專利名稱：視頻信號內(nèi)插設(shè)備、視頻顯示設(shè)備以及視頻信號內(nèi)插方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號內(nèi)插設(shè)備、視頻顯示設(shè)備、以及視頻信號 內(nèi)插方法，其中，基于檢測到的運(yùn)動矢量，從之前幀的視頻信號和 之后幀的視頻信號中來產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號。
背景技術(shù)：
眾所周知，為了更加平滑并且自然的展現(xiàn)圖^f象運(yùn)動，薄型液晶 顯示器等等的新近才莫型加入了幀內(nèi)插功能。該幀內(nèi)插功能意p木著乂人 逐幀輸入的視頻信號中來產(chǎn)生內(nèi)插幀的一見頻信號，并且以加倍的速 率交替顯示輸入幀的視頻信號和內(nèi)插幀的視頻信號。
更具體地，該幀內(nèi)插功能將之前和之后輸入的幀的圖像各自分 隔成多個塊，并且通過比較之前幀和之后幀的相同塊之間的圖像來 檢測運(yùn)動矢量?；跈z測到的這些運(yùn)動矢量，從之前幀的視頻信號 和之后幀的視頻信號中來產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號。
該類型的幀內(nèi)插功能要求將幀內(nèi)逐塊運(yùn)動搜索的范圍設(shè)置得 更寬，以便即使從快速移動的圖像中也能夠精確地檢測到運(yùn)動矢 量。然而，加寬搜索的范圍增加了需要檢測的矢量的數(shù)量，也具有 了錯誤檢測的更高發(fā)生頻率。第2003-259374號日本專利申請出版物披露了 一種用于通過以 下步驟來轉(zhuǎn)換掃描格式的設(shè)備和方法計(jì)算最終運(yùn)動矢量上的直方 圖數(shù)據(jù)；將計(jì)算出的直方圖數(shù)據(jù)的最大值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較以確 定是否存在整體運(yùn)動；以及基于確定結(jié)果來適應(yīng)性地產(chǎn)生內(nèi)插幀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的情況來實(shí)現(xiàn)的。因此本發(fā)明的目的是提供 一種^L頻信號內(nèi)插i殳備、 一種4見頻顯示i殳備、以及一種^L頻信號內(nèi) 插方法，其中，即使從快速移動的圖像中也能夠精確地檢測運(yùn)動矢 量，并且通過范圍的設(shè)定(extension)能夠防止由于運(yùn)動矢量的4普 誤檢測而引起的錯誤的幀內(nèi)插，從而實(shí)現(xiàn)了具有平滑運(yùn)動的優(yōu)質(zhì)的 一見頻顯示。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種視頻信號內(nèi)插設(shè)備，該設(shè) 備包括輸入模塊，配置為被逐幀輸入視頻信號；檢測模塊，配置 為通過塊匹配從輸入到輸入模塊的之前幀的視頻信號和之后幀的 視頻信號中檢測運(yùn)動矢量；算法模塊，配置為計(jì)算由檢測4莫塊檢測 到的運(yùn)動矢量的直方圖；校正模塊，配置為基于由算法模塊計(jì)算出 的直方圖來實(shí)施校正處理，以免輸出由檢測模塊錯誤地檢測到的運(yùn) 動矢量；以及生成模塊，配置為基于被校正模塊實(shí)施過校正處理的 運(yùn)動矢量從之前幀的—見頻信號和之后幀的^L頻信號中來產(chǎn)生內(nèi)插 幀的一見頻信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻顯示設(shè)備，該設(shè)備包 括輸入模塊，配置為用于被逐幀輸入視頻信號；檢測模塊，配置 為通過塊匹配乂人輸入到^T入才莫塊的之前幀的4見頻信號和之后幀的 -現(xiàn)頻信號中纟企測運(yùn)動矢量；算法才莫塊，配置為計(jì)算由4企測才莫塊^r測 到的運(yùn)動矢量的直方圖；校正模塊，配置為基于由算法模塊計(jì)算出 