CN1003275B - 电视制式转换装置 - Google Patents

Abstract

由电视制式转换造成的如擅动这类图象质量劣化，可以通过选择稳定的原始图象信号，或者选择运动补偿内插图象信号输出的办法来减小。后者是根据最适应的运动矢量来补偿的，该运动矢量相应于原始图象信号与按各个图象区中分别检测出的运动矢量作运动补偿后的图象信号之间的最小帧间差。这种减小劣化的作用，可以通过加权所检测的运动矢量、并通过滤波使运动补偿的图象区间的轮廓更匀滑的方法得到增强。

Description

电视制式转换装置

本发明是关于电视制式转换的装置，它可以变换电视图象信号的图象场数及扫描行数，特别适用于减小伴随制式转换而在图象复合运动部分所造成的模糊及抖动这类图象质量的劣化。

在把M行/N场制电视图象信号变换成不同的K行/L场制的传统电视制式转换装置中，通过如图1所示的内插滤波器1及疏化电路（thinning circuit）2实现图象信号的空-时线性处理，以便变换每秒图象的场数及扫描行。比如，当把每秒场数N＝60的N场制输入电视图象信号变成每秒场数L＝50的L场制输出电视图象信号时，应提供把输入图象信号的第1到6的六场变成输出电视图象信号的第“a”到“e”五场的变换周期，如图2所示。在这个典型的图象场数变换过程中，当对图象进行线性处理，以得到输入图象信号两连续场的加权平均、从而形成位于那两个连续场之间的新输出图象信号场时，就有这样严重的缺陷产生：若图象是运动的，在准备获取其加权平均值的那两连续场中，图象位置互相错开，由此造成图象边缘部分的模糊及抖动，使图象质量效果显著恶化。

这种常规简单线性内插必定造成上述缺陷。然而，由本申请的同一申请人所提交的日本专利申请№244，638/84中提出的“电视制式转换系统”中，对一般图象所造成的上述缺陷，通过对错位的图象按照其图象运动及运动矢量的检测进行补偿之后再进行内插，就可得到显著改善。事实上，大多数电视图象只包含简单运动，比如为追随特定目标而进行水平跟踪及俯仰跟踪摄象所产生的运动，因此，用上述图象处理可以收到良好的效果。但在同一电视图象中包括复合运动（它们比较引人注目）以及多个互不相同运动的场合下，采用上述图象处理仍存在缺陷-即图象质量的改善还不够。

本发明的目的就是要消除上述缺陷，并提供一种电视制式转换装置，在图象运动的基础上，它可使合成转换图象中所造成的图象质量劣化减到足够小，甚至当采用制式转换的电视图象中包含多个不同运动部分时也是如此。

就此而言，本发明的电视制式转换装置，它提供电视制式所用图象帧数的转换，其特征是：它包括有把原始图象信号的两个连续帧N及N+1通过线性内插以形成一个新帧的线性内插图象信号的装置;检测各个运动矢量的装置，这些运动矢量分别相应于其原始图象中划分出的各个图象区中的图象运动方向及其距离;按照该运动矢量补偿该原始图象信号而形成所述两个连续帧N及N+1多向运动补偿的图象信号，并由此形成多向运动补偿的内插图象信号新帧的装置;以及根据所述两连续帧N和N+1的原始图象信号和所述两连续帧N及N+1经运动补偿后的图象信号之间的各帧间差的绝对值，选择出是所述线性内插图象信号，还是运动补偿内插图象信号对应于所述帧间差绝对值的最小值，以形成适应于图象运动的转换的输出图象信号的装置。

