專利名稱：加倍影像信號(hào)的幀率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加倍影像信號(hào)的幀率的方法，特別是涉及一種幀率向上 轉(zhuǎn)換的方法。
背景技術(shù)：
為了在接收器端顯示全幀率，需要一被稱為幀率向上轉(zhuǎn)換(frame rate up conversion; FRUC)的恢復(fù)機(jī)制，以重新產(chǎn)生被省略掉的幀及減少瞬時(shí)假影。 大體上，F(xiàn)RUC為影像解碼器增加重建影像的被察覺(jué)幀率的影像內(nèi)插過(guò)程。
在FRUC中，以接收到的幀作為參考，來(lái)產(chǎn)生內(nèi)插幀。目前，建構(gòu)FRUC 幀內(nèi)插的系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償內(nèi)插及傳輸運(yùn)動(dòng)向量處理的方法。FRUC也用于 各種影像格式之間的轉(zhuǎn)換。
已有許多FRUC算法被提出，其可分為兩類，第一類通過(guò)使用所接收影 像幀的組合，而不考慮對(duì)象運(yùn)動(dòng)，來(lái)內(nèi)插被省略的幀。幀重復(fù)及幀平均方法 屬于此類FRUC算法。圖l(a)顯示通過(guò)幀重復(fù)方法，判定在內(nèi)插幀中各像素 的值。在時(shí)間L時(shí)，內(nèi)插幀中各內(nèi)插像素的值，相同于在時(shí)間Tw時(shí)的現(xiàn) 行幀中各相應(yīng)現(xiàn)行參考像素的值，而非相同于在時(shí)間Tw時(shí)的前一幀的各相 應(yīng)前一參考像素的值。此外，圖l(b)顯示通過(guò)幀平均方法，判定的內(nèi)插幀中
的每一像素的值。在時(shí)間Tn時(shí)，內(nèi)插幀中的各內(nèi)插像素的值，為時(shí)間Tn+1
時(shí)的現(xiàn)行幀中各相應(yīng)現(xiàn)行參考像素的值與在時(shí)間T^時(shí)的前一幀中，各相應(yīng) 前一參考像素的值的平均值。此等方法的缺陷包括在涉及運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)急動(dòng)
(motionjerkness)、"鬼(ghost)"影及移動(dòng)對(duì)象的模糊的產(chǎn)生。
第二類與第一類相比更為進(jìn)步，且使用所傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)信息，所謂的運(yùn)動(dòng)
才卜4嘗(幀)內(nèi)4翁(motion compensated interpolation; MCI )。 雖然MCI才是供 一些優(yōu)勢(shì)，但其也將諸如重迭區(qū)(多個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡通過(guò)此區(qū)域)及孔區(qū)(沒(méi)有 運(yùn)動(dòng)軌跡通過(guò)此區(qū)域)的一些非所要的區(qū)域引入內(nèi)插幀中。重迭區(qū)及孔區(qū)的 內(nèi)插為已知運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法中最主要的技術(shù)難題。另一方面，關(guān)于MCI的方 法的缺陷包括會(huì)增加內(nèi)插操作的復(fù)雜性。因此，影像信號(hào)處理上亟須需要克服上述問(wèn)題。亦即，在各種影像應(yīng)用 中急切地需要一種用于幀率向上轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單及高視覺(jué)質(zhì)量的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的為提供一種加倍影像信號(hào)的幀率的方法。該方法使用一 現(xiàn)行幀及前一幀來(lái)產(chǎn)生一內(nèi)插幀，且在該內(nèi)插幀中各像素的值在與現(xiàn)行幀中
的參考像素的值相比時(shí)有可能過(guò)沖(overshoot)或欠沖(undershoot),使得內(nèi)插 幀中的運(yùn)動(dòng)模糊及閃爍得以減少。
本發(fā)明的另一目的為提供一種用于加倍影像信號(hào)的幀率的簡(jiǎn)單方法。該 計(jì)算方法取決于一現(xiàn)行幀中各相應(yīng)參考像素的值及前一幀中各相應(yīng)參考像 素的值，使得此使幀率加倍的方法為簡(jiǎn)單及易于實(shí)施者。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明揭示一種加倍影像信號(hào)的幀率的方法。首先， 順序地接收一現(xiàn)行幀。將一 內(nèi)插幀插入于前一幀與該現(xiàn)行幀之間，內(nèi)插幀中 各像素的值得自將現(xiàn)行幀中一第一參考像素偏置(biased)該第一參考像素與 前一幀中 一第二參考像素間的差值的正加權(quán)乘積。
該差值的正加權(quán)乘積為第一參考像素減去第二參考像素且乘以一正加 權(quán)數(shù)。


圖l(a)顯示通過(guò)幀重復(fù)方法判定的內(nèi)插幀中各像素的值；