的直方圖來實(shí)施校正處理，以免輸出由檢測模塊錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量；生成沖莫塊，配置為基于#皮4交正沖莫塊實(shí)施過才交正處理的運(yùn)動 矢量乂人之前幀的一見頻信號和之后幀的一見頻信號中產(chǎn)生內(nèi)插幀的一見 頻信號；以及顯示模塊，配置為選擇性地顯示由生成模塊產(chǎn)生的內(nèi) 插幀的視頻信號和逐幀輸入到輸入模塊的視頻信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻信號內(nèi)插方法，該方 法包括逐幀輸入視頻信號；通過塊匹配從輸入的之前幀的視頻信 號和之后幀的視頻信號中來#企測運(yùn)動矢量；計(jì)算4企測到的運(yùn)動矢量 的直方圖；基于計(jì)算出的直方圖來實(shí)施4交正處理，以免輸出確晉誤地 檢測到的運(yùn)動矢量；以及基于被實(shí)施過校正處理的運(yùn)動矢量從之前 幀的視頻信號和之后幀的視頻信號中來產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號。
才艮據(jù)以上對本發(fā)明的描述，基于檢測到的運(yùn)動矢量的直方圖實(shí) 施校正處理，以免輸出錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量。這使得甚至從快 速移動的圖像中也能夠精確地檢測到運(yùn)動矢量，并且通過范圍的設(shè) 定能夠防止由于運(yùn)動矢量的錯誤檢測S1起的錯誤的幀內(nèi)插，從而得 到具有平滑運(yùn)動的優(yōu)質(zhì)的纟見頻顯示。
本發(fā)明的另外的目的和優(yōu)勢將在下面的描述中闡明，并且部分 地將通過描述而變得顯而易見，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐來獲 悉。通過下文中特別指出的手辜殳以及組合的方式能夠?qū)崿F(xiàn)并且獲得 本發(fā)明的目的和優(yōu)勢。


并入本i兌明書并且構(gòu)成本il明書的一部分的附圖示出了本發(fā) 明的實(shí)施例，連同上面給出的發(fā)明內(nèi)容的描述以及下面給出的實(shí)施 例的詳細(xì)描述用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是示出了本發(fā)明的實(shí)施例的框圖，用于闡述電視廣播接收
設(shè)備的—見頻信號處理系統(tǒng)；
圖2是用于解釋并示出根據(jù)本實(shí)施例的電視廣播接收設(shè)備所具 有的幀內(nèi)插處理才莫塊的實(shí)例的框圖3是用于解釋并示出根據(jù)本實(shí)施例的幀內(nèi)插處理模塊所具有 的運(yùn)動矢量檢測模塊的實(shí)例的框圖4是用于解釋并示出由才艮據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)動矢量檢測模塊所 計(jì)算出的運(yùn)動矢量直方圖的實(shí)例的曲線圖5是用于解釋并示出由根據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)動矢量檢測模塊執(zhí) 4亍的第一4交正處J里才喿作的流#呈圖6是用于解釋并示出由根據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)動矢量檢測模塊執(zhí) 行的第二校正處理操作的流程圖7是用于解釋并示出如何正常地檢測沿垂直方向移動的水平 線的運(yùn)動矢量的示意圖8是用于解釋并示出由于瞬變現(xiàn)象垂直運(yùn)動的水平線的運(yùn)動 矢量是如何被錯誤地檢測的示意圖；以及
圖9是用于解釋并示出由根據(jù)本實(shí)施例的運(yùn)動矢量檢測模塊計(jì) 算出的運(yùn)動矢量直方圖的另 一實(shí)施例的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示意性 地示出了電視廣播接收設(shè)備11的視頻信號處理系統(tǒng)，其中，將在
