器电路100A中的时间和空间运动数据110，去隔行视频的场可以属于标准清晰度或者高清晰度的格式。

图1B示出了按照本发明的一个实施例的去隔行器电路100A的更详细的说明性顶层图100B。去隔行器图100B包括时间和空间运动抽头(tap)110。时间和空间运动抽头110包括与在图1A中的时间和空间运动数据110中所述的数据类似的数据的缓冲器。时间和空间运动抽头110可以包括用于亮度和色度场信息的多个独立缓冲器。

时间和空间运动抽头110可以向运动引擎122传送数据。运动引擎122可以包括用于各种每个像素运动自适应处理引擎的电路。运动自适应处理引擎可以包括与关于在图1A中的运动处理电路120讨论的那些基本上类似的运动自适应处理引擎。这些引擎可以计算多个每个像素运动测量结果。例如，运动引擎122可以计算在连续帧中的对应像素组之间的绝对差的平均值或者称为MAD。另外，运动引擎122可以计算在连续帧中的对应像素组之间的绝对差之和或者称为SAD。而且，运动引擎122可以计算在对应的像素组之间的绝对差，并且选择最大的绝对差或者称为MAX。另外，运动引擎122可以从在连续帧中的像素组计算边缘自适应测量结果或者称为EDAP。这些每个像素测量结果可以被传送到视频运动组合器124和影片步调处理器132。

视频运动组合器124可以从运动引擎122获得每个像素测量结果，并且使用该数据来计算亮度运动值和色度运动值。在一个实施例中，根据围绕正在被计算其运动的像素的细节自适应地从运动引擎122之一选择亮度运动值。可以使用来自相邻场的亮度运动值递归地处理特定场的亮度运动值，以便平均亮度运动值。当确定在连续场之间存在高度运动时，可以使用场运动值来替代每个像素运动值。另外，可以使用水平运动扩展来计算最后的像素运动。和亮度运动值不同，色度运动值不可以被递归地处理。

时间和空间运动抽头110也可以将信息传送到向量插值器126。向量插值器126可以使用滤波技术来执行传统的二维或者空间滤波。另外，向量插值器126可以使用边界排除窗口来消除场中的包含缺少像素或者垃圾像素的部分。

影片步调处理器132可以从运动引擎122获得每个像素测量结果，并且检测在视频中的影片步调的存在。另外，影片步调处理器可以根据每个场在步调中的特定位置来产生每个场的编织方向。对于某些视频模式，编织方向可以向去隔行器电路100B指示要组合哪些连续场以便形成全视频帧。

作为检测影片步调的一部分，影片步调处理器132可以设置标记以表示何时进入和何时退出特定的影片处理模式。处理模式可以包括3-2步调影片模式、2-2步调影片模式或者任何适当的影片步调模式。在确定何时进入或者退出特定影片步调模式时，影片步调处理器132可以计算在相同极性的连续场中的像素组之间的SAD。可以对于多组连续场存储SAD值。这多个SAD值可以然后用于确定何时进入和退出特定视频处理模式。一旦已经进行了这些确定，则影片步调处理器132可以向影片模式状态指示器142和运动自适应混合器134发送关于处理模式的进入和退出以及编织方向的信息。

运动自适应混合器134可以使用来自向量插值器126的空间插值的运动信息、来自视频运动组合器124的亮度和色度运动信息、来自时间和空间运动抽头110的关于在前场和后续场的信息和来自影片步调处理器132的关于影片步调模式的进入和退出以及编织方向的信息，以便构成去隔行视频的场。运动自适应混合器134可以使用来自影片步调处理器132的信息来确定在构成视频场时要使用来自视频运动组合器124、时间和空间运动抽头110和向量插值器126的什么信息。例如，如果来自影片步调处理器132的信息指示去隔行器应当进入影片模式，则运动自适应混合器134可以忽略来自视频运动组合器124和向量插值器126的信息，并且使用来自时间和空间运动抽头110的信息来产生在当前场中的视频的缺少行。运动自适应混合器134可以具有两种独立的输出——用于奇数水平视频行的场的输出和用于偶数水平视频行的场的输出。运动自适应混合器134可以向影片模式状态指示器142发送这些场。

影片模式状态指示器142可以使用来自影片步调处理器132的关于影片步调模式的进入和退出的信息和来自运动自适应混合器134的视频场输出来产生具有指示符的视频场输出。指示符可以表示应当使用什么影片模式来显示视频场输出。指示符可以是任何适当的数据结构或者信号。影片模式状态指示器142可以具有两个独立的输出——用于具有指示符的奇数水平视频行的场的输出和用于具有指示符的偶数水平视频行的场的输出。影片模式状态指示器142可以向行去复用器144发送这些具有指示符的场。

行去复用器144可以使用具有影片模式指示符的视频场来构成去隔行视频的帧。在某些实施例中，行去复用器144可以根据视频场的相应影片模式状态指示符来组合视频场，以形成视频帧。在某些实施例中，行去复用器144可以根据场的影片模式状态指示符来加倍特定场的行速率以形成视频帧。行去复用器144可以产生输出140。输出140可以包括适合于显示在任何显示设备上的全视频帧。

