專利名稱：轉(zhuǎn)換幀頻的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法，尤其涉及一種幀頻轉(zhuǎn)換裝置和方法，其在輸入圖像的幀頻轉(zhuǎn)換期間，能夠最少化在基于正常運(yùn)動(dòng)矢量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像區(qū)域與基于誤差運(yùn)動(dòng)矢量的通過時(shí)間平均而獲得的圖像區(qū)域之間的邊界處阻塞物的出現(xiàn)。
背景技術(shù)：
使用運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)的幀頻轉(zhuǎn)換器可被用來轉(zhuǎn)換廣播，該廣播是由地方電視(TV)臺(tái)以不同的垂直頻率來電視播送的。例如，當(dāng)在美國(guó)地區(qū)以60Hz的垂直頻率觀看以50Hz的垂直頻率由歐洲的地方廣播臺(tái)電視播送的廣播時(shí)，每五張圖像將增加一幅圖像。在這種情況下，可以通過使用一種運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償技術(shù)來產(chǎn)生一個(gè)新圖像。
然而，由于在運(yùn)動(dòng)估計(jì)期間會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)誤差，所以還未推廣運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償技術(shù)。運(yùn)動(dòng)的誤差主要由誤差運(yùn)動(dòng)矢量產(chǎn)生。當(dāng)目標(biāo)的形狀沒有變化并且該目標(biāo)以垂直或水平方向線性移動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)矢量允許目標(biāo)的移動(dòng)位置被精確地檢測(cè)和表示。然而，如果目標(biāo)變形(或場(chǎng)景移動(dòng))，亮度改變，或者目標(biāo)以一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，則存在這樣的可能性，即沒有在前一個(gè)圖像和當(dāng)前圖像之間精確匹配的運(yùn)動(dòng)矢量，或者運(yùn)動(dòng)矢量在錯(cuò)誤的位置被檢測(cè)到。在更糟糕的情況下，目標(biāo)看起來變形，并且圖像之間的邊界被間斷地顯示，即出現(xiàn)阻塞物。
在美國(guó)專利號(hào)5,534,946中公開了一種用于使阻塞物的出現(xiàn)最少的方法。現(xiàn)在將參考圖1來描述該方法。
在圖1中，Io和ro分別表示當(dāng)運(yùn)動(dòng)矢量為0時(shí)的前一個(gè)像素值和當(dāng)前像素值。Iv和rv分別表示其運(yùn)動(dòng)被有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量補(bǔ)償?shù)那耙粋€(gè)和當(dāng)前像素值。此外，p表示時(shí)間插入因子，c表示混合系數(shù)。
在四個(gè)輸入像素值Io、ro、Iv、和rv之中，系數(shù)p和c被作為加權(quán)提供給其運(yùn)動(dòng)未被補(bǔ)償?shù)南袼刂礗o和ro以及其運(yùn)動(dòng)已被補(bǔ)償?shù)南袼刂礗v和rv。接著，被提供加權(quán)的像素值Io、ro、Iv、和rv及其原始像素值Io、ro、Iv、和rv被輸入到第一中值濾波器100和第二中值濾波器101。第一和第二中值濾波器100和101的輸出被輸入到第三中值濾波器102。這里，系數(shù)p和c被確定為平均絕對(duì)誤差(MAE)值。當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，第三中值濾波器102輸出被提供加權(quán)的像素值Io、ro、Iv、和rv及其原始像素值Io、ro、Iv、和rv的平均值。這樣，能夠執(zhí)行內(nèi)插，就象運(yùn)動(dòng)的誤差被可視地偏移。而且，也能夠顯著地減少阻塞物。
然而，這一方法的缺陷是，根據(jù)誤差運(yùn)動(dòng)矢量獲得的像素值可能被中值濾波器選擇為平均值。也就是，很難估計(jì)真實(shí)誤差運(yùn)動(dòng)矢量與內(nèi)插的結(jié)果之間的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種幀轉(zhuǎn)換裝置和方法，其能夠在圖像的幀頻轉(zhuǎn)換期間，最少化在根據(jù)正常運(yùn)動(dòng)矢量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像區(qū)域與根據(jù)誤差運(yùn)動(dòng)矢量通過時(shí)間平均而獲得的圖像區(qū)域之間的邊界處阻塞物的出現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種幀頻轉(zhuǎn)換裝置，該裝置包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，用于估計(jì)輸入前一個(gè)圖像的參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量，所述運(yùn)動(dòng)矢量在前一個(gè)圖像的參考?jí)K與當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域之間具有較少的匹配誤差；以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器，用于測(cè)量關(guān)于相鄰運(yùn)動(dòng)矢量的參考?jí)K運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量，測(cè)量所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差，根據(jù)一個(gè)外部像素誤差值來確定整個(gè)圖像是否包含像素誤差，對(duì)應(yīng)用于整個(gè)圖像的預(yù)定窗口中的誤差數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且產(chǎn)生和輸出新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)應(yīng)用于關(guān)于正常運(yùn)動(dòng)矢量獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MC)的像素值以及前一個(gè)和下一個(gè)圖像的像素的和時(shí)間平均(TA)值。
