专利名称：具运动补偿的提高帧率的方法
技术领域：
本发明涉及一种具运动补偿的提高帧率的信号处理方法，且更明确地说，涉及一种可以避免显示影片原生(film-originated)视频时产生不连续运动 的改进的信号处理方法。
背景技术：
为了在具有较高帧率的计算机屏幕显示器和电视显示转换影片来源的 电视信号，特别是在72赫兹、96赫兹，和120赫兹的帧率，显示器常使用解 交错技术来实现逐行扫描。 一种常利用来解交错每秒24帧且交错扫描的美国 国家电视标准委员会(NTSC)的电视信号的方法，是从相同视频来源的交错信 号中结合相反极性的一对信号。该结合的信号至少重复两次以形成所谓的 3-2下拉模式信号(pattem)。因此，该解交错的信号和原始的交错信号拥有相 同的帧率。有时解交错后的60赫兹的逐行扫描信号可以加倍以形成120赫兹 的信号，以形成6-4下拉(6-4pull-down)模式信号。然而，在6-4下拉模式信号 中会看到不连续的运动。发明内容本发明第一实施例的具运动补偿的提高帧率的方法包含下列步骤检测 一包含3-2下拉帧序列的影片模式视频信号；从该3-2下拉帧序列撷取一序列 特征帧；从该特征帧序列中的每一对特征帧计算一运动向量；根据该对应的 运动向量在该特征帧序列中的每一对特征帧中内插多个中间帧。本发明第二实施例的应用于影片定向(film-oriented)的视频信号的具运 动补偿的提高帧率的方法，包含下列步骤检测一包含一3-2下拉模式信号 的影片定向的视频信号；将该含有3-2下拉模式信号的影片定向的视频信号 的帧率加倍以形成一包含一6-4下拉模式信号的影片定向的视频信号，其中 该影片定向的视频信号包含多个交替排列的6次和4次序列；然后将每个跨越 6次和4次序列的边界的连续四个帧以四个经补偿的帧取代，以形成一补偿视频信号。
图l(a)至l(c)显示本发明的实施例的具运动补偿提高帧率方法的形成过程；图2(a)至2(c)显示本发明的实施例的应用于含有3-2下拉模式信号的影片 定向视频信号的检测方法；及图3(a)和3(b)显示检测一具有3-2下拉模式信号的影片定向视频信号的实例。主要元件符号说明BD 边界 A、 B、 C、 D原始帧AB、 BC、 CD补偿帧具体实施方式
图l(a)至l(c)显示本发明的实施例的具运动补偿的提高帧率的方法的形 成过程。图1(a)和l(b)分别显示含有3-2下拉模式信号的60赫兹的视频和帧率 加倍且含有6-4下拉模式信号的120赫兹的视频。图l(c)显示本实施例的对应 于图l(a)和l(b)的3-2和6-4下拉模式信号的模式。在本实施例中，其模式信号 的形成是通过根据原本的3-2下拉帧序列计算其运动向量，并用四个运动补 偿的帧取代一或两个复制的帧。要形成本发明的实施例中的模式信号，首先检测一包含3-2下拉帧序列 的影片模式视频信号，并从其序列撷取一特征帧序列。接着，从该特征帧序 列中的每一对特征帧计算一运动向量，且在每个特征帧间内插对应于该运动 向量的多个中间帧。本发明的实施例在帧率转换之前先执行影片模式的检 观'J,接着执行对影片来源的运动估计和补偿，以保持运动轨迹图像的连续性。 本发明的另一实施例通过将含有3-2下拉模式信号的影片定向视频信号的帧 率加倍以形成含有6-4下拉模式信号的影片定向视频信号，其中该影片定向 的视频信号包含多个交替排列的6次和4次序列。接着，将每个跨越6次和4次 序列的边界的连续四个帧以四个经补偿的帧取代。该经补偿的信号除了第一 个和最后一个序列之外，在每一6次和4次序列中都有一未补偿的帧。图2(a)至2(c)显示本发明的实施例的应用于含有3-2下拉模式信号的影片定向的视频信号的检测方法。该方法主要是先接收一包含多个帧的来源视频信号，对于每个来源视频信号的帧计算一复制标记(duplication label),并识 别该来源视频信号是否为一含有3-2下拉帧序列的影片定向的视频信号。图 2(a)的流程图显示该方法如何决定是否目前帧本质上等同于上一帧。首先， 目前帧的每一像素都和上一帧的对应像素做比较，以调整一计数标志(count flag)。