8本實(shí)施例中描述該電視廣播接收設(shè)備。更具體地，通過設(shè)計(jì)用于接
收數(shù)字電視廣播的天線12來接收數(shù)字電視廣播信號，并且將該數(shù) 字電一見廣纟番信號通過輸入端13供應(yīng)給調(diào)諧和解調(diào)才莫塊14。
調(diào)諧和解調(diào)模塊14將輸入的數(shù)字電視廣播信號調(diào)諧到所期望 信道的廣播信號，解調(diào)該調(diào)諧后的信號并且將結(jié)果輸出到解碼器 15。解碼器15對乂人調(diào)諧和解調(diào)才莫塊14輸入的信號實(shí)施解碼處理， 從而產(chǎn)生輸出到選擇器16的數(shù)字視頻信號。
通過設(shè)計(jì)用于接收模擬電視廣播的天線17來接收模擬電視廣 播信號，并且將該才莫擬電視廣播信號通過輸入端18供應(yīng)給調(diào)諧和 解調(diào)模塊19。調(diào)諧和解調(diào)模塊19將輸入的4莫擬電視廣播信號調(diào)諧 到所期望信道的廣4番信號，并解調(diào)該調(diào)諧后的信號以產(chǎn)生才莫擬4見頻 信號。
將通過該調(diào)諧和解調(diào)纟莫塊19產(chǎn)生的一莫擬纟見頻信號一是供給A/D (模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換模塊20，在該轉(zhuǎn)換模塊中，在輸出到選擇器16 之前，將該模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號。
將供應(yīng)給設(shè)計(jì)用于模擬視頻信號的外部輸入端21的模擬視頻 信號提供給A/D轉(zhuǎn)換模塊22，在該轉(zhuǎn)換模塊中，在輸出到選擇器 16之前，將該模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號。將供應(yīng)給設(shè)計(jì)用 于數(shù)字視頻信號的外部輸入端23的數(shù)字視頻信號直接提供給選擇 器16。
此處，選擇器16從分別由解碼器15、 A/D轉(zhuǎn)換模塊20和22 以及外部輸入端23提供的數(shù)字視頻信號中選擇一種數(shù)字視頻信號， 并且將所選擇的凄t字纟見頻信號纟是供給纟見頻信號處理一莫塊24。視頻信號處理模塊24對輸入的數(shù)字視頻信號進(jìn)行各種形式的 信號處理，包括定標(biāo)、IP (順序隔行掃描)轉(zhuǎn)換、增強(qiáng)處理、邊緣 增強(qiáng)、白平衡、伽馬校正、高頻振動處理以及幀內(nèi)插處理。
然后，將通過視頻信號處理模塊24信號處理后的視頻信號提 供給用于視頻顯示的視頻顯示模塊25。順便提及，該視頻顯示模塊 25可以是平板顯示器，諸如表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器、液晶顯示器 以及等離子顯示器。
該電視廣播接收設(shè)備11的各種操作，包括以上提到的種種接 收操作，均處于控制模塊26的集中控制之下。控制模塊26是具有 內(nèi)置CPU (中央處理器)等等的微處理器。控制模塊26接收來自 操作模塊27的操作信息或通過接收模塊29接收從遠(yuǎn)程控制器28 傳輸?shù)牟僮餍畔?，并且控制多個組件以對該才喿作的內(nèi)容作出反映。
此處，控制模塊26主要存取ROM (只讀存儲器)30,其包 含用于CPU執(zhí)行的控制程序；RAM (隨機(jī)存取存儲器)31,其用 于為CPU提供工作區(qū)域；以及非易失性存儲器32,其用于存儲各 種類型的設(shè)定信息、控制信息等。
圖2示出了幀內(nèi)插處理才莫塊33的實(shí)施例，其中，該幀內(nèi)插處 理才莫塊包^"在上述的^L頻1言號處理才莫塊24中。更具體地，該幀內(nèi) 插處理模塊33具有輸入端34，其中，60幀/秒的例如RGB、 YCbCr、 或其他標(biāo)準(zhǔn)的一見頻信號被提供給該輸入端。將l是供纟合該輸入端34 的^L頻信號連續(xù)地逐幀存儲到幀儲存器35中。