最好是，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器包括第一檢測(cè)器，用于補(bǔ)償所述參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量和所述相鄰運(yùn)動(dòng)矢量，并且檢測(cè)所述參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量；第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差；比較器，根據(jù)第一檢測(cè)器的輸出、第二檢測(cè)器的輸出、以及外部像素誤差值，確定所述整個(gè)圖像是否包含誤差像素，并且輸出確定結(jié)果；以及控制器，將預(yù)定窗口應(yīng)用于整個(gè)圖像的像素，并且產(chǎn)生和輸出新圖像，同時(shí)根據(jù)所述窗口中的誤差像素?cái)?shù)目將不同的加權(quán)應(yīng)用于MC像素值和TA值。
最好是，所述幀頻轉(zhuǎn)換裝置還包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)關(guān)于所述誤差像素是否存在的確定結(jié)果，該確定結(jié)果是從所述比較器輸出的。
最好是，所述幀頻轉(zhuǎn)換裝置還包括計(jì)數(shù)器，用于對(duì)預(yù)定窗口中的誤差像素?cái)?shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，所述預(yù)定窗口被提供到存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的所述整個(gè)圖像。
最好是，當(dāng)所述參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值，所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差大于第二參考值，或所述外部像素誤差值大于第三參考值時(shí)，所述比較器確定所述像素包含誤差。
最好是，當(dāng)所述外部像素誤差值小于第三參考值，即使所述參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量小于第一參考值以及所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差值小于第二參考值時(shí)，所述比較器確定所述像素不包含誤差。
最好是，當(dāng)所述窗口中的誤差數(shù)目超過預(yù)定范圍時(shí)，所述控制器將一個(gè)加權(quán)提供到所述TA值，該加權(quán)大于提供到MC像素值的加權(quán)。
最好是，當(dāng)所述窗口中的誤差數(shù)目在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述控制器將一個(gè)加權(quán)提供到所述MC像素值，該加權(quán)大于提供到TA值的加權(quán)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種幀頻轉(zhuǎn)換方法，該方法包括步驟(a)估計(jì)輸入的前一個(gè)圖像的參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量，所述運(yùn)動(dòng)矢量在前一個(gè)圖像的參考?jí)K與當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域之間具有較少的匹配誤差；(b)確定有關(guān)相鄰運(yùn)動(dòng)矢量的參考?jí)K運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量、參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差，以及根據(jù)外部像素誤差值來確定整個(gè)圖像是否包含誤差像素；以及(d)將預(yù)定窗口提供給整個(gè)圖像的所有像素，對(duì)所述窗口中的誤差像素?cái)?shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且產(chǎn)生和輸出新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)提供給根據(jù)正常運(yùn)動(dòng)矢量獲得的MC像素值以及根據(jù)誤差像素的數(shù)目獲得的前一個(gè)和下一個(gè)圖像的像素的TA值。
最好是，所述幀頻轉(zhuǎn)換方法還包括步驟(c)存儲(chǔ)關(guān)于將被內(nèi)插的整個(gè)圖像是否包含像素誤差的確定結(jié)果。
最好是，在步驟(b)期間，當(dāng)參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值，參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差大于第二參考值，或外部像素誤差值大于第三參考值時(shí)，確定像素包含誤差。
最好是，其中在步驟(b)期間，當(dāng)外部像素誤差值小于第三參考值，即使參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值以及參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差大于第二參考值時(shí)，確定像素不包含誤差。
最好是，在步驟(d)期間，當(dāng)所述窗口中的誤差數(shù)目超過預(yù)定范圍時(shí)，提供給TA值的加權(quán)大于提供給MC像素值的加權(quán)。
最好是，在步驟(d)期間，當(dāng)所述誤差數(shù)目在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)，提供給MC像素值的加權(quán)大于提供給TA值的加權(quán)。