图2A示出了按照本发明的一个实施例的时间和空间抽头电路200A的说明性顶层框图。时间和空间抽头电路200A可以大致类似于在图1B中所示的时间和空间运动抽头110。可以以8.3格式来表示在时间和空间运动抽头电路200A中的数据。时间和空间抽头电路200A可以包括用于下述信息的数据抽头：亮度帧运动、色度帧运动、边缘相关检测信息、亮度空间平均信息、色度空间平均信息、亮度和色度时间混合信息，或者关于要处理的视频帧的其他适当信息。

时间和空间抽头电路200A可以包括下一帧数据210。下一帧数据210可以包括后一视频帧的亮度和色度信息。当前帧数据230可以是经第一延迟电路220延迟的下一帧数据210。当前帧数据230可以包括当前正在被去隔行器处理的视频帧的亮度和色度信息。前一帧数据250可以是经第二延迟电路240延迟的当前帧数据230。前一帧数据250可以包括前一视频帧的亮度和色度信息。第一延迟电路220和第二延迟电路240可以包括锁存器、触发器或者任何适当的延迟电路，下一帧数据210、当前帧数据230和前一帧数据250可以被任何适当的存储器电路存储。

图2B示出了时间和空间抽头电路200A中的一部分的更详细的视图200B。当前帧数据230可以包括第一当前抽头延迟元件233、第二当前抽头延迟元件235和第三当前抽头延迟元件237。这些延迟元件中的每一个可以类似于在图2A中所示的延迟电路220和240。另外，当前帧数据230可以包括顶端像素抽头238、第二顶端像素抽头236、第三顶端像素抽头234和底端像素抽头232。这些像素抽头中的每一个可以由在视频场的不同行中的像素构成。例如，顶端像素抽头238可以包括在特定场的第一行中的像素，第二顶端像素抽头236可以包括在同一场的第三行中的像素，第三顶端像素抽头234可以包括在同一场的第五行中的像素，并且底端像素抽头232可以由同一场的第七行构成。每个所述像素可以被第二延迟电路240延迟以产生前一帧数据250。

图3示出了用于计算各种类型的帧运动的说明性设置300。可以在图1B中所示的去隔行器的运动引擎122中执行这些计算。设置300可以包含在后的场像素310、在前的场像素330和当前场像素320。被蚀刻的像素可以表示在视频的偶数水平行上的像素，并且非蚀刻的像素可以表示在视频的奇数水平行上的像素。在后的场像素310和在前的场像素330可以与在当前场像素320中的缺少像素322对齐。例如，在后的场像素310的中心像素312和在前的场像素330的中心像素332可以与在当前场像素320中的缺少像素322对齐。

设置300可以用于使用在前的场像素330和在后的场像素310的亮度值之间的绝对差的平均值来计算缺少像素322的亮度帧运动。该运动引擎在视频中存在高度的噪声时可被使用，因为这种技术对于噪声误差较不敏感。可以计算在对应的在前的场像素330和在后的场像素310的亮度值之间的绝对差，例如在在前的场像素330和在后的场像素310的块中类似地定位的像素之间的绝对差。对应的像素可以限于在类似极性的行(例如像素的偶数行和奇数行)中的像素集。可以从在像素块之间计算的绝对差集来计算所述平均值。在某些实施例中，设置300可以类似地用于使用在前的场像素330和在后的场像素310的色度值之间的绝对差的平均值来计算缺少像素322的色度帧运动。

在某些实施例中，设置300可以用于使用在前的场像素330和在后的场像素310的值之间的绝对差的最大值来计算缺少像素322的亮度帧运动。该运动引擎在视频中有较少噪声并且需要空间运动扩展中时可被使用。可以如上所述地计算在同一极性的行中的类似地定位的像素之间的绝对差。在某些实施例中，设置300可以类似地用于使用在前的场像素330和在后的场像素310的色度值之间的绝对差的最大值来计算缺少像素322的色度帧运动。

在后的场像素310和在前的场像素330的大小可以与设置300中所示的3 x 3核不同。例如，在后的场像素的大小可以是1 x 1、5 x 3、7 x 3或者任何适当的核大小以计算关于缺少像素322的运动信息。

在某些实施例中，可以定标绝对差计算。该定标可以将绝对差的表示减少到四比特的值。定标可以基于两个阈值——低阈值和高阈值。所有小于低阈值的计算值可以被分配最低的4个比特值，即0，并且所有大于高阈值的计算值可以被分配最高的四比特值，即15。所有位于低阈值和高阈值之间的计算值可以分布在14个剩余的4比特值之间。

图4示出了用于计算各种场运动的说明性设置400。可以在图1B中所示的去隔行器的运动引擎122中执行这些计算。设置400可以包含在前的像素410、在后的像素430和当前像素420。在前的像素410和在后的像素430可以与在当前像素420中的像素‘p’和‘q’之间的缺少像素对齐。例如，在前像素410中的像素‘b’和在后的像素430中的像素‘y’可以与在当前像素420中的像素‘p’和‘q’之间的缺少像素对齐。当前像素420中的缺少像素可以是场所缺少的行(例如，在包括所有奇数水平像素的场中的偶数水平像素的行)中的像素。

设置400可以用于计算连续场之间的运动和详细信息。参考设置400中的像素‘a’、‘b’、‘c’、‘l’、‘m’、‘p’、‘q’、‘x’、‘y’和‘z’的值，可以计算下面的量度：

max_motion-max_detail (式1)

max_motion-min_detail (式2)

min_motion-max_detail (式3)

min_motion-min_detail (式4)

max_motion            (式5)

min_motion            (式6)