圖l(b)顯示通過(guò)幀平均方法判定的內(nèi)插幀中的每一像素的值；
圖2根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，插入于兩個(gè)連續(xù)幀間的一內(nèi)插幀的說(shuō)明
圖3(a)顯示根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，決定內(nèi)插幀中一像素的值； 圖3(b)顯示根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，決定內(nèi)插幀中一像素的值；及 圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，連續(xù)幀中相應(yīng)像素的值的變化。
附圖符號(hào)說(shuō)明
d, 差值 d2 差值
幀 Fn 幀
Fn+1 幀 Fn+2 幀F(xiàn)n+3幀F(xiàn)n+4幀
Fn+5幀像素
Pn像素Pn+1像素
r正加^又凄t丁n-l時(shí)間
T時(shí)間Tn+i時(shí)間
具體實(shí)施例方式
圖2是本發(fā)明插入于兩個(gè)連續(xù)幀間的一內(nèi)插幀的說(shuō)明圖。幀F(xiàn)^及F^ 分別為一需要內(nèi)插幀F(xiàn)n的在前(precede) (t-l )的幀及后繼(follow ) (t+l ) 的幀。前一幀中的參考像素Pn.,接近地匹配現(xiàn)行幀F(xiàn)n+1中的一參考像素
Pn+1，且內(nèi)插幀F(xiàn)。中的像素Pn為一基于像素Pn.i及像素Pn+i的內(nèi)插像素。亦 即，像素Pn的值Ln (其中Ln代表諸如亮度及色度的像素特征中的一者)通 過(guò)像素的值及像素Pn+1的值Ln+1決定，如下公式所示
Ln=Ln+1+(Ln+1 -Ln-1) x r
其中r為值Ln的正加權(quán)數(shù)。
因此，當(dāng)值Ln+,大于值U.,時(shí)，內(nèi)插幀F(xiàn)n中像素Pn的值L。大于現(xiàn)行參 考像素Pn+1的值Ln+1及前一參考像素的值Ln-，中的每一者。在這些條件
下，圖3(a)顯示本發(fā)明內(nèi)插幀中決定一像素的值。當(dāng)值Uw與值L^之間的
差異山為一正數(shù)，所以內(nèi)插值Ln大于值Ln+1。因此，此內(nèi)插方法產(chǎn)生一過(guò)
沖的像素值以避免運(yùn)動(dòng)模糊及閃爍。
相反，當(dāng)值L^小于值Ln.i時(shí)，內(nèi)插幀F(xiàn)n中的像素Pn的值Ln小于現(xiàn)行 參考像素Pn+1的值Ln+1及前一參考像素的值Ln-,中的每一者。在這些條
件下，圖3(b)顯示本發(fā)明內(nèi)插幀中決定一像素的值。當(dāng)值Uw與值U-,之間
的差異d2為一負(fù)數(shù)，會(huì)使得內(nèi)插值Ln小于值Ln+1。因此，此內(nèi)插方法產(chǎn)生 一欠沖的像素值以防止影像影像出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊及閃爍。
圖4顯示本發(fā)明連續(xù)幀中相應(yīng)像素的值的變化。幀F(xiàn)^、 Fn+1、 Fn+3及 Fn+5為自影像信號(hào)解碼的參考幀，且Fn、 Fn+2及Fn+4使用本內(nèi)插方法得到的 內(nèi)插幀。與已知幀重復(fù)方法相比，本發(fā)明內(nèi)插幀中的內(nèi)插像素的值為過(guò)沖或 欠沖，尤其在相應(yīng)參考像素的值的轉(zhuǎn)移發(fā)生于相鄰參考幀周期之間時(shí)，而該 內(nèi)插幀的周期藉于該兩個(gè)參考幀周期之間。舉例而言，內(nèi)插像素的值在內(nèi)插 幀周期Fn期間為過(guò)沖者，且在內(nèi)插幀周期Fn+2期間則為欠沖者，使得過(guò)沖值或欠沖值引起高對(duì)比視覺(jué)效應(yīng)。
本發(fā)明的上述實(shí)施例意欲僅為說(shuō)明性的。在沒(méi)有脫離本發(fā)明權(quán)利要求的 情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可做出許多替代實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中該影像信號(hào)具有一連串幀，該方法包含以下步驟順序地接收一現(xiàn)行幀；及將一內(nèi)插幀插入于前一幀與該現(xiàn)行幀之間，其中該內(nèi)插幀中各像素的值得自將現(xiàn)行幀中一第一參考像素偏置該第一參考像素與前一幀中一第二參考像素間的差值的正加權(quán)乘積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中該差值的正 加權(quán)乘積為該第一參考像素的值減去該第二參考像素的值且乘以一正加權(quán) 數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中在該第一參 考像素的值與該第二參考像素的值彼此不同時(shí)，該內(nèi)插幀中的該像素的值為 過(guò)沖或欠沖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中當(dāng)該第一參 考像素的一值大于該第二參考像素的一值時(shí)，該內(nèi)插幀中的該像素的值大于 該第 一參考像素的值及該第二參考像素的值中的每一者。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中在該第一參 考像素的值小于該第二參考像素的值時(shí)，該內(nèi)插幀中的該像素的值小于該第一參考像素的值及該第二參考像素的值中的每一者。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中該內(nèi)插幀中的該像素的值表示亮度或色度。