將該幀存儲器35中存儲的每個幀的視頻信號均提供給運(yùn)動矢 量檢測模塊36。如圖3中所示，該運(yùn)動矢量檢測模塊36具有輸入 端36a、檢測模塊36b、算法模塊36c、校正模塊36d、以及輸出端 36e。將存儲在幀存儲器35中的視頻信號提供給輸入端36a。檢測模塊36b從4是供給輸入端36a的視頻信號中來檢測運(yùn)動矢量。算法 模塊36c計(jì)算由檢測模塊36b檢測到的運(yùn)動矢量的直方圖?；谟?算法模塊36c計(jì)算出的直方圖，校正模塊36d實(shí)施預(yù)定的校正處理， 以免輸出由4企測才莫塊36b錯誤地4全測到的運(yùn)動矢量。輸出端36e輸 出由校正才莫塊36d才交正后的運(yùn)動矢量。
才全測才莫塊36b通過4吏用一種所謂的塊匹配方法來沖企測運(yùn)動矢 量，其中，基于幀存儲器35中存儲的當(dāng)前幀的視頻信號和之前幀 的視頻信號，通過比較相應(yīng)塊的單位中的像素來預(yù)測運(yùn)動。
如隨后將描述的，算法模塊36c計(jì)算由檢測模塊36b檢測到的 運(yùn)動矢量的直方圖，以及校正模塊36d基于計(jì)算出的直方圖上的運(yùn) 動矢量的分布來4企測確晉誤地4企測到的運(yùn)動矢量。然后該4交正才莫塊 36d進(jìn)行設(shè)置以排除錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量，并使該檢測才莫塊36b 重新執(zhí)行運(yùn)動檢測處理。因此，僅僅得到確定為正確的運(yùn)動矢量， 并且通過輸出端36e將該運(yùn)動矢量輸出到內(nèi)插幀生成才莫塊37。
基于由運(yùn)動矢量檢測模塊36提供的且確定為正確的運(yùn)動矢量， 內(nèi)插幀生成模塊37從幀存儲器35中存儲的當(dāng)前幀的視頻信號和之 前幀的視頻信號中來產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號。將產(chǎn)生的視頻信號存 儲到幀存儲器35中。
然后，以加倍的速率交替地讀取幀存儲器35中存儲的輸入幀 的視頻信號和內(nèi)插幀的視頻信號。以120幀/秒的速率將讀取到的視 頻信號從輸出端38輸出。應(yīng)該注意，通過內(nèi)插控制才莫塊39來控制 幀內(nèi)插處理模塊33的上述操作，其中，該內(nèi)插控制模塊39由上述 的控制模塊26來控制。
圖4示出了根據(jù)塊匹配方法從由上述的運(yùn)動矢量檢測才莫塊36 4企測到的運(yùn)動矢量中的水平運(yùn)動矢量中計(jì)算的直方圖的實(shí)施例。該
ii直方圖示出了通過塊匹配方法/人4企測到的水平運(yùn)動矢量中計(jì)算出
的各個相同的運(yùn)動矢量的數(shù)目(矢量頻率(vector frequencies ))。
圖4的直方圖具有這樣的特性，其中，運(yùn)動矢量集中在水平零 矢量的附近，在距離水平零矢量附近相當(dāng)遠(yuǎn)的水平矢量位置B和-B 處只發(fā)現(xiàn)少量運(yùn)動矢量。
用類似這樣的直方圖，在距離水平零矢量附近相當(dāng)遠(yuǎn)的水平矢 量位置B和-B處檢測到的運(yùn)動矢量可能就是基于錯誤的檢測得到 的。然后，運(yùn)動矢量4企測才莫塊36實(shí)施預(yù)定的才交正處理，以免豐命出 4晉誤地沖企測到的運(yùn)動矢量，因此只是將確定為正確的運(yùn)動矢量輸出 到內(nèi)插幀生成模塊37。
例如，為了防止輸出錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量，運(yùn)動矢量檢測 才莫塊36的沖交正處理由以下將要描述的第一4交正處理和第二4交正處 理構(gòu)成。第一4交正處理是當(dāng)通過塊匹配方法才丸4亍運(yùn)動才企測時限制除 了基于運(yùn)動矢量的直方圖確定為正確的運(yùn)動矢量以外的運(yùn)動矢量。