其中，max_motion＝max[abs(avg(p，q)-b)，abs(avg(p，q)-y)]

      min_motion＝min[abs(avg(p，q)-b)，abs(avg(p，q)-y)]

      max_detail＝max[abs(a-b)，abs(b-c)，abs(p-q)，abs(x-y)，abs(y-z)]以及

      min_detail＝min[abs(a-b)，abs(b-c)，abs(p-q)，abs(x-y)，abs(y-z)]

函数abs()可以表示任何适当的绝对值函数，函数max()可以表示任何适当的最大值函数，函数min()可以表示任何适当的最小值函数。

式1-4中的差如果被计算为负则可以被表示为0。另外，类似于针对图3中的设置300公开的处理，可以将在式1-6中计算的值定标为四比特值。

设置400也可以用于使用在场之间的合并的像素集来计算场运动。在某些实施例中，可以如图所示合并当前像素420和在前像素410以形成当前和在前的合并场440。另外，当前像素420和在后像素430可以如图所示被合并以形成当前和在后的合并场450。

设置400可以用于计算场间差。可以通过以加权系数对设置400中的像素的值进行加权来计算场间差。可以计算经加权的像素值之间的绝对差。可以使用该绝对差和可编程的增益和阈值来计算二进制运动值。可编程增益和阈值可以被选择来控制在计算场间运动时给予特定空间细节的重要性。所计算的场间差可以被用作像素场运动标记以检测影片步调。

图5A示出了按照本发明的一个实施例的视频运动组合器电路500A的说明性顶层方框图。视频运动组合器电路500A可以类似于在图1B中公开的视频运动组合器124。视频运动组合器电路124可以使用像素测量结果502来作为输入。像素测量结果502可以包括由图3中所公开的视频运动引擎计算的帧运动信息。视频运动组合器电路500A可以从视频运动引擎获得帧运动信息并对其进行处理，以产生亮度运动值和色度运动值输出536。

视频运动组合器电路500A可以包括引擎选择电路510。引擎选择电路510可以从视频运动引擎选择要处理哪个帧运动信息。该选择可以基于围绕正在被计算运动信息的像素的像素中的细节。所选择的帧运动信息可以被传送到递归运动电路520以供进一步处理。

递归运动电路520可以使用帧运动信息来作为输入。可以使用来自在前场的运动信息来处理帧运动信息。加权的平均函数可以被应用到帧运动信息和来自在前场的运动信息。当当前帧运动在值上小于来自在前场的运动信息时，可以应用加权的平均函数。这个处理可以被称为运动递归。运动递归可以提供时间运动扩展。经处理的帧运动信息可以被传送到帧/场运动值选择电路530以供进一步处理。

帧/场运动值选择电路530可以将来自递归运动电路520的经处理的帧运动信息来作为输入。帧/场运动值选择电路530在检测到当前正在被去隔行的整个视频帧中的高度运动时可以输出经处理的场运动信息。当经处理的帧运动信息超过所选择的阈值时，可以检测到高度运动。但是，当未检测到高度运动时，帧/场运动值选择电路530可以输出帧运动信息。场运动信息可以包括如在图4中所公开那样计算出的信息。当在正在被去隔行的视频帧中有低度运动时，该选择处理可能将去隔行器的敏感性限于使用错误的场运动信息。

图5B示出了按照本发明的一个实施例的视频运动组合器电路的更详细的顶层方框图。视频运动组合器电路可以包括亮度引擎选择电路516。亮度引擎选择电路516可以在亮度引擎输入512之间进行选择。亮度输入512可以包括由在图3中公开的视频运动引擎所计算的亮度帧运动信息。选择可以基于被细节检测器电路514发送到亮度引擎选择电路516的信息。细节检测器电路514可以计算用于指示当前被处理其运动信息的像素周围的细节的层次的值。这个计算可以基于围绕当前正在被处理其运动信息的像素的像素值变化。在某些实施例中，当像素值没有太大变化(即单调的像素区域)时可以使用包括像素的绝对差的最大值的帧运动信息。另外，当像素值存在高度变化时，可以使用包括像素的绝对差平均值的帧运动信息。可以使用如图3中所公开的任何尺寸的核来计算绝对差的平均值。可以向核中的每个像素分配二进制值。如果像素的值比所计算的平均值大可编程的阈值，则该二进制值可以被设置为1。可以计算具有二进制值1的像素的总数。细节检测器的输出可以表示该值是否超过可编程的阈值。该选择处理可以通过防止充斥噪声的运动信息传播到相邻的帧来限制去隔行的视频帧中的噪声的扩展。亮度引擎选择电路516可以输出所选择的亮度帧运动，并且将其传送到递归运动电路520和高帧运动检测电路522。

图5C示出了按照本发明的一个实施例的递归运动电路520的顶层方框图。递归运动电路520可以使用所选择的亮度帧运动信息521来作为到亮度引擎选择电路516的输入，并且输出再循环的/递归的帧运动信息527来作为输出。亮度帧运动信息521可以被输入到加权系数计算电路526。

加权系数计算电路526可以向亮度帧运动信息521应用加权平均函数。另外，加权系数计算电路526可以经由上游递归线523选择性地将亮度帧运动信息521传送到递归延迟电路524。递归延迟电路524可以是在图2A中公开的时间和空间抽头电路110的一部分。递归延迟电路524可以建立延迟版本的亮度帧运动信息521。在某些实施例中，递归延迟电路524可以产生一场延迟版本和两场延迟版本的亮度帧运动信息521。由于视频场的奇数和偶数特性，一场延迟版本的亮度帧运动521可能不在空间上与正在被计算其运动信息的像素对齐。但是，两场延迟版本的亮度帧运动521可能在空间上与正在被计算其运动信息的像素对齐。递归延迟电路可以经由下游递归线525向加权系数计算电路526发送适当版本的亮度帧运动信息。