通過參考圖附圖詳細(xì)描述本發(fā)明優(yōu)選例，本發(fā)明的上面及其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1示出了用于最少化阻塞物的出現(xiàn)的常規(guī)裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的幀頻轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖3示出了圖2所示的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)方框圖；圖4-6是圖2的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器的說明圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選例的幀頻轉(zhuǎn)換方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的幀頻轉(zhuǎn)換裝置200的結(jié)構(gòu)方框圖，該幀頻轉(zhuǎn)換裝置包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)器200-1和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器202-2。
圖3示出了圖2的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器202-2的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)方框圖，該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器包括第一檢測(cè)器200-21、第二檢測(cè)器200-22、比較器200-23、幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器200-24、計(jì)數(shù)器200-25、以及控制器200-26。
圖4-6是圖2的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器202-2的說明圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選例的幀頻轉(zhuǎn)換方法的流程圖。該方法包括步驟計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)的變量MV以及移動(dòng)幀(或場(chǎng))差(DFD)值(700)；確定是否MV＞Th1和|DFD|＞Th2或者Eexr＞0(701)；設(shè)置像素誤差值＝1(702)；設(shè)置像素誤差值＝0(703)；將所設(shè)置的像素誤差值保存在幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器中(704)；對(duì)在M×N窗口中的DFD誤差數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)(705)；并且產(chǎn)生和輸出一個(gè)新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)提供給將與DFD誤差數(shù)目成比例的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MC)的像素值/時(shí)間平均(TA)值(706)。
下面，將參考圖2-7來描述根據(jù)本發(fā)明的幀頻轉(zhuǎn)換裝置和方法。
首先，將描述根據(jù)本發(fā)明的幀頻轉(zhuǎn)換裝置。運(yùn)動(dòng)估計(jì)器200-1對(duì)具有在前一個(gè)圖像的參考?jí)KM×N和當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域中的最少匹配誤差的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行估計(jì)。圖4示出了前一個(gè)圖像的參考?jí)KM×N和當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域。在這種情況下，參考?jí)KM×N在搜索區(qū)域中移動(dòng)的距離變成運(yùn)動(dòng)矢量。該運(yùn)動(dòng)矢量允許當(dāng)目標(biāo)不被變形并且以垂直或水平方向線性移動(dòng)時(shí)該目標(biāo)的移動(dòng)位置被精確地檢測(cè)和表示。然而，如果該目標(biāo)變形，亮度變化或者該目標(biāo)以一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，則存在這樣的可能，即在前一個(gè)和當(dāng)前圖像之間沒有精確匹配的運(yùn)動(dòng)矢量，并且還可能在錯(cuò)誤的位置檢測(cè)運(yùn)動(dòng)矢量。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器200-2測(cè)量關(guān)于參考?jí)K的相鄰運(yùn)動(dòng)矢量的在參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)中的變量，測(cè)量參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差，并且根據(jù)外部像素誤差值來確定在一個(gè)將被內(nèi)插的整個(gè)圖像中是否包含像素誤差。而且，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器200-2對(duì)圖像的預(yù)定窗口中的像素誤差數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且產(chǎn)生和輸出一個(gè)沒有阻塞物的新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)提供給使用正常運(yùn)動(dòng)矢量而獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MC)的像素值以及前一個(gè)和下一個(gè)圖像的時(shí)間平均(TA)值。