更具體地，運(yùn)動矢量4企測才莫塊36將閾值設(shè)定到例如計(jì)算出的 直方圖的最大矢量頻率的10%,并且將運(yùn)動搜索的新的范圍僅僅設(shè) 定到其中矢量頻率超出該閾值的區(qū)域Ll。然后運(yùn)動矢量4企測4莫塊 36基于該新設(shè)定的運(yùn)動搜索的范圍重新執(zhí)行運(yùn)動檢測處理。這使得 能夠只是將確定為正確的運(yùn)動矢量輸出到幀生成才莫塊37而不帶有 4晉誤地檢測到的運(yùn)動矢量。
圖5示出了上述第一校正處理4喿作的整體流程圖。即，當(dāng)該處 理開始時(步驟S5a),運(yùn)動矢量檢測模塊36在步驟S5b中通過塊 匹配方法扭—f亍運(yùn)動檢測處理。在步驟S5c中，運(yùn)動矢量4僉測才莫塊36 確定在單一塊上的運(yùn)動檢測處理是否是在當(dāng)前設(shè)定的搜索范圍內(nèi)完成的。如果確定其仍需要完成(否)，則運(yùn)動矢量檢測模塊36返 回到步艱《S5b的處理。
如果在上述步驟S5c中確定了在單一塊上的運(yùn)動檢測處理是在 當(dāng)前設(shè)定的搜索范圍內(nèi)完成的(是)，則在步驟S5d中運(yùn)動矢量檢 測模塊36確定在單一幀內(nèi)對于所有塊的運(yùn)動檢測處理是否完成。 如果確定其仍需要完成(否)，則運(yùn)動矢量4全測才莫塊36返回到步-驟 S5b的處理。
另一方面，如果在上述步驟S5d中確定在單一幀內(nèi)對于所有塊 的運(yùn)動檢測處理完成了 (是)，則運(yùn)動矢量檢測模塊36在步驟S5e 中計(jì)算來自4企測到的運(yùn)動矢量的直方圖。在步驟S5f中，運(yùn)動矢量 檢測模塊36確定矢量頻率落到預(yù)定閥值或小于預(yù)定閥值的區(qū)域是 否存在。
如果確定矢量頻率落到預(yù)定閾值或小于預(yù)定閾值的區(qū)域存在 (是)，則運(yùn)動矢量檢測才莫塊36進(jìn)入到步驟S5g以將運(yùn)動搜索的新 的范圍僅僅i殳定到矢量頻率超過閾值的區(qū)域。然后運(yùn)動矢量檢測才莫 塊36返回到步驟S5b的處理。
如果在上述步驟S5f中確定矢量頻率落到預(yù)定閾值或小于預(yù)定 閾值的區(qū)域不存在(否)，則運(yùn)動矢量檢測才莫塊36在步驟S5h中將 檢測到的運(yùn)動矢量輸出到內(nèi)插幀生成模塊37,并結(jié)束處理(步驟 S5i)。
現(xiàn)在，當(dāng)通過塊匹配方法執(zhí)4亍運(yùn)動4全測時，基于運(yùn)動矢量的直 方圖，第二校正處理是將預(yù)定的偏移(offset)力口到SAD (在每個 塊中的之前幀和之后幀之間的^f象素差之和)。更具體;也，運(yùn)動矢量 檢測模塊36將閾值設(shè)定到例如計(jì)算出的直方圖的最大矢量頻率的 10%。然后運(yùn)動矢量檢測模塊36將預(yù)定偏移加到根據(jù)塊匹配計(jì)算出的SAD，以-使在矢量頻率落到閥值或小于閥值的區(qū)域L2和區(qū)域L3 中的SAD值減少。換句話說，加上偏移是為了減少區(qū)域L2和區(qū)域 L3中的運(yùn)動矢量的矢量頻率。然后運(yùn)動矢量檢測模塊36用該SAD 偏移重新執(zhí)行運(yùn)動檢測處理。這使得能夠只是將確定為正確的運(yùn)動 矢量輸出到內(nèi)插幀生成模塊37而不帶有錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量。
圖6示出了上述第二校正處理操作的整體流程圖。即，當(dāng)該處 理開始時(步驟S6a )，運(yùn)動矢量4企測模塊36在步驟S6b中通過塊 匹配方法l^f亍運(yùn)動4企測處理，并在步驟S6c中產(chǎn)生SAD。
在步驟S6d中，運(yùn)動矢量4全測模塊36確定在單一塊上的運(yùn)動 檢測處理是否是在預(yù)定的搜索范圍內(nèi)完成的。如果確定其仍需要完 成(否)，則運(yùn)動矢量檢測模塊36返回到步驟S6b的處理。
如果在上述步艱《S6b中確定了在單一塊上的運(yùn)動4全測處理是在 預(yù)定的搜索范圍內(nèi)完成的(是)，則在步駛《S6e中運(yùn)動矢量才企測才莫 塊36確定在單一幀內(nèi)對于所有塊的運(yùn)動4全測處理是否完成。如果 確定其仍需要完成(否)，則運(yùn)動矢量檢測模塊36返回到步驟S6b 的處理。