加权系数计算电路526可以通过下述方式在时间上扩展亮度帧运动信息521：通过向亮度帧运动信息521和在递归延迟电路524中建立的延迟版本的亮度帧信息521应用加权平均函数。该加权平均函数可以包括可编程的加权系数。所述加权系数的范围可以是从0到1。加权平均函数的输出可以被作为再循环/递归帧运动信息527发送到高帧运动检测电路522。

在某些实施例中，递归运动电路520可以执行不对称递归。例如，加权系数计算电路526可以通过下述方式在时间上扩展亮度帧运动信息521：通过仅当前一帧中的运动信息在幅度上小于当前帧中的运动信息时，向亮度帧运动信息521和延迟版本的亮度帧运动信息521应用加权平均函数。

向回参见图5B，高帧运动检测电路522可以将再循环/递归帧运动信息527和来自亮度引擎选择电路516的信息来作为输入，并且输出帧运动信息以及视频帧中的帧运动程度的指示。该信息可以被传送到场/帧运动值选择电路530。场/帧运动值选择电路530可以根据来自高帧运动检测电路522的帧运动的指示来在来自场运动检测器电路504的场运动信息和帧运动信息之间进行选择。场运动检测器电路504可以计算如图4中所公开的信息。所选择的信息可以被传送到运动扩展电路532。

运动扩展电路532可以将所选择的场运动信息或者帧运动信息作为输入。可以在水平方向上扩展所选择的场运动或者帧运动。经处理的场运动或者帧运动可以被输出为视频运动组合器的亮度输出。

视频运动组合器电路也可以包括色度引擎输入506。色度引擎输入506可以包括由图3中所公开的视频运动引擎计算的色度帧运动信息。色度引擎输入506可以在视频运动组合器电路中被色度引擎延迟电路534延迟。色度引擎延迟电路534可以输出经延迟的色度引擎输入506来作为视频运动组合器的色度输出。色度引擎延迟电路534可以包括任何适当的延迟电路来延迟色度引擎输入506，以与运动扩展电路532的亮度输出相匹配。

图6A示出了按照本发明的一个实施例的帧像素运动检测模块610的顶层方框图600A。在一些实施例中，帧像素运动检测模块610可以是如图1A和1B的去隔行器电路100A中所公开的影片步调处理器132的一部分。在其他实施例中，帧像素运动检测模块610可以是如图1A和1B的去隔行器电路100A中所公开的运动自适应混合器134的一部分。帧像素运动检测模块610可以从在图1B中公开的时间和空间运动抽头110获得下一场信息602和前一场信息604来作为输入。另外，帧像素运动检测模块610可以将区域阈值输入632以及像素和全局阈值输入634作为输入。可以通过去隔行器来编程区域阈值输入632以及像素和全局阈值输入634。

帧像素运动检测模块610可以包括阈值校准电路630。阈值校准电路630可以获得区域阈值输入632以及像素和全局阈值输入634，并且对噪声阈值635和全局阈值637进行校准。噪声阈值635可以指示正在被去隔行的视频帧中的噪声的水平。阈值校准电路630当其输入表示有高水平的噪声时可以将噪声阈值635设置为更高的值。噪声阈值635可以确定何时去隔行器进入和退出影片模式。噪声阈值635可以被发送到帧像素MAD运动检测电路642。可以从像素和全局阈值输入634中选择全局阈值637。

可以由自动噪声校准电路620自动地校准噪声阈值635。图6B示出了按照本发明的一个实施例的自动噪声校准电路620的顶层方框图600B。自动噪声校准电路620可以包括每个像素绝对差计算电路622。每个像素绝对差计算电路622可以为下一场信息602和前一场信息604的像素的组或者核中的每个像素计算二进制值。这些核可能类似于在图3的设置300中所公开的那些。该二进制值可以表达两个核之间的绝对差的平均值是否大于可编程的阈值。例如，如果特定的一组核的平均值大于阈值，则二进制值可以是1。否则，二进制值可以是0。

每个像素绝对差计算电路622也可以计算下一场信息602和前一场信息604中的像素的核之间的绝对差的和，或者称为SAD。对于具有3-2步调的视频，诸如下一场信息602和前一场信息604这样的一对交替场在5个连续场的时段上本来就是类似的。为两个匹配的场计算的SAD值可以给出在特定的视频序列中的噪声的最小量的指示。因此，累加器电路624可以累加多个SAD值，并且将它们存储在SAD存储电路626中。SAD存储电路626可以包括触发器、锁存器或者任何寄存器电路。所述多个SAD值可以被发送到最小SAD选择电路628。最小SAD选择电路可以选择输入的SAD值中的最小SAD值。该最小SAD值可以然后被发送到阈值检测电路630以供进一步处理。

在某些实施例中，自动噪声校准电路620可以计算下述场的序列中的最小SAD值的位置，所述场的SAD值被存储在SAD存储电路626中。该值可以被输出为最小SAD值位置629。