如上所述，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器202-2包括第一檢測(cè)器200-21、第二檢測(cè)器200-22、比較器200-23、幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器200-24、計(jì)數(shù)器200-25以及控制器200-26。
第一檢測(cè)器202-21將由運(yùn)動(dòng)估計(jì)器200-1根據(jù)參考?jí)K估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量與相鄰運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行比較，并且隨后檢測(cè)參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)中的變量。用于計(jì)算某一塊A×B中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量的方法如下 其中MV(i，j)表示塊(i，j)中的運(yùn)動(dòng)矢量，MEANMV表示第(i，j)個(gè)相鄰塊A×B中的平均運(yùn)動(dòng)矢量。如果等式(1)是由硬件實(shí)現(xiàn)的，則不使用平方就可以簡(jiǎn)化等式(1)。在等式(1)中，如果運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量小于預(yù)定參考值，例如第一參考值，則當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量被認(rèn)為與相鄰運(yùn)動(dòng)矢量相等，從而被確定為可靠的。然而，如果運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于預(yù)定參考值(或第一參考值)，則當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量被認(rèn)為與相鄰運(yùn)動(dòng)矢量不同，因此很可能是運(yùn)動(dòng)誤差。
如圖5所示，第二檢測(cè)器200-22使用運(yùn)動(dòng)矢量來檢測(cè)移動(dòng)幀(或場(chǎng))差(DFD)值，該移動(dòng)幀差值是參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域內(nèi)移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差。用于計(jì)算DFD值的方法如下DFD(x，y)＝|Prefblock(x，y)-PSArea(x+vx，y+vy)|…(2)其中Prefblock(x，y)表示在參考?jí)K的位置(x，y)的像素強(qiáng)度值，PSArea(x，y)表示搜索區(qū)域中的像素值，以及vx和vy表示運(yùn)動(dòng)矢量值，即，MV(i，j)＝vx(i，j)，vy(i，j)。DFD值以參考?jí)K的像素單元來計(jì)算。如果DFD值大于預(yù)定參考值，如第二參考值，則相關(guān)的像素被認(rèn)為是一個(gè)誤差。如果DFD值小于預(yù)定參考值，例如第二參考值，則相關(guān)的像素被認(rèn)為是正常的像素。
然而，僅使用運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量和DFD值，不可能檢測(cè)一個(gè)圖像中的所有運(yùn)動(dòng)誤差。因此，在圖2的幀頻轉(zhuǎn)換裝置200的外部另外安裝一個(gè)能夠輸出誤差標(biāo)記值的像素誤差檢測(cè)電路(未示出)。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，假設(shè)誤差標(biāo)記值大于0，并且當(dāng)沒有檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)誤差時(shí)，誤差標(biāo)記值等于0。
比較器200-23比較從第一檢測(cè)器200-21輸出的參考?jí)K運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量、從第二檢測(cè)器200-22輸出的DFD值和輸出值、以及從外部像素誤差檢測(cè)電路輸出的誤差標(biāo)記值，并且隨后輸出一個(gè)指示是否存在像素誤差的信號(hào)。當(dāng)參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值、DFD值大于第二參考值、或像素誤差標(biāo)記值大于0時(shí)，比較器200-23確定將被內(nèi)插的圖像的像素包含誤差。當(dāng)外部像素誤差標(biāo)記值是0時(shí)，比較器200-23確定將被內(nèi)插的圖像的像素是正常像素，即使參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考?jí)K以及DFD值大于第二參考?jí)K。將一個(gè)預(yù)定值而不是0給予沒有誤差的像素。
運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量是通過根據(jù)參考?jí)K來測(cè)量誤差而獲得的，而DFD值是通過以參考?jí)K的像素單位來測(cè)量誤差而獲得的。因此，如果參考?jí)K包括K×L像素，則由第一檢測(cè)器200-21檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)變量被提供到參考?jí)K的所有的K×L像素。從外部像素誤差檢測(cè)電路輸出的誤差標(biāo)記值可以根據(jù)參考?jí)K或以像素單位來測(cè)量。
從整個(gè)圖像檢測(cè)誤差，并且將一個(gè)預(yù)定值給予所檢測(cè)的誤差。假定該預(yù)定值是像素誤差數(shù)據(jù)。預(yù)定值，即像素誤差數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器200-24中。