该比4交法可由下面的方程式表示If IF(x,t匿T)-F(x，T)l < FILM—DIFF then (count++)其中x代表像素的位置，T代表帧的时间间隔，而参数FILM一DIFF代表一 可接受的临限值，因此可以得到每一目前帧的像素和上一帧对应的像素的灰 阶差值的绝对值。如果该绝对值小于一第一临限值FILM一DIFF，则该计数标 志便加一。下列的演算法显示如果两个帧中大多数的像素皆相等，则该两帧 视为复制的帧ratio = count/tol—count;if (ratio > FILM—TND) then frame—duplicate = true else frame_duplicate = false其中参数to1—count代表一帧的像素总数，FILM—TND代表一可接受的临 限值。首先，依照该计数标志和目前帧的像素总数的比值决定目前帧和上一 帧是否识别为两复制的帧，接着依照该比值调整该复制标记。以上步骤对来 源视频信号的每一帧重复执行。图2(b)的流程图显示如何决定该来源视频信号是否为一含有一3-2下拉模式信号的影片定向的视频信号的第一步。首先，从来源视频信号的第一至 最后一个帧，比较其复制标记是否符合相对应的3-2下拉帧序列的元素；接 着根据其比较结果调整一标签标志(tally flag);然后决定该来源;f见频信号是否 识别为该含有3-2下拉模式信号的影片定向的视频信号。if (frame—duplicate == true) then (film—dcount+十)elseif film—dcount == film_pattern(2 or 3) then (film—tallycount++) else film—tallycount —film—dcount = 1 /reset film—dcount/其中参数film—dcount代表连续复制信号的数目，film_pattem(2 or 3)代表 一固定的模式信号，filmJallycount代表符合该模式信号的次数。图2(c)的流程图显示如何决定该来源视频信号是否为一含有一3-2下拉 模式信号的影片定向的视频信号的第二步。如果该标签标志大于或等于一第 二临限值，该来源视频信号便被认定为一含有一3-2下拉模式信号的影片定 向的视频信号。演算法如下列所述if (film—tallycount >= FILM—TCOUNT—H) then film—flag = trueelse if (film—tallycount <= FILM一TCOUNT一L) then film—flag = falseelse film—flag = film—flag其中参数FILM—TCOUNT_H代表 一 高位准的临限值，而 FILM—TCOUNT—L代表一低位准的临限值。图3(a)和3(b)显示检测一具有3-2下拉模式信号的影片定向的视频信号的 实例。这些实例根据上述演算法和图2(a)至2(c)的流程图加以说明，其中FD 为参数film—dcount的缩写，FP为参数filmjattem(2 or 3)的缩写，而FT为参数 film—tallycount的缩写。图3(a)中，帧Fl至F10满足3-2下拉模式信号的定义， 因此代表3-2下拉模式信号的数目的FT,逐渐增加至4。然而，3-2下拉模式 信号在帧ll之后便不在存在，FT也因此逐渐减少至零。图3(b)中，帧fl至fl5 皆满足3-2下拉模式信号的定义，因此FT逐渐增加至5 。本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域技术人员仍可能 基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此， 本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的 替换及修饰，并为所附权利要求书所涵盖。
权利要求
1.一种具运动补偿的提高帧率的方法，其包含下列步骤检测一包含一3-2下拉帧序列的影片模式视频信号；从该3-2下拉帧序列撷取一序列特征帧；为该特征帧序列中的每一对特征帧计算一运动向量；及根据该计算的运动向量在该特征帧序列中的每一对之间插入多个中间帧。