向回参见图6A，阈值检测电路630可以将最小SAD值与区域阈值输入632相比较。在一个实施例中，可以将最小SAD值与三个不同的阈值相比较。在其他实施例中，可以相对于1、2、3、5或者大于5个阈值评估最小SAD值。这些比较可以确定：对于特定的帧区域，什么阈值可以被输出为噪声阈值635和全局阈值637。当去隔行初始开始时，可以编程这些阈值。这些阈值可以被编程为在去隔行器预期将具有较高噪声量的视频序列中较高。

帧像素MAD运动检测电路642可以将噪声阈值635、下一场信息602和前一场信息604作为输入，并且输出用于表示正被去隔行器处理的视频帧中的像素运动量的值。与在图3中公开的手段类似，帧像素MAD运动检测电路可以使用下一场信息602和前一场信息604来计算下一场和前一场中的像素的核之间的绝对差的平均值，或者称为MAD。该MAD值可以被与噪声阈值635相比较。该比较可以用于产生用于表示在正在被处理的视频帧中的像素运动量的输出。例如，如果MAD值小于噪声阈值635，则帧像素MAD运动检测电路642的输出可以表示在由去隔行器正在处理的视频帧中存在小数量的像素运动。相反，如果MAD值大于噪声阈值635，则帧像素MAD运动检测电路642的输出可以表示在由去隔行器正在处理的视频帧中存在大量的像素运动。帧像素MAD运动检测电路642可以将该输出传送到帧全局运动检测电路644。

帧全局运动检测电路644可以将获得全局阈值637和来自帧像素MAD运动检测电路642的输出，并且输出用于表示在由去隔行器正在处理的视频帧中的全局帧运动量的值。该输出可被发送到3-2帧步调处理器状态机644。例如，帧全局运动检测电路644可以求和来自帧像素MAD运动检测电路642的信息，并且将该和与全局阈值637相比较。该比较可以设置全局帧运动标记。该全局帧运动标记可以然后用于3-2帧步调处理器状态机中以检测影片步调的改变。

3-2帧步调处理器状态机646可以使用最小SAD值位置629和来自帧全局运动检测电路644的输出来作为输入，以便确定是否退出影片模式。在某些实施例中，如果最小SAD值的位置不出现在跨越几个场的连续移位位置中，则3-2帧步调处理器状态机646可以退出影片模式。另外，当在跨越几个连续场的连续移位位置中出现最小SAD值位置629时，3-2帧步调处理器可以进入影片模式。可以将连续场的数量定义为5。可以将连续移位位置定义为每过一个状态机过渡时段就递增1的位置。状态机过渡时段可以被定义为状态机在状态之间过渡所用的处理时间。因此，如果存在在连续帧之间几乎没有运动的视频序列，则去隔行器将退出影片模式，如果存在包含指示3-2步调的特征的视频序列，则去隔行器进入影片模式。在没有在帧像素运动检测模块610中使用任何阈值的情况下发生这种进入和退出影片模式。

图7示出了按照本发明的一些实施例的边界排除窗口710、720、730和740的图。边界排除窗口710、720、730和740可以用于向量插值器126中以排除帧中的包含缺少像素或者垃圾像素的区域。这些区域可以包括由去隔行器处理的每个场的边界。可以由边界排除寄存器722、724、728和726来构造边界排除窗口710、720、730和740。边界排除寄存器可以是任何适当的寄存器硬件，其存储了帧中的要在特定的边界排除窗口中排除的位置的表格。这些边界像素可能引起从影片和视频模式的错误退出。因此，重要的是它们用于排除场中的可能包含缺少像素或者垃圾像素的部分。

全局边界排除窗口710包括一个全帧。缩小的全局边界排除窗口720包括减去存储在顶部边界排除寄存器722、左边界排除寄存器728、底部边界排除寄存器726和右边界排除寄存器724中的像素的一个全帧。顶部边界排除窗口730包括减去存储在底部边界排除寄存器726中的像素的一个全帧。缩小的全局边界排除窗口740包括减去存储在顶部边界排除寄存器722、左边界排除寄存器728和右边界排除寄存器724中的像素的一个全帧。

在某些实施例中，两组步调检测电路可被应用于一个帧。因此，如果在顶部边界排除窗口730的底部出现滚动的文本，则由底部边界排除寄存器726限定的帧底部区域将进入视频模式，同时帧的顶部部分保持在3-2影片模式中。

图8示出了按照本发明的一个实施例的影片步调处理器模块800的顶层方框图。该影片步调处理器模块800可以类似于在图1B中公开的影片步调处理器132。影片步调处理器模块800可以获得来自帧运动检测器810和场运动检测器820的输入。这两个检测器可以包括针对图1B中的运动引擎122公开并且在图3和4中详细说明的帧运动和场运动引擎。

帧运动检测器810可以向噪声校准/规格化电路830发送帧运动信息812。噪声校准/规格化电路830可以使用任何适当的规格化电路来规格化帧运动信息812。帧运动信息812可以包括像素帧运动标记。可以使用与由图5B中所公开的细节检测器124计算的标记类似的技术来计算像素帧运动标记。规格化电路可以使用与针对图3公开的技术类似的技术来定标帧运动信息812。噪声校准/规格化电路830也可以包括自动噪声校准电路。自动噪声校准电路可以使用在下一帧和前一帧中的像素的核之间的绝对差的平均值来计算帧运动阈值。这个处理可以是针对图6A和6B中的自动噪声校准电路620所公开的处理。规格化帧运动信息、像素帧运动标记和帧运动阈值可以作为噪声校准/规格化电路输出832被发送到标记累加电路840。