在有關(guān)整個(gè)圖像的像素誤差數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器200-24之后，計(jì)數(shù)器200-25將一個(gè)N×M窗口提供給其中以第一像素開始的屏幕中的像素，并且對(duì)該N×M窗口中的DFD誤差像素的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。假定DFD誤差像素的數(shù)目為p。該值p被N×M窗口的大小所除，并且具有0≤p≤1的參考范圍。
如圖6所示，控制器200-26輸出一個(gè)將被內(nèi)插的輸出圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)提供給使用正常運(yùn)動(dòng)矢量而獲得的MC像素值MC(＝B+C/2)以及使用從計(jì)數(shù)器200-25輸出的值p而獲得的前一個(gè)和下一個(gè)輸入圖像的TA值TA(＝A+B/2)。如果從計(jì)數(shù)器200-25輸出的值p在參考范圍之外，則圖像被認(rèn)為具有許多誤差像素。因此，控制器200-26將一個(gè)加權(quán)應(yīng)用于TA值，所述加權(quán)大于應(yīng)用于MC像素值的加權(quán)。如果值p在預(yù)定范圍之內(nèi)，則圖像被認(rèn)為包含較少的有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的誤差像素。因此，控制器200-26將運(yùn)動(dòng)矢量看作是有用的，并且將一個(gè)大于應(yīng)用于TA值的加權(quán)應(yīng)用于MC像素值。下面是一種將加權(quán)應(yīng)用于MC像素值和TA值的方法，從而輸出一個(gè)將被內(nèi)插的最后圖像，該圖像是從控制器200-26輸出的Output＝Temporal Avg×p+MC×(1-p)…(3)其中MC表示關(guān)于運(yùn)動(dòng)矢量移動(dòng)的像素值。因此，值MC反射得越多，則圖像越清晰。Temporal Avg表示在當(dāng)前像素位置的前一個(gè)/當(dāng)前圖像的值。
下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的幀頻轉(zhuǎn)換方法。
運(yùn)動(dòng)估計(jì)器200-1獲得具有在前一個(gè)圖像的參考?jí)KM×N與當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域之間的最少匹配誤差的運(yùn)動(dòng)矢量。參考?jí)K在搜索區(qū)域中移動(dòng)的距離被確定為運(yùn)動(dòng)矢量。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器200-2測(cè)量運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量MV和DFD(700)。第一檢測(cè)器200-21將參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量與相鄰運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行比較，并且使用等式(1)來測(cè)量參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量MV。當(dāng)運(yùn)動(dòng)變量MV小于預(yù)定值，即第一參考值TH1時(shí)，則當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量很可能等于相鄰運(yùn)動(dòng)矢量，從而被認(rèn)為是可靠的。然而，當(dāng)運(yùn)動(dòng)變量大于預(yù)定值，即第一參考值TH1時(shí)，則當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量不等于相鄰運(yùn)動(dòng)矢量，很可能是誤差。在這種情況下，第二檢測(cè)器200-22使用等式(2)來計(jì)算DFD值，該DFD值是參考?jí)K的像素值與搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差|DFD|。該DFD值是以參考?jí)K的像素單位來計(jì)算的。如果DFD值大于預(yù)定值，即第二參考值TH2，則相關(guān)的像素被認(rèn)為是誤差。如果DFD值小于預(yù)定值，即第二參考值TH2，則相關(guān)的像素被認(rèn)為是正確的像素。
比較器200-23檢查是否MV＞Th1和|DFD|＞Th2或者Eexr＞0(701)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)變量MV大于第一參考值Th1，以及差|DFD|大于第二參考值Th2或者外部像素誤差標(biāo)記值Eexr大于0，則比較器200-23確定將被內(nèi)插的圖像包含誤差。然而，當(dāng)運(yùn)動(dòng)變量MV大于第一參考值Th1和差|DFD|大于第二參考值Th2但是像素誤差記值Eexr等于0時(shí)，比較器200-23確定將被內(nèi)插的圖像的像素不包含誤差。
接著，比較器200-23將一個(gè)預(yù)定值，例如1，賦值給包含誤差的像素(702)。
接著比較器200-23將一個(gè)預(yù)定值，例如0，賦值給不包含誤差的像素(703)。
接著，分配給圖像的所有誤差像素的值被保存在幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器200-24中(704)。
計(jì)數(shù)器200-25將一個(gè)M×N窗口提供給在幀/場(chǎng)存儲(chǔ)器200-24中保存的整個(gè)圖像的像素，并且對(duì)在M×N窗口內(nèi)的DFD誤差的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)(705)。假設(shè)DFD誤差的數(shù)目為p，值p除以N×M窗口的大小，并且具有0≤p≤1的參考范圍。