另一方面，如果在上述步驟S6e中確定在單一幀內(nèi)只十于所有塊 的運(yùn)動檢測處理完成了 (是)，則運(yùn)動矢量檢測模塊36在步驟S6f 中從檢測到的運(yùn)動矢量中計(jì)算直方圖。在步驟SGg中，運(yùn)動矢量檢 測模塊36確定矢量頻率落到預(yù)定閥值或小于預(yù)定閥值的區(qū)域是否 存在。
如果確定矢量頻率落到預(yù)定閾值或小于預(yù)定閾值的區(qū)域存在 (是)，則運(yùn)動矢量檢測沖莫塊36進(jìn)入到步驟S6h以將偏移加到之前 產(chǎn)生的SAD，以使運(yùn)動矢量頻率在矢量頻率小于或等于閾值的區(qū)域 中減少。然后運(yùn)動矢量檢測模塊36返回到步驟S6b的處理。
14如果在上述步-驟S6g中確定矢量頻率落到預(yù)定閾值或小于預(yù)定 閾值的區(qū)域不存在(否)，則運(yùn)動矢量檢測模塊36在步驟S6i中將 檢測到的運(yùn)動矢量輸出到內(nèi)插幀生成模塊37,并結(jié)束處理(步驟 S6j)。
如在上述的第二校正處理中，將偏移加到SAD是防止運(yùn)動矢 量的錯誤檢測的有效方法。例如，當(dāng)顯示重復(fù)圖像時，很可能出現(xiàn) 運(yùn)動矢量的錯誤檢測。眾所周知，就SAD值而言，這些錯誤的運(yùn) 動矢量與正確的運(yùn)動矢量僅僅具有微小的差異。
為了分開與正確的運(yùn)動矢量的這些孩吏小的差異，將偏移加到 SAD。然后，通過將小偏移加到由直方圖所確定的特定的運(yùn)動矢量 上(即，加到處于矢量頻率落到閥值或小于閥值的區(qū)域中的運(yùn)動矢 量上)來重新執(zhí)行運(yùn)動矢量的檢測。這樣就減少了錯誤的運(yùn)動矢量 以選纟奪正確的運(yùn)動矢量。
在圖4中示出的直方圖中，假設(shè)出現(xiàn)在距離水平零矢量附近相 當(dāng)遠(yuǎn)的水平矢量位置B和-B處的運(yùn)動矢量是正確的運(yùn)動矢量，該 運(yùn)動矢量沒有^皮4晉誤地4企測。即使在這種情況下，因?yàn)榧由系钠?量4艮小，所以在明顯的物體移動的情況下，在下一4侖的運(yùn)動矢量的 4企測中，不排除再次獲得該運(yùn)動矢量。
圖7和圖8示出了由于一種被稱為"瞬變，，現(xiàn)象引起的運(yùn)動矢 量的4晉誤;險測的實(shí)施例。通過塊匹配方法進(jìn)4于的運(yùn)動矢量的4企測4吏 用矩形形狀的塊，其中，該矩形形狀的塊的垂直邊要比水平邊短。
瞬變指的是顯著地發(fā)生在沿塊的短邊方向運(yùn)動的圖像中(即，在垂 直滾動的圖像中等)的缺陷現(xiàn)象。在圖7中，符號(a)和符號(b)代表各自的實(shí)施例，其中， 圖中陰影所示的細(xì)水平線乂人屏幕的下部到上部垂直移動。用虛線中 示出的塊來4甫沖足水平線，并且該7K平線的運(yùn)動4皮正常地3企測。
通過比較，圖8中符號(a)和符號(b)代表在屏幕上向下執(zhí) 行塊匹配的實(shí)施例，并且匹配出現(xiàn)在了背景圖像中。由于噪聲或者 其他孩史小的SAD差異，4晉誤的向下的運(yùn)動矢量^皮確定為是有效的 (具有更小的SAD)，而不是屏幕上向上的正確的運(yùn)動矢量，結(jié)果 就是錯誤檢測為向下的運(yùn)動矢量。如果基于該錯誤地檢測到的運(yùn)動 矢量產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號，水平線就會失蹤。
就普通圖像而言，這種垂直瞬變現(xiàn)象可能出現(xiàn)在少量字符從屏 幕下部滾動到屏幕的上部的情況中，如在電影職員名單中，字符的 樣吏小筆畫導(dǎo)致閃爍的問題。
圖9示出了在上述情況中職員名單圖像上的運(yùn)動矢量直方圖的 實(shí)施例。更具體地，垂直零矢量集中于背景上，等等，并且沿正方 向(屏幕上向上的方向)的相當(dāng)數(shù)量的運(yùn)動矢量(字符的原始運(yùn)動) 以有效成分的形式存在(圖9的右側(cè))。相反，由于垂直瞬變現(xiàn)象 只有少凄t4普誤地沖企測到的矢量出現(xiàn)在負(fù)方向(屏幕上向下的方向； 圖9的左側(cè))。