为更好理解本发明，引用如下附图，其中

图1是前述传统电视制式转换装置的简化框图。

图2是前述电视帧数转换方法的示例。

图3的框图给出了原来的运动补偿电视帧数转换器的构成。

图4（a）到4（e）相继示出本发明的运动补偿的示例。

图5的框图给出了按照本发明的电视转换装置的构成举例。

图6（a）到6（f）相继给出了本发明进行运动矢量检测的方法。

图7给出了按照本发明的电视制式转换装置的主要部分的一种构成框图。

图8是上述主要部分的进一步框图举例。

图9是上述主要部分的工作方式举例。

图10是上述另一主要部分的一种框图。

图11到13相继给出了按照本发明，用检测的运动矢量进行运动补偿的方法。

图14是按照本发明所述的电视制式转换装置的另一种构成框图。

在不同的附图中，1表示内插滤波器;2表示疏化电路;3，49表示帧存贮器;4表示帧编序电路（frame ordering circuits）;5，6，8，13，50，51表示系数乘法器;7，12，14，21，23，54，55，56，72，73，74，75表示加法器;9，10，16，17，18，19表运动补偿缓冲存贮器;11表示运动及运动矢量检测电路;15，22，24，60，61，62，63表减法器;20表运动矢量检测电路;25，26，27，64，65，66，67表示绝对值电路;28表信号选择电路;29表最小值标志检测电路;30表示一个划分的图象区;31表示运动矢量检测子块;32，45，46，47表示区（域）滤波器（area filter）;33，34，35，36表示1H滤波器;37，42，表示总的求和电路;38，39，40，41表示1样值存贮器;43表比较器;44表最小值判定电路;48表最大值判定电路;52，53，57，58，59表缓冲存贮器;68，69，70，71表示矢量检验电路;76表示最小值矢量检测器。

在说明本发明的最佳实施例之前，先说明一下由同一申请人所写的日本专利申请No.244，638/84说明书中所叙述的实施例，以利于参照附图来更好地理解本发明。

上述说明书中所述电视制式转换系统中的运动补偿帧数转换部分的一种构成示于图3。在这种帧数转换部分中，顺序扫描的图象信号被加到线性内插滤波器3、5、6、7、运动补偿缓冲存贮器9、10以及运动及运动矢量检测电路11。与常规类似装置中所用的相似，这里也采用线性内插滤波器3、5、6、7，以通过对输入顺序扫描图象信号的两连续帧中图象信号的加权平均来实现线性内插，由此来形成新的内插图象信号。同时，用运动补偿缓冲存贮器9、10来形成运动补偿的内插的图象信号，在这里，因图象运动而变坏的信号波形被从存贮器读出的图象信号所补偿，而存贮器的地址受信号θ₁及θ₂的控制，它们分别相应于图象摄象机摇动及俯仰而产生的运动方向中的一个方向的运动矢量，这些运动矢量是由运动及运动矢量检测电路11从原先存贮在缓冲存贮器9、10中的原始图象信号中检测出来的。就此来说，这些控制信号θ₁及θ₂是考虑了每一图象帧而形成的，即它涉及每一转换的图象帧。

假若有这种场面，其主体，比如一个人，以速度V₁运动，其背景为一棵树，电视摄象机以同一速度V₁摇动，主体运动的方向与摄象机摇动方向平行且速度相同。这样运动主体与电视摄象机间的相对速度为零，因此，在显示的图象上运动主体呈现为静止图象区，而静止的背景在显示画面上呈现为运动的图象区。在运动及运动矢量检测电路11中，依据输入顺序扫描图象信号的帧间差值信号检测出的控制信号θ₁及θ₂，按前述方法控制运动补偿缓冲存贮器9、10，以便形成运动补偿的内插图象信号，其中，由于图象运动造成的模糊和抖动，在运动画面区得到补偿。据此，运动补偿内插图象信号及线性内插图象信号用互加权方式加在一起，就形成了另一控制信号θ₃，用以单独控制可调系数乘法器8及13，使帧间差值信号较小的，内插图象信号的加权比增加。

此后，把从帧存贮器3、系数乘法器5、6及加法器7构成的线性内插滤波器导出的线性内插图象信号加到可调系数乘法器8，而从运动补偿缓冲存贮器9、10导出的运动补偿内插图象信号加到另一可调系数乘法器13。在这些可调系数乘法器8及13各自的系数l及（1-l）被从运动及运动矢量检测器11所导出的前述控制信号θ₃互补地校正之后，从可调系数乘法器8及13分别输出的图象信号经加法器14相加，就得到M行/L帧制式的帧数转换输出的顺序扫描图象信号。在这种情况下，关于从平摇电视摄象机所得到的图象信号，其呈现为移动图象区的大面积背景图象，在显示的画面上变为这样的转换图象：其中，由于图象运动造成的模糊及抖动变小，而运动补偿内插图象信号成份增加。而在显示的图象中呈现为固定图象区的移动主体变为这样：由线性内插形成的无缺陷线性内插图象信号成分增大。结果，与只采用线性内插的传统方法相比，其帧数转换的输出图象中，由图象运动造成的图象质量劣化极小。