2. 根据权利要求1的方法，其中该内插的步骤包含以该多个中间帧取代 跨越连续个3-2下拉帧边界的帧。
3. 根据权利要求1的方法，其中该中间帧的数目为4。
4. 一种具运动补偿的提高帧率的方法，其包含下列步骤 检测包含3-2下拉模式的影片定向的视频信号；将该视频信号的帧率加倍，且将该3-2下拉模式变更为6-4下拉模式， 其中该视频信号包含多个交替排列的6次和4次序列；及将每个^争越6次和4次序列边界的连续四个帧以四个经补偿的帧取代， 以形成一补偿视频信号。
5. 根据权利要求4的方法，其中该影片定向的视频信号的帧率为60赫兹。
6. 根据权利要求4的方法，其中该加倍的视频信号为72赫兹、96赫兹 和120赫兹其中之一。
7. 根据权利要求4的方法，其中该四个经补偿的帧系依照对应的6次和 4次序列进行内插。
8. 根据权利要求4的方法，其中该经补偿的视频信号除了第一个序列之 外，在每一6次和4次序列中都有一未补偿的帧。
9. 根据权利要求4的方法，其中该经补偿的视频信号除了最后一个序列 之外，在每一6次和4次序列中都有一未补偿的帧。
10. 根据权利要求4的方法，其中该检测步骤是由比较邻近的帧来达成。
11. 一种具运动补偿的提高帧率的方法，其包含下列步骤 ' 接收一包含多个帧的来源视频信号；为该来源视频信号的每一帧计算一复制标记； 辨识该视频信号为含有3-2下拉帧序列的影片定向视频信号； 将该含有3-2下拉模式信号的影片定向的视频信号的帧率加倍以形成6-4下拉模式，其中该影片定向的视频信号包含多个交替排列的6次和4次序列；及将该影片定向的视频信号中跨越6次和4次序列边界的连续四个帧以四 个经补偿的帧取代，以形成一补偿视频信号。
12. 根据权利要求11的方法，其中对该来源视频信号中的每一帧计算 其复制标记的步骤，另包含下列步骤将目前帧中的每一像素和上一帧中的对应帧做比较以调整一计数标志； 依照该计数标志和目前帧的像素总数的比值以辨识目前帧和上一帧为 两复制的帧；及依照该比值调整该复制标记。
13. 根据权利要求12的方法，其中将目前帧中的每一像素和上一帧中 的对应帧做比较以调整一计数标志的步骤，另包含下列步骤得到每一目前帧的像素和上一帧对应的像素的灰阶差值的绝对值；及如果该绝对值小于一第一临限值，则将该计数标志加一。
14. 根据权利要求ll的方法，其中该3-2下拉帧序列包含多个交替排 列的3次和2次的序列。
15. 根据权利要求11的方法，其中辨识该来源视频信号为一含有3-2 下拉帧序列的影片定向视频信号的步骤，另包含下列步骤比较该复制标记和该来源;见频信号的所有帧的3-2序列的一对应元素； 根据该比较结果调整一标签标志；及根据该标签标志辨识该来源视频信号为该含有该3-2下拉状态信号的影 片定向的视频信号。
16. 根据权利要求11的方法，其中当该标签标志大于或等于一第二临 限值时，该来源视频信号被认定为该含有该3-2下拉模式信号的影片定向的 ^L频信号。
17. 根据权利要求11的方法，其中当该标签标志小于或等于一第三临 限值时，该来源视频信号不被认定为该含有该3-2下拉状态信号的影片定向 的视频信号。
18. 根据权利要求11的方法，其中该影片定向的视频信号的帧率为60赫兹。
19. 根据权利要求11的方法，其中该加倍后的视频信号的帧率为72 赫兹、96赫兹和120赫兹其中之一。
20. 根据权利要求11的方法，其中该经补偿的视频信号除了第一个和 最后一个序列之外，在每一 6次和4次序列中都有一未补偿的帧。
全文摘要
本发明提供了一种具运动补偿的提高帧率的方法，该方法包含下列步骤检测一含有3-2下拉帧序列的影片模式视频信号，且由3-2下拉帧序列撷取一特征帧序列。此外，从该特征帧序列中的每一对特征帧计算一运动向量。另外，根据该对应的运动向量在该特征帧序列中的每一对特征帧中内插多个中间帧。
文档编号H04N5/14GK101325654SQ20081009232
公开日2008年12月17日 申请日期2008年4月22日 优先权日2007年6月11日
发明者张芳甄 申请人:奇景光电股份有限公司