這種直方圖表明負(fù)方向上的運(yùn)動矢量非?？赡苁腔阱e誤的 檢測得到的。因此，SAD是在矢量頻率小于或等于預(yù)定閾值的負(fù)方 向區(qū)i^戈中的偏移。該偏移佳J尋由于瞬變玉見象在負(fù)方向上的運(yùn)動矢量 的SAD大于正確的運(yùn)動矢量的SAD,從而增加了在下一4侖的運(yùn)動 矢量檢測中僅僅檢測正確的運(yùn)動矢量的可能性。
才艮據(jù)上述實(shí)施例，直方圖是從;險測到的運(yùn)動矢量計(jì)算得到的。 基于計(jì)算出的直方圖上的運(yùn)動矢量的分布，限定了用于塊匹配的搜索范圍和/或SAD是用于排除錯誤的運(yùn)動矢量的輸出的偏移，以僅 將確定為正確的運(yùn)動矢量輸出到內(nèi)插幀生成模塊37。這使得甚至從 快速移動的圖像中也能夠精確地4全測運(yùn)動矢量，并且通過范圍的設(shè) 定來防止由于運(yùn)動矢量的錯誤檢測引起的錯誤的幀內(nèi)插，從而得到 具有平滑運(yùn)動的優(yōu)質(zhì)的一見頻顯示。
同樣還可能避免由于瞬變現(xiàn)象以及重復(fù)圖像等等中的微小 SAD差異引起的運(yùn)動矢量的錯誤檢測。當(dāng)攝像機(jī)沿水平方向、垂直 方向、傾殺牛方向、或其它方向掃^L時，由于屏幕內(nèi)的運(yùn)動方向通常 是統(tǒng)一的，所以直方圖特征性地集中在那個運(yùn)動的方向上。在該情 況下，如果少量地運(yùn)動矢量處于與運(yùn)動方向完全不同的區(qū)域內(nèi)，則 錯誤檢測的概率就會增加。因此，能夠使用上述實(shí)施例的技術(shù)來避 免運(yùn)動矢量的錯-誤;險測。
文中描述的系統(tǒng)的各個^^莫塊能夠作為軟件應(yīng)用程序、硬件和/ 或軟件模塊、或諸如服務(wù)器的一臺或多臺計(jì)算機(jī)上的組件來實(shí)施。 當(dāng)單獨(dú)示出各種才莫塊時，它們可以共享某些或全部上述的基礎(chǔ)邏輯 或編；馬。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施例的確定形式，而在不 背離本發(fā)明宗旨的情況下，可以通過對組件作各種修改來體現(xiàn)以及 實(shí)施。上述實(shí)施例中公開的多個組件可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合以構(gòu)成各 種發(fā)明。例如，可以省略實(shí)施例中描述的某些組件。不同實(shí)施例的 組件可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合。
權(quán)利要求
1.一種視頻信號內(nèi)插設(shè)備，其特征在于，包括輸入模塊(34)，配置為被逐幀輸入視頻信號；檢測模塊(36b)，配置為通過塊匹配從輸入到所述輸入模塊(34)的之前幀的視頻信號和之后幀的視頻信號中檢測運(yùn)動矢量；算法模塊(36c)，配置為計(jì)算由所述檢測模塊(36b)檢測到的所述運(yùn)動矢量的直方圖；校正模塊(36d)，配置為基于由所述算法模塊(36c)計(jì)算出的所述直方圖來實(shí)施校正處理，以免輸出由所述檢測模塊(36b)錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量；以及生成模塊(37)，配置為基于被所述校正模塊(36d)實(shí)施過所述校正處理的運(yùn)動矢量從所述之前幀的視頻信號和所述之后幀的視頻信號中產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號內(nèi)插設(shè)備，其特征在于所述校正才莫塊(36d )配置為將由所述算法模塊(36c )計(jì)算出的所述直方圖的矢量頻率與預(yù)定閾值進(jìn)行比較以檢測由所述一企測才莫塊(36b) 4普誤地4企測到的運(yùn)動矢量，并實(shí)施所述校正處理以免輸出所述錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號內(nèi)插設(shè)備，其特征在于所述校正模塊(36d )配置為將由所述算法模塊(36c )計(jì)算出的所述直方圖的矢量頻率與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，將設(shè)計(jì)用于塊匹配的運(yùn)動搜索的新的范圍僅僅設(shè)定到所述矢量頻率超過所述閾值的區(qū)域，并使所述檢測模塊(36b)基于新設(shè)定的運(yùn)動搜索的所述范圍執(zhí)行運(yùn)動矢量的檢測。