7 一種加倍影像信號(hào)的幀率的方法，該方法包含以下步驟順序地接收一第一幀與一第二幀；及將一 內(nèi)插幀插入于該第 一幀與該第二幀之間，其中該內(nèi)插幀的各像素的 值，為該第 一幀與該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的差值的正加權(quán)乘積。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中該差值的正 加權(quán)乘積為該第一幀與該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值，再乘以一正加權(quán)數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中在該第一幀 與該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值為不同時(shí)，該內(nèi)插幀中的相對(duì)應(yīng)像素的值為過(guò) 沖或欠沖。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中當(dāng)該第一 幀的相對(duì)應(yīng)像素的值大于該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值時(shí)，該內(nèi)插幀中的相對(duì) 應(yīng)像素的值小于該第一幀及該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中當(dāng)該第一幀的相對(duì)應(yīng)像素的值小于該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值時(shí)，該內(nèi)插幀中的相對(duì) 應(yīng)像素的值大于該第一幀及該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中相對(duì)應(yīng)像 素的值為亮度或色度。
13. —種加倍影像信號(hào)的幀率的方法，該方法包含以下步驟 順序地接收一第一幀與一第二幀；及將一內(nèi)插幀插入于該第一幀與該第二幀之間，其中根據(jù)該第一幀與該第 二幀決定該內(nèi)插幀的各像素的值，當(dāng)該第 一 幀的相對(duì)應(yīng)像素的值大或小于該 第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值，則以兩者的差值乘上負(fù)加權(quán)乘積或正加權(quán)乘積。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中在該第一 幀與該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值為不同時(shí)，該內(nèi)插幀中的相對(duì)應(yīng)像素的值為 過(guò)沖或欠沖。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中當(dāng)該第一 幀的相對(duì)應(yīng)像素的值大于該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值時(shí)，該內(nèi)插幀中的相對(duì) 應(yīng)像素的值小于該第一幀及該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中當(dāng)該第一幀的 相對(duì)應(yīng)像素的值小于該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值時(shí)，該內(nèi)插幀中的相對(duì)應(yīng)像 素的值大于該第一幀及該第二幀的相對(duì)應(yīng)像素的值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其中相對(duì)應(yīng)像 素的值為亮度或色度。
全文摘要
一種加倍影像信號(hào)的幀率的方法，其使用一現(xiàn)行幀及前一幀來(lái)產(chǎn)生一內(nèi)插影像幀。首先，順序地接收現(xiàn)行幀及前后幀。將內(nèi)插幀插入于前一幀與該現(xiàn)行幀之間，其中內(nèi)插幀中各像素的值得自將現(xiàn)行幀中一第一參考像素偏置(biased)該第一參考像素與前一幀中一第二參考像素間的差值的正加權(quán)乘積。
文檔編號(hào)H04N5/14GK101309355SQ20081008723
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者張芳甄 申請(qǐng)人:奇景光電股份有限公司