专利名称：加倍影像信号的帧率的方法
技术领域：
本发明涉及一种加倍影像信号的帧率的方法，特别是涉及一种帧率向上 转换的方法。
背景技术：
为了在接收器端显示全帧率，需要一被称为帧率向上转换(frame rate up conversion; FRUC)的恢复机制，以重新产生被省略掉的帧及减少瞬时假影。 大体上，FRUC为影像解码器增加重建影像的被察觉帧率的影像内插过程。
在FRUC中，以接收到的帧作为参考，来产生内插帧。目前，建构FRUC 帧内插的系统包括运动补偿内插及传输运动向量处理的方法。FRUC也用于 各种影像格式之间的转换。
已有许多FRUC算法被提出，其可分为两类，第一类通过使用所接收影 像帧的组合，而不考虑对象运动，来内插被省略的帧。帧重复及帧平均方法 属于此类FRUC算法。图l(a)显示通过帧重复方法，判定在内插帧中各像素 的值。在时间L时，内插帧中各内插像素的值，相同于在时间Tw时的现 行帧中各相应现行参考像素的值，而非相同于在时间Tw时的前一帧的各相 应前一参考像素的值。此外，图l(b)显示通过帧平均方法，判定的内插帧中
的每一像素的值。在时间Tn时，内插帧中的各内插像素的值，为时间Tn+1
时的现行帧中各相应现行参考像素的值与在时间T^时的前一帧中，各相应 前一参考像素的值的平均值。此等方法的缺陷包括在涉及运动时运动急动
(motionjerkness)、"鬼(ghost)"影及移动对象的模糊的产生。
第二类与第一类相比更为进步，且使用所传输的运动信息，所谓的运动
才卜4尝(帧)内4翁(motion compensated interpolation; MCI )。 虽然MCI才是供 一些优势，但其也将诸如重迭区(多个运动轨迹通过此区域)及孔区(没有 运动轨迹通过此区域)的一些非所要的区域引入内插帧中。重迭区及孔区的 内插为已知运动补偿方法中最主要的技术难题。另一方面，关于MCI的方 法的缺陷包括会增加内插操作的复杂性。因此，影像信号处理上亟须需要克服上述问题。亦即，在各种影像应用 中急切地需要一种用于帧率向上转换的简单及高视觉质量的方法。
发明内容
本发明的一目的为提供一种加倍影像信号的帧率的方法。该方法使用一 现行帧及前一帧来产生一内插帧，且在该内插帧中各像素的值在与现行帧中
的参考像素的值相比时有可能过冲(overshoot)或欠冲(undershoot),使得内插 帧中的运动模糊及闪烁得以减少。
本发明的另一目的为提供一种用于加倍影像信号的帧率的简单方法。该 计算方法取决于一现行帧中各相应参考像素的值及前一帧中各相应参考像 素的值，使得此使帧率加倍的方法为简单及易于实施者。
为了达到上述目的，本发明揭示一种加倍影像信号的帧率的方法。首先， 顺序地接收一现行帧。将一 内插帧插入于前一帧与该现行帧之间，内插帧中 各像素的值得自将现行帧中一第一参考像素偏置(biased)该第一参考像素与 前一帧中 一第二参考像素间的差值的正加权乘积。
该差值的正加权乘积为第一参考像素减去第二参考像素且乘以一正加 权数。
图l(a)显示通过帧重复方法判定的内插帧中各像素的值；
图l(b)显示通过帧平均方法判定的内插帧中的每一像素的值；
图2根据本发明的具体实施例，插入于两个连续帧间的一内插帧的说明
图3(a)显示根据本发明的具体实施例，决定内插帧中一像素的值； 图3(b)显示根据本发明的具体实施例，决定内插帧中一像素的值；及 图4显示根据本发明的具体实施例，连续帧中相应像素的值的变化。
附图符号说明
d, 差值 d2 差值
帧 Fn 帧
Fn+1 帧 Fn+2 帧Fn+3帧Fn+4帧
Fn+5帧像素
Pn像素Pn+1像素
r正加^又凄t丁n-l时间
T时间Tn+i时间
具体实施例方式
图2是本发明插入于两个连续帧间的一内插帧的说明图。帧F^及F^ 分别为一需要内插帧Fn的在前(precede) (t-l )的帧及后继(follow ) (t+l ) 的帧。前一帧中的参考像素Pn.,接近地匹配现行帧Fn+1中的一参考像素
Pn+1，且内插帧F。中的像素Pn为一基于像素Pn.i及像素Pn+i的内插像素。亦 即，像素Pn的值Ln (其中Ln代表诸如亮度及色度的像素特征中的一者)通 过像素的值及像素Pn+1的值Ln+1决定，如下公式所示
Ln=Ln+1+(Ln+1 -Ln-1) x r
其中r为值Ln的正加权数。
因此，当值Ln+,大于值U.,时，内插帧Fn中像素Pn的值L。大于现行参 考像素Pn+1的值Ln+1及前一参考像素的值Ln-，中的每一者。在这些条件
下，图3(a)显示本发明内插帧中决定一像素的值。当值Uw与值L^之间的
差异山为一正数，所以内插值Ln大于值Ln+1。因此，此内插方法产生一过
冲的像素值以避免运动模糊及闪烁。
相反，当值L^小于值Ln.i时，内插帧Fn中的像素Pn的值Ln小于现行 参考像素Pn+1的值Ln+1及前一参考像素的值Ln-,中的每一者。在这些条
件下，图3(b)显示本发明内插帧中决定一像素的值。当值Uw与值U-,之间
的差异d2为一负数，会使得内插值Ln小于值Ln+1。因此，此内插方法产生 一欠冲的像素值以防止影像影像出现运动模糊及闪烁。
图4显示本发明连续帧中相应像素的值的变化。帧F^、 Fn+1、 Fn+3及 Fn+5为自影像信号解码的参考帧，且Fn、 Fn+2及Fn+4使用本内插方法得到的 内插帧。与已知帧重复方法相比，本发明内插帧中的内插像素的值为过冲或 欠冲，尤其在相应参考像素的值的转移发生于相邻参考帧周期之间时，而该 内插帧的周期藉于该两个参考帧周期之间。举例而言，内插像素的值在内插 帧周期Fn期间为过冲者，且在内插帧周期Fn+2期间则为欠冲者，使得过冲值或欠冲值引起高对比视觉效应。