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻信號內(nèi)插設(shè)備，其特征在于所述校正^^莫塊(36d )配置為將由所述算法才莫塊(36c )計(jì)算出的所述直方圖的矢量頻率與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并且使所述檢測模塊(36b )利用加到用于塊匹配的SAD值的預(yù)定偏移來執(zhí)行運(yùn)動矢量的檢測，以使所述運(yùn)動矢量的所述矢量頻率在所述矢量頻率小于或等于所述閾值的區(qū)域中減少。
5. —種^L頻顯示設(shè)備，其特征在于，包括輸入模塊(34)，配置為用于被逐幀輸入視頻信號；才企測模塊(36b)，配置為通過塊匹配從輸入到所述輸入模塊(34 )的之前幀的視頻信號和之后幀的視頻信號中檢測運(yùn)動矢量；算法模塊(36c)，配置為計(jì)算由所述檢測模塊(36b)檢測到的所述運(yùn)動矢量的直方圖；校正模塊(36d)，配置為基于由所述算法^^莫塊(36c)計(jì)算出的所述直方圖來實(shí)施校正處理，以免輸出由所述檢測模塊(36b )錯誤地;險測到的運(yùn)動矢量；生成模塊(37)，配置為基于被所述校正模塊(36d)實(shí)施過所述4交正處理的運(yùn)動矢量,人所述之前幀的一見頻4言號和所述之后幀的視頻信號中產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號；以及顯示模塊(25),配置為選擇性地顯示由所述生成模塊(37 )產(chǎn)生的所述內(nèi)插幀的視頻信號和逐幀輸入到所述輸入模塊(34)的所述3見頻信號。
6. —種—見頻信號內(nèi)插方法，其特4i在于，包4舌以下步艱《逐幀輸入(34) ^L頻信號；通過塊匹配乂人4命入的之前幀的纟見頻4言號和之后幀的 一見頻信號中才企測(S5b到S5d、 S6b到S6e )運(yùn)動矢量；計(jì)算(S5e、 S6f)才全測到的所述運(yùn)動矢量的直方圖；基于計(jì)算出的所述直方圖來實(shí)施才交正處理(S5g、 S6h)，以免l斬出4晉誤;也才企測到的運(yùn)動矢量；以及基于^C實(shí)施所述4交正處理的運(yùn)動矢量，乂人所述之前幀的-現(xiàn)頻信號和所述之后幀的一見頻信號中產(chǎn)生(37)內(nèi)插幀的^L頻信號。
7. 4艮據(jù)權(quán)利要求6所述的^L頻信號內(nèi)插方法，其特4i在于實(shí)施所述校正處理(S5g、 S6h)包括以下步驟將計(jì)算出的所述直方圖的矢量頻率與預(yù)定閾值進(jìn)行比較以檢測錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量并且實(shí)施校正處理以免輸出所述錯誤地4企測到的運(yùn)動矢量。
全文摘要
一種視頻信號內(nèi)插設(shè)備，該設(shè)備包括檢測模塊(36b)，通過塊匹配從輸入的之前幀的視頻信號和之后幀的視頻信號中檢測運(yùn)動矢量；算法模塊(36c)，計(jì)算檢測到的運(yùn)動矢量的直方圖；校正模塊(36d)，基于計(jì)算出的直方圖來實(shí)施校正處理，以免輸出由檢測模塊(36b)錯誤地檢測到的運(yùn)動矢量；以及生成模塊(37)，基于被實(shí)施過校正處理的運(yùn)動矢量，從之前幀的視頻信號和之后幀的視頻信號中產(chǎn)生內(nèi)插幀的視頻信號。
文檔編號H04N5/14GK101552866SQ20081018278
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者吉村博 申請人:株式會社東芝