控制器200-26根據(jù)值p產(chǎn)生并輸出一個(gè)圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)提供給MC像素值和TA值(706)。當(dāng)從計(jì)數(shù)器200-25輸出的值p超過參考范圍，則圖像包含許多誤差像素。在這種情況下，控制器200-26將一個(gè)加權(quán)提供給TA值，該加權(quán)大于提供給MC像素的加權(quán)。如果值p在參考值的范圍之內(nèi)，則圖像包含有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的更少的誤差像素。在這種情況下，控制器200-26認(rèn)為運(yùn)動(dòng)矢量是有用的，并且將一個(gè)加權(quán)提供給MC像素值，該加權(quán)大于提供給TV值的加權(quán)。如等式(3)所見，MC像素值是相對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量移動(dòng)的像素值，因此，反射的MC像素值越多，則圖像越清晰。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的幀頻轉(zhuǎn)換裝置和方法能夠在圖像的幀頻轉(zhuǎn)換期間，最少化在基于正常運(yùn)動(dòng)矢量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像區(qū)域與基于誤差運(yùn)動(dòng)矢量通過時(shí)間平均來獲得的圖像區(qū)域之間的邊界處阻塞物的出現(xiàn)，從而提高圖像的質(zhì)量。
雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范疇的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出各種各樣的變化。
權(quán)利要求
1.一種幀頻轉(zhuǎn)換裝置，包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，用于估計(jì)輸入的前一個(gè)圖像的參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量，所述運(yùn)動(dòng)矢量在前一個(gè)圖像的參考?jí)K與當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域之間具有較少的匹配誤差；以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器，用于測(cè)量關(guān)于相鄰運(yùn)動(dòng)矢量的參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量，測(cè)量所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差，根據(jù)一個(gè)外部像素誤差值來確定整個(gè)圖像是否包含像素誤差，對(duì)在應(yīng)用于整個(gè)圖像的預(yù)定窗口中的誤差數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且產(chǎn)生和輸出新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)應(yīng)用于關(guān)于正常運(yùn)動(dòng)矢量獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MC)的像素值以及前一個(gè)和下一個(gè)圖像的像素的和時(shí)間平均(TA)值。
2.如權(quán)利要求1所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，其中所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器包括第一檢測(cè)器，用于補(bǔ)償所述參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量和所述相鄰運(yùn)動(dòng)矢量，并且檢測(cè)所述參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量；第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)在所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差；比較器，根據(jù)第一檢測(cè)器的輸出、第二檢測(cè)器的輸出、以及外部像素誤差值，確定所述整個(gè)圖像是否包含誤差像素，并且輸出該確定結(jié)果；以及控制器，將預(yù)定窗口應(yīng)用于整個(gè)圖像的像素，并且產(chǎn)生和輸出新圖像，同時(shí)根據(jù)所述窗口中的誤差像素?cái)?shù)目將不同的加權(quán)提供給MC像素值和TA值。
3.如權(quán)利要求2所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，還包括存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)關(guān)于所述誤差像素是否存在的確定結(jié)果，該確定結(jié)果是從所述比較器輸出的。
4.如權(quán)利要求3所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，還包括計(jì)數(shù)器，用于對(duì)預(yù)定窗口中的誤差像素?cái)?shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，所述預(yù)定窗口被應(yīng)用于保存在存儲(chǔ)單元中的所述整個(gè)圖像。
5.如權(quán)利要求2所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，其中當(dāng)所述參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值、所述參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差大于第二參考值、或所述外部像素誤差值大于第三參考值時(shí)，所述比較器確定所述像素包含誤差。
6.如權(quán)利要求2所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，其中當(dāng)所述外部像素誤差值小于第三參考值，即使所述參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量小于第一參考值以及所述參考?jí)K的像素值與在所述搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差小于第二參考值時(shí)，所述比較器確定所述像素不包含誤差。