但是，按照如前述日本专利申请说明书中所述的原来的办法，虽然可对如前述用电视摄象机的平摇和俯仰来跟踪特定目标所形成的运动图象产生相当好的效果，但其缺点是不能对另一些特殊图象产生好的效果，比如，图4（a）到4（e）所示的情况，其中同一场景中有两个汽车A和B按相反方向行驶。这是因为，按照前述说明书中所述的运动补偿能力，只能在一个场景中检测出一个运动矢量。本发明的目的就是要使上述特殊图象经帧数转换所产生的图象质量下降也能减小。

本发明电视制式转换装置的结构示例示于图5。把示于图5的本发明装置的结构与上述专利说明书中所述的装置（图3）作一比较，显然可以看出：前者比后者又前进了一步。在图3中，只用一对运动补偿缓冲存贮器9及10，而在图5中，采用了多对运动补偿缓冲存贮器16、17、18、19等等。所以，根据本发明，可指望用同一电视摄象机适应跟踪同一画面上有图4（a）到4（e）所示的按相反方向运动的多个显眼目标。

此外，图3中，由加法器7得到的线性内插图象信号与加法器12得出的运动补偿内插图象信号在相加之前，用互补的可调系数l及1-l相乘。而在图5中，首先准备出，经帧存贮器3、帧编序电路4及与图3类似的系数乘法器5、6及加法器7所组成的电路，将原始图象信号的连续两帧N及N+1形成一个新帧的线性内插图象信号，和在运动矢量检测电路20导出的多向运动矢量的控制下，从运动补偿缓冲存贮器16、17、18、19等等得到的第N及N+1连续两帧的多向运动补偿图象信号在加法器21、23等中相加，所得到的多向运动补偿内插图象信号。然后，将N及N+1帧的原始图象信号之间的、以及N及N+1帧的多向运动补偿的图象信号之间的各个帧间差的绝对值从绝对值电路25、26、27等等送到最小值标志检测电路29，以便在相比较之后，得到这些绝对值中的最小值。而后，在信号选择电路28中，选择出线性内插图象信号和多向运动补偿内插图象信号中相应于绝对值最小的一个，这就形成了从M行/N帧到M行/L帧的制式转换的输出图象信号。

在对本发明的电视制式转换装置的主要部分进行了上述说明之后，下面将对该装置中构成运动矢量检测电路20的详细结构举一个例子，以便说明在同一场景中相应于多向显著运动目标的运动矢量的精确检测方法。

运动矢量的检测

如上所述，在依照本发明的电视制式转换装置中，有一个如图5所示的运动矢量检测电路20，用以形成内插图象信号，该信号中对同一场景中按不同方式运动的多个运动图象部分进行适当的运动补偿。在这种能对上述情况的运动矢量进行精确检测的运动矢量检测电路中，作电视制式转换的图象信号所呈现的图象被分成许多图象区，这些区对应于分别以不同方式运动的运动图象部分的数量和统计位置，然后分别对这些图象区检测其运动矢量。在这种运动矢量检测情况中，运动矢量的检测是根据其量值进行加权的方法来实现的。

下面将参照图6（a）到6（f），具体说明上述加权运动矢量的检测方法。

图6（a）是一个把图象画面分成许多图象区的例子，其中，把图象分为上下左右四个图象区30。每一个图象区30又分成许多小块31，如图6（b）所示，以便分别检测精确的运动矢量。每一图象区30又分成许多小块31，即，图6（a）的整个图象画面有四千个小块。

每一小块31相对于整个图象的大小，取决于检测的运动矢量的最大值。如图6（c）所示，每一小块31中包含的象素数比如可以是上下四行、左右20个样点。相应地，可以求出约320个运动矢量Vn，它们从处于小块31中心的象素Pij指向每一个样点。