场运动检测器820可以产生场运动标记822。可以使用与在图4中公开的类似的技术来计算像素场运动标记822。像素场运动标记822可以被发送到标记累加电路840和标记检测电路860以进一步帮助步调检测。

在某些实施例中，去隔行器可以使用多个场运动引擎来计算像素场运动并使用多个帧运动引擎来计算像素帧运动。场运动引擎或者帧运动引擎的数量可以等于1、2、3或者大于3。像素场运动标记可以是2比特二进制值。最低有效位可以表示正在被去隔行的当前场和将被去隔行的下一个场之间的场运动。最高有效位可以表示在正在被去隔行的当前场和已经被去隔行的前一个场之间的运动。所述像素帧运动标记可以是单个二进制比特，其表示在正在被去隔行的下一个场和已经被去隔行的前一个场之间的运动。

像素场运动标记822和在噪声校准/规格化电路输出832中的像素帧运动标记可以在标记累加电路840中累加。标记累加电路840可以对输入的标记进行分类并且输出全局标记842和顶部标记844。全局标记842可以是与整个帧相关的运动标记。顶部标记844可以是仅与帧的顶部相关的运动标记。可以与图7中所公开的顶部边界排除窗口730类似地定义帧的顶部。全局标记842和顶部标记844可以被传送到状态机电路850，并且用于检测各种步调。

状态机电路850可以检查输入的全局运动标记842和顶部标记844以寻找型式。这些型式可以向去隔行器表示何时进入和退出特定的步调处理模式。状态机电路850可以包括几个状态机：对于去隔行器能够检测的每个步调，都有一个状态机。这些步调可以包括3-2、2-2、2-2-2-4、2-3-3-2、3-2-3-2-2、5-5、6-4、8-7或者任何可编程的步调。状态机电路850中的每个状态机可以产生模式标记和编织标记来作为输出。模式标记可以是单个二进制比特，其表示由去隔行器当前正在处理的视频属于特定的步调。编织方向标记可以是二进制比特的序列，用于向去隔行器指示何时和如何将去隔行器当前正在处理的特定步调的连续场编织在一起。来自状态机电路850中的所有状态机的模式标记可以被输出为模式标记852，并且来自状态机电路850中的所有状态机的编织标记可以被输出为编织标记854。模式标记853和编织标记854可以被发送到标记选择电路860。

当多个编织标记同时变高时，标记选择电路860可以向由状态机电路850中的步调状态机检测到的步调分配优先级。被分配到每个步调的优先级可以用于决定从标记选择电路860输出的最后模式标记864和最后编织方向标记862。可以从模式标记852中选择最后模式标记864，并且可以从编织标记854中选择最后编织标记862。所选择的模式标记和编织标记可以来自同一步调状态机。在一个实施例中，优先级可以具有下面的步调顺序(从最高优先级的步调到最低优先级的步调)：3-2、2-2、2-2-2-4、2-3-3-2、3-2-3-2-2、5-5、6-4和8-7。

图9示出了按照本发明的一个实施例的影片步调处理器状态机电路的顶层方框图。在图9中所示的影片步调处理器状态机可以是图8中所公开的状态机电路850中的一个状态机。在用于特定步调的状态机中，可以有影片步调状态机电路的两个拷贝——一个用于检测在帧的顶部的步调，一个用于检测在帧的底部的步调。

影片步调处理器状态机电路可以使用全局标记910作为输入，并且检测连续标记的序列内的型式。全局标记910可以类似于在图8中公开的全局标记842。如果检测到标记的重复型式，则进入匹配电路930可以将第一匹配标记932设置为高，第一匹配标记932可以向状态机电路960表示要断言模式标记962。可以由场/帧模式输入912来设置型式。模式标记962可以指示：假如即将到来的帧属于被分配给影片步调处理器状态机电路的特定步调，那么去隔行器应当处理这些即将到来的帧。维持匹配电路950可以然后定期地进行查看，以保证重复型式持续。如果重复型式有间断，则模式标记962可以指示即将到来的帧不再属于被分配到影片步调处理器状态机电路的特定步调。

在某些实施例中，场/帧型式输入912可以由下一场型式和前一场型式构成。下一场型式可以指定特定步调循环中的每个场在时间上与下一个场中的全局运动相比的全局运动。前一个场型式指定特定步调循环中的每个场在时间上与前一个场中的全局运动相比的全局运动。另外，场/帧型式输入912可以包括帧型式。帧型式可以被计算为下一场型式和前一场型式的逐位的逻辑或运算。帧型式可以表示特定的步调循环中的下一个场和前一个场之间的全局运动。在特定的实施例中，可以在影片步调处理器状态机电路中硬连线下一场型式、前一场型式和帧型式。

下一场型式、前一场型式和帧型式可以是“硬型式”，因为当正在被去隔行器处理的视频中没有运动时不会出现这些型式。因此，这些型式可以仅仅用于进入特定的步调处理模式。可以由硬匹配标记952来表示对特定步调处理模式的进入。仅在当维持匹配电路950预期低整体运动的时段时全局标记910表示正在被去隔行的视频帧中的高整体运动时，影片步调处理器状态机可以退出特定步调处理模式。如果这种情况发生，则维持匹配电路950可以将硬匹配标记952设置为低。维持匹配电路950也可以向环形计数器电路940发送硬和软匹配标记。