7.如權(quán)利要求2所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，其中當(dāng)所述窗口中的誤差數(shù)目超過預(yù)定范圍時(shí)，所述控制器將一個(gè)加權(quán)應(yīng)用所述TA值，該加權(quán)大于提供到MC像素值的加權(quán)。
8.如權(quán)利要求2所述的幀頻轉(zhuǎn)換裝置，當(dāng)所述窗口中的誤差數(shù)目在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述控制器將一個(gè)加權(quán)應(yīng)用于所述MC像素值，該加權(quán)大于提供到TA值的加權(quán)。
9.一種幀頻轉(zhuǎn)換方法，包括步驟(a)估計(jì)輸入的前一個(gè)圖像的參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量，所述運(yùn)動(dòng)矢量在前一個(gè)圖像的參考?jí)K與當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域之間具有較少的匹配誤差；(b)確定有關(guān)相鄰運(yùn)動(dòng)矢量的參考?jí)K運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量、參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差、以及根據(jù)外部像素誤差值來確定整個(gè)圖像是否包含誤差像素；以及(d)將預(yù)定窗口應(yīng)用于整個(gè)圖像的所有像素，對(duì)所述窗口中的誤差像素?cái)?shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且產(chǎn)生和輸出新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)應(yīng)用于根據(jù)正常運(yùn)動(dòng)矢量獲得的MC像素值以及根據(jù)誤差像素的數(shù)目獲得的前一個(gè)和下一個(gè)圖像的像素的TA值。
10.如權(quán)利要求9所述的幀頻轉(zhuǎn)換方法，還包括步驟(c)存儲(chǔ)關(guān)于將被內(nèi)插的整個(gè)圖像是否包含像素誤差的確定結(jié)果。
11.如權(quán)利要求9所述的幀頻轉(zhuǎn)換方法，其中在步驟(b)期間，當(dāng)參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值，參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差大于第二參考值，或外部像素誤差值大于第三參考值時(shí)，確定像素包含誤差。
12.如權(quán)利要求9所述的幀頻轉(zhuǎn)換方法，其中在步驟(b)期間，當(dāng)外部像素誤差值小于第三參考值，即使參考?jí)K中的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量大于第一參考值以及參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差大于第二參考值時(shí)，確定像素不包含誤差。
13.如權(quán)利要求9所述的幀頻轉(zhuǎn)換方法，其中在步驟(d)期間，當(dāng)所述窗口中的誤差數(shù)目超過預(yù)定范圍時(shí)，提供給TA值的加權(quán)大于提供給MC像素值的加權(quán)。
14.如權(quán)利要求9所述的幀頻轉(zhuǎn)換方法，其中在步驟(d)期間，當(dāng)所述誤差數(shù)目在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)，提供給MC像素值的加權(quán)大于提供給TA值的加權(quán)。
全文摘要
一種信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置和方法，在輸入圖像的幀頻轉(zhuǎn)換期間，能夠最少化在根據(jù)正常運(yùn)動(dòng)矢量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域與根據(jù)誤差運(yùn)動(dòng)矢量輸出的圖像塊之間的邊界處的阻塞物的出現(xiàn)。該裝置包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，估計(jì)輸入的前一圖像的參考?jí)K的運(yùn)動(dòng)矢量，運(yùn)動(dòng)矢量在前一圖像的參考?jí)K與當(dāng)前圖像的搜索區(qū)域之間具有較少的匹配誤差；及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器，測(cè)量有關(guān)相鄰運(yùn)動(dòng)矢量的參考?jí)K運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)變量，測(cè)量參考?jí)K的像素值與在搜索區(qū)域中移動(dòng)的參考?jí)K的像素值之間的差值，根據(jù)外部像素誤差值確定整個(gè)圖像是否包含像素誤差，對(duì)提供給整個(gè)圖像的預(yù)定窗口中的誤差數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，產(chǎn)生并輸出新圖像，同時(shí)將不同的加權(quán)提供給運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償像素值，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償像素值是有關(guān)前一和下一圖像的像素的正常運(yùn)動(dòng)矢量和時(shí)間平均值而獲得的。
文檔編號(hào)H04N5/44GK1512766SQ20031012473
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者孫永旭 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社