本发明的上述实施例意欲仅为说明性的。在没有脱离本发明权利要求的 情况下，本领域技术人员可做出许多替代实施例。
权利要求
1.一种加倍影像信号的帧率的方法，其中该影像信号具有一连串帧，该方法包含以下步骤顺序地接收一现行帧；及将一内插帧插入于前一帧与该现行帧之间，其中该内插帧中各像素的值得自将现行帧中一第一参考像素偏置该第一参考像素与前一帧中一第二参考像素间的差值的正加权乘积。
2. 根据权利要求1所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中该差值的正 加权乘积为该第一参考像素的值减去该第二参考像素的值且乘以一正加权 数。
3. 根据权利要求1所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中在该第一参 考像素的值与该第二参考像素的值彼此不同时，该内插帧中的该像素的值为 过沖或欠冲。
4. 根据权利要求1所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中当该第一参 考像素的一值大于该第二参考像素的一值时，该内插帧中的该像素的值大于 该第 一参考像素的值及该第二参考像素的值中的每一者。
5. 根据权利要求1所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中在该第一参 考像素的值小于该第二参考像素的值时，该内插帧中的该像素的值小于该第一参考像素的值及该第二参考像素的值中的每一者。
6. 根据权利要求1所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中该内插帧中的该像素的值表示亮度或色度。
7 一种加倍影像信号的帧率的方法，该方法包含以下步骤顺序地接收一第一帧与一第二帧；及将一 内插帧插入于该第 一帧与该第二帧之间，其中该内插帧的各像素的 值，为该第 一帧与该第二帧的相对应像素的差值的正加权乘积。
8. 根据权利要求7所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中该差值的正 加权乘积为该第一帧与该第二帧的相对应像素的值，再乘以一正加权数。
9. 根据权利要求7所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中在该第一帧 与该第二帧的相对应像素的值为不同时，该内插帧中的相对应像素的值为过 沖或欠冲。
10. 根据权利要求7所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中当该第一 帧的相对应像素的值大于该第二帧的相对应像素的值时，该内插帧中的相对 应像素的值小于该第一帧及该第二帧的相对应像素的值。
11. 根据权利要求7所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中当该第一帧的相对应像素的值小于该第二帧的相对应像素的值时，该内插帧中的相对 应像素的值大于该第一帧及该第二帧的相对应像素的值。
12. 根据权利要求7所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中相对应像 素的值为亮度或色度。
13. —种加倍影像信号的帧率的方法，该方法包含以下步骤 顺序地接收一第一帧与一第二帧；及将一内插帧插入于该第一帧与该第二帧之间，其中根据该第一帧与该第 二帧决定该内插帧的各像素的值，当该第 一 帧的相对应像素的值大或小于该 第二帧的相对应像素的值，则以两者的差值乘上负加权乘积或正加权乘积。
14. 根据权利要求13所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中在该第一 帧与该第二帧的相对应像素的值为不同时，该内插帧中的相对应像素的值为 过冲或欠冲。
15. 根据权利要求13所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中当该第一 帧的相对应像素的值大于该第二帧的相对应像素的值时，该内插帧中的相对 应像素的值小于该第一帧及该第二帧的相对应像素的值。
16. 根据权利要求13的加倍影像信号的帧率的方法，其中当该第一帧的 相对应像素的值小于该第二帧的相对应像素的值时，该内插帧中的相对应像 素的值大于该第一帧及该第二帧的相对应像素的值。
17. 根据权利要求13所述的加倍影像信号的帧率的方法，其中相对应像 素的值为亮度或色度。
全文摘要
一种加倍影像信号的帧率的方法，其使用一现行帧及前一帧来产生一内插影像帧。首先，顺序地接收现行帧及前后帧。将内插帧插入于前一帧与该现行帧之间，其中内插帧中各像素的值得自将现行帧中一第一参考像素偏置(biased)该第一参考像素与前一帧中一第二参考像素间的差值的正加权乘积。
文档编号H04N5/14GK101309355SQ20081008723
公开日2008年11月19日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年5月9日
发明者张芳甄 申请人:奇景光电股份有限公司