在某些实施例中，全局标记910可以被传送通过标记移位电路920。标记移位电路920可以将全局标记910移位一时间段，该时间段等于步调循环中的场的总数。例如，对于3-2影片步调，标记移位电路920可以将全局标记910移位5个场周期。

图10示出了按照本发明的一个实施例的影片步调处理器状态机1000的图。可以在状态机电路960中以硬件来实现状态机1000。现在可以参照图9中的影片步调处理器状态机电路来描述在图10中所示的影片步调处理器状态机的操作。

环形计数器940可以保存每个场的步调特征或者特定步调的场集的步调特征。当处理新的场时，所分配的特征可以循环地移位。例如，如果在特定场处检测到3：2步调，则环形计数器电路940可以向该步调中的场分配步调特征01111。当处理不同步调的下一个场时，环形计数器940可以向该步调中的场的特征分配步调特征11110。在一些实施例中，环形计数器电路940可以保持内部状态。该内部状态可以用于计算编织方向标记964。

进入匹配电路930可以查找移位的全局标记中的特定帧型式的存在。如果发现了适当的型式，则状态机1000从状态1010转换到状态1020。另外，环形计数器电路可以更新前一个场环形计数器和当前的场环形计数器。

在状态1020中，维持匹配电路950可以对照特定帧型式和环形计数器来检查全局标记910。一旦特定帧型式已经匹配了N0次，则状态机1000可以从状态1020转换到状态1030。如果特定帧型式和全局标记910不匹配，则状态机1000可以从状态1020转换到状态1010。只要特定帧型式匹配，软匹配标记954就可以保持高。

在状态1030中，维持匹配电路950可以对照特定帧型式和环形计数器来检查全局标记910。一旦特定帧型式已经匹配了N1次，则状态机1000可以从状态1030转换到状态1040。如果特定帧型式和全局标记910不匹配，则状态机1000可以从状态1030转换到状态1010。

在状态1040中，可以将模式标记962断言为高。另外，编织方向标记964可以从环形计数器计算。状态机1000可以保持在状态1040中，直到特定帧型式和全局标记910不匹配为止。在这样的不匹配后，状态机1000可以从状态1040转换到状态1010，并且模式标记962和编织标记964可以被复位。

现在参见图11A-11G，示出了本发明的各种示例性实现方式。

现在参见图11A，可以在硬盘驱动器1100中实现本发明。本发明可以被实现为信号处理和/或控制电路的一部分，信号处理和/或控制电路的部分在图11A中被一般地标识为1102。在一些实现方式中，信号处理和/或控制电路1102和/或HDD 1100中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算，并且/或者格式化被输出到磁存储介质1106和/或从磁存储介质1106接收的数据。

HDD 1100可以经由一个或多个有线或者无线的通信链路1108与诸如计算机之类的主机设备(未示出)、诸如个人数字助理、蜂窝电话、媒体或者MP3播放器等之类的移动计算设备和/或者其他设备通信。HDD 1100可以连接到存储器1109，例如随机存取存储器(RAM)、诸如快闪存储器之类的低延迟非易失性存储器、只读存储器(ROM)和/或其他适当的电子数据存储器。

现在参见图11B，可以在数字通用盘(DVD)驱动器1110中实现本发明。本发明可以被实现为DVD驱动器1110中的信号处理和/或控制电路的一部分和/或海量数据存储器1118，信号处理和/或控制电路在图11B中被一般地标识为1112。信号处理和/或控制电路1112和/或在DVD 1110中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或者加密、执行计算，并且/或者格式化从光存储介质1116中读取并且/或者被写入到光存储介质1116中的数据。在一些实现方式中，信号处理和/或控制电路1112和/或在DVD 1110中的其他电路(未示出)也以执行其他功能，诸如编码和/或解码和/或与DVD驱动器相关联的任何其他信号处理功能。

DVD驱动器1110可以经由一个或多个有线或者无线的通信链路1117与诸如计算机、电视机或者其他设备之类的输出设备(未示出)通信。DVD 1110可以与以非易失性方式存储数据的海量数据存储器1118通信。海量数据存储器1118可以包括硬盘驱动器(HDD)。HDD可以具有在图11A中所示的配置。所述HDD可以是微型HDD，其包括一个或多个具有小于大约1.8”的直径的盘片。DVD 1110可以连接到存储器1119，例如RAM、ROM、诸如快闪存储器之类的低延迟非易失性存储器和/或者其他适当的电子数据存储器。

现在参见图11C，可以在高清晰度电视机(HDTV)1120中实现本发明。本发明可以被实现为HDTV 1120中的信号处理和/或控制电路的一部分(其在图11C中被一般地标识为1122)、WLAN接口1129和/或海量数据存储器1127。HDTV 1120以有线格式或者无线格式来接收HDTV输入信号，并且产生用于显示器1126的HDTV输出信号。在一些实现方式中，信号处理电路和/或控制电路1122和/或HDTV 1120中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行可能需要的任何其他类型的HDTV处理。

HDTV 1120可以与诸如光学和/或磁存储设备之类的以非易失性方式存储数据的海量数据存储器1127通信，光学和/或磁存储器例如是硬盘驱动器HDD和/或DVD。至少一个HDD可以具有在图11A中所示的配置，并且/或者至少一个DVD可以具有在图11B中所示的配置。HDD可以是微型HDD，其包括一个或多个具有小于大约1.8”的直径的盘片。HDTV 1120可以连接到存储器1128，例如RAM、ROM、诸如快闪存储器之类的低延迟非易失性存储器和/或者其他适当的电子数据存储器。HDTV 1120也可以支持经由WLAN网络接口1129与WLAN连接。