为了用上述小块群进行运动矢量检测，可采用熟知的匹配法及类似方法。略去细节，匹配法的概要说明如下。

对于两个连续帧N及N+1的图象信号，前一帧N的这些小块的每一个按不同运动矢量运动，然后，求出前一帧N的每一运动小块与后一帧N+1的原始小块间的差值。结果要求的运动矢量就是上述各种运动矢量中的一个，它相当于各小块所得到这些差值总和的最小值。这可用下列方程表示：

${\mathrm{DV}}_n=\underset{\mathrm{ij=1}}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{dv}}_n{P}_{\mathrm{ij}}$

这里，DV_n表示沿矢量V_n运动的前一帧N与后一帧N+1间差值的总和，dv_nP表示小块P_ij所限定的图象信号在两个连续帧N与N+1间的差，m表示小块31的数目。

上述方程所表示的运动矢量检测方法还有缺陷，即，任何运动矢量的检测都忽略了呈现均匀运动的运动图象部分的大小及图象运动的幅度，因而用于本发明的装置时倘有欠缺。这是因为，尽管图象被分为若干区30，在同一划分出的图象区30内，偶尔仍包含有以不同方式运动的多个运动图象部分，并且，在所考察的图象区30内的其它图象部分中，仍可能包含有较小范围的显著运动。

因此，在可用于本发明装置的运动矢量检测方法中，相应于该最小帧间差值的运动矢量V_n不能直接从这些帧间差值的总和中求得，而应从乘积W_nXDV_n中得出，即总和DVn乘以加权系数W_n。

图6（d）到6（f）给出了这类加权系数W_n的各种例子。尤其在图6（d）给出的例子中，在水平方向有较大运动矢量时很容易检测，而对于小的运动矢量及垂直方向的运动矢量较难检测，因此可用于水平方向运动且速度超过特定值的图象部分的运动矢量的检测。

图6（e）给出了另一例子，它容易检测在垂直方向的较大运动矢量，而图6（f）给出的例子中，可以容易地检测在水平及垂直方向都有较大运动的运动矢量。

应注意，在图6（d）到6（f）的任一情况中，对于运动矢量容易检测的方向上，其运动矢量的加权系数应当小，而在其运动矢量难于检测的方向上，加权系数应当大。

其次，下面说明一种适用于本发明装置中的电路，它包括图5中的信号选择电路28和最小值检测电路29。

由运动补偿内插图象信号得到的图象质量改善

至此已叙述了从线性内插图象信号及多向运动补偿内插图象信号中，对应于帧间差的绝对最小值，即以总和的最小值乘以帧间差的加权系数，选择内插图象信号，以得到制式转换输出图象信号的方法。但是，当如上所述的只对图象中所考察的样点来选择内插图象信号的话，仍会偶然出现如抖动这类图象质量劣化，比如，在线性内插图象部分及多向运动补偿内插图象部分之间的互相连接轮廓处，或者多向运动补偿内插图象部分间的互连轮廓处。

图7给出了可以防止上述图象质量劣化的电路举例。这里，信号选择电路28及最小值标志检测电路29与图5中体现本发明的装置所举电路是一样的，但在图7中，它们之间加入了区滤波器32。

这种区滤波器32包括多个1H存贮器33到36，多个1样存贮器38到41等等，如图8所示，以便形成一个两维样值区域组。

图9给出了一两维样值区域组的例子，它以所考察的样点为中心，同时标有其中所呈现的数据。在本举例中，由垂直方向5个样点、水平方向15个样点组成的75个样点区域中，还同时用“0”、“1”标志表示数据。这两类标志相应于两类运动矢量。在图5所示的电路中，可以选择相应于考察样点的图9中以阴影为中心的样点区域所呈现的数据“1”标志的内插图象信号。就是说，在该举例的电路中，分别考察这些样点区的每一个中所包含的标志为“0”和“1”的数目，并通过图8中的比较器43分别与这些数的予定门限电平相比较，以便把相应标志其数目超过的门限电平所对应的内插图象信号输出，就是说，在图9所示的样点区包括75个样点的例子中，是其数目超过38（75的一半）的标志所对应的内插图象信号。

关于这方面，若用三个或更多标志时，就选择其数目最大的标志所对应的内插图象信号。

图10给出了防止抖动这类图象质量劣化的另一电路举例。在该电路中，多个最小值判定电路44的输出分别接到与前述类似的区域滤波器45、46、47等等，而用最大值判定电路48来判定这些区滤波器的输出最大值，作为相应于有关样点的标志，并用信号选择电路28来选择与之相应的内插图象信号。