现在参见图11D，可以在车辆1130的数字娱乐系统1132中实现本发明，车辆1130可以包括WLAN接口1144和/或海量数据存储器1140。

数字娱乐系统1132可以与以非易失性方式存储数据的海量数据存储器1140通信。海量数据存储器1140可以包括光学和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器(HDD)和/或DVD驱动器。HDD可以是微型HDD，其包括一个或多个具有小于大约1.8”的直径的盘片。数字娱乐系统1132可以连接到存储器1142，例如RAM、ROM、诸如快闪存储器之类的非易失性存储器和/或者其他适当的电子数据存储器。数字娱乐系统1132也可以支持经由WLAN网络接口1144与WLAN连接。在一些实施例中，车辆1130包括诸如扬声器之类的音频输出1134、显示器1136和/或诸如小键盘、触摸板等之类的用户输入1138。

现在参见图11E，可以在包括蜂窝天线1151的蜂窝电话1150中实现本发明。本发明可以被实现为蜂窝电话1150中的信号处理和/或控制电路的一部分(其在图11E中被一般地标识为1152)、WLAN接口1168和/或海量数据存储器1164。在一些实现方式中，蜂窝电话1150包括麦克风1156、诸如扬声器和/或音频输出插孔之类的音频输出1158、显示装置1160和/或诸如小键盘、指点装置、语音致动和/或其他输入设备的输入设备1162。信号处理和/或控制电路1152和/或蜂窝电话1150中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行其他的蜂窝电话功能。

蜂窝电话1150可以与诸如光学和/或磁存储器之类的以非易失性方式存储数据的海量数据存储器1164通信，光学和/或磁存储器例如是硬盘驱动器(HDD)和/或DVD。至少一个HDD可以具有在图11A中所示的配置，并且/或者至少一个DVD可以具有在图11B中所示的配置。所述HDD可以是微型HDD，其包括一个或多个具有小于大约1.8”的直径的盘片。蜂窝电话1150可以连接到存储器1166，例如RAM、ROM、诸如快闪存储器之类的低延迟存储器和/或者其他适当的电子数据存储器。蜂窝电话1150也可以支持经由WLAN网络接口1168与WLAN连接。

现在参见图11F，可以在机顶盒1180中实现本发明。本发明可以被实现为机顶盒1180中的信号处理和/或控制电路的一部分(其在图11F中被一般地标识为1184)、WLAN接口1196和/或海量数据存储器1190。机顶盒1180从诸如宽带源之类的来源接收信号，并且输出适合于显示器1188(诸如电视机和/或监控器)和/或其他视频和/或音频输出设备的标准和/或高清晰度的音频/视频信号。信号处理和/或控制电路1184和/或机顶盒1180中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他的机顶盒功能。

机顶盒1180可以与以非易失性方式存储数据的海量数据存储器1190通信。海量数据存储器1190可以包括光学和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器(HDD)和/或DVD。至少一个HDD可以具有在图11A中所示的配置，并且/或者至少一个DVD可以具有在图11B中所示的配置。HDD可以是微型HDD，其包括一个或多个具有小于大约1.8”的直径的盘片。机顶盒1180可以连接到存储器1194，例如RAM、ROM、诸如快闪存储器之类的低延迟存储器和/或者其他适当的电子数据存储器。蜂窝电话1150也可以支持经由WLAN网络接口1196与WLAN连接。

现在参见图11G，可以在媒体播放机1200中实现本发明。本发明可以被实现为媒体播放机1200中的信号处理和/或控制电路的一部分(其在图11G中被一般地标识为1204)、WLAN接口1216和/或海量数据存储器1210。在一些实现方式中，媒体播放机1200包括显示装置1207和/或用户输入1208(诸如小键盘、触摸板等)。在一些实现方式中，媒体播放机1200可以使用经由显示器1207和/或用户输入1208的图形用户界面(GUI)，其一般使用菜单、下拉菜单、图标和/或指向-点击界面。媒体播放机1200还包括音频输出1209，诸如扬声器和/或音频输出插孔。信号处理和/或控制电路1204和/或媒体播放机1200中的其他电路(未示出)可以处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他的媒体播放机功能。

媒体播放机1200可以与以非易失性方式存储数据(诸如压缩的音频和/或视频内容)的海量数据存储器1210通信。在一些实现方式中，压缩音频文件包括符合MP3格式或者其他适当的压缩音频和/或视频格式的文件。海量数据存储器1210可以包括光学和/或磁存储器，例如硬盘驱动器(HDD)和/或DVD。至少一个HDD可以具有在图11A中所示的配置，并且/或者至少一个DVD可以具有在图11B中所示的配置。HDD可以是微型HDD，其包括一个或多个具有小于大约1.8”的直径的盘片。媒体播放机1200可以连接到存储器1214，例如RAM、ROM、诸如快闪存储器之类的低延迟存储器和/或者其他适当的电子数据存储器。媒体播放机1200也可以支持经由WLAN网络接口1216与WLAN连接。除了上面所述的那些实现方式之外，还考虑其他的实现方式。

可以明白，上述内容仅仅是说明本发明的原理，并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以由本领域内的技术人员进行各种修改。