利用上述装置，可大大减小伴随帧数转换所产生的图象质量恶化，如模糊、擅动等等，甚至在同一场景中有多个以不同方式运动的比较显着图象部分时也是如此。

但即使利用这种装置，当在选择多个帧间差的绝对最小值时，仍会对某些种类的图象信号偶尔产生一些错误操作。

比如，图11就给出了一种黑目标“a”在白色背景前面运动的情况，按运动矢量V₁内插的黑图象是正确的，而以运动矢量V₂内插的白图象则是错误的。这里，运动矢量V₁和V₂是分别从该运动的黑目标图象区以及此外的其它图象区中检测出来的。

在图11的情况下，内插帧中点“i”处的运动补偿内插图象信号是按以下方法选择的。

按照运动矢量V₁，两个连续帧N及N+1的运动补偿图象信号分别用象点ai及a₁i表示，ai在点i的上面，该象点是按前一帧N内、黑目标“a”按向右方向运动得到的，而a₁i在点i的下面，它是黑目标“a”在后一帧N+1内按向左方向运动形成的。与此类似，根据运动矢量V₂，这两帧的运动补偿图象信号分别用象点bi及b₁i（图中未画出）表示。在此情况下，为按照正确的运动矢量来选择内插图象信号，需要比较前一对象点ai及a₁i间以及后一对象点bi及b₁i间的帧间差的绝对值。但在这里，它们的绝对值都是零，因而不能确定所选内插图象信号的最合适的值。这是由于如上所述，假定了黑目标“a”是在白背景前面运动的。而在实践中，这类情况会很好理解的。

在这种情况下，最小值检测电路29就不可能作出正确判定，因而它不能判定是选择运动矢量V₁作运动补偿内插的图象信号还是选择按运动矢量V₂作运动补偿内插的图象信号。上述举例中考察了两种运动矢量的情况。但即使运动矢量数目增加，情况也与上述例子类似。结果就会随机地选择白象素或黑象素作为运动的黑目标的运动补偿内插图象信号，并由此会造成黑象素和白象素互相变化而引起图象擅动。

本发明的附加目的就是要防止本发明装置的上述错误操作。

本发明的另一附加目的就是要去掉如黑目标在白背景前面运动这类特殊图象造成的模糊和擅动，从而实现电视图象信号的高质量帧数转换。

然而，电视制式转换装置除了本发明前述特性外，还有一个特征，即依多个检测的运动矢量的图形匹配适用于多个运动补偿的图象信号，以便能便利地检测出最合适的运动矢量，并判定为得到帧间内插图象信号所要求的最适合的运动补偿内插图象信号。

改善操作的算法以及按照本发明的电视制式转换装置的另一个例子，将在下面参照附图详细说明。

图12及13是说明上述新算法的矢量图，而图14是有关装置的主要部分结构举例的方框图。在图12及13例举的矢量图中，由图5的运动矢量检测电路20所检测的运动矢量数假定为4。当然，运动矢量数可以任意改变。在本举例中，与图11所示类似，仍假定被考察图象中有一个黑色目标在白色背景前面运动，看怎样得到运动补偿内插图象信号。对内插帧的内插点“i”，正确的黑色象素可分别从两个连续帧N及N+1的黑象点a₀及a₁沿运动矢量V₁得到的运动补偿图象信号之间进行内插而得到。从邻近的运动图象区检测运动矢量V₂到V₄，因此应认为对于该内插点“i”来说是错误的。这是因为，若利用这些运动矢量，就会把前一帧N的白象点b₀，c₀及d₀作为相应于内插帧内插点“i”的运动补偿图象，结果，依据沿错误的运动矢量V₂到V₄运动的白象点b₀，c₀及d₀的运动补偿内插图象就变成伴有擅动的白象点。

从内插点“i”来看，运动补偿内插图象应从分别沿运动矢量V₁到V₄作运动补偿的象点a₀，b₀，c₀及d₀之一中取得。但是，如上所述，作为两连续帧N及N+1的运动补偿图象信号间的帧间差的绝对值最小值而简单地检测运动矢量标志，惧怕有造成的错误操作。因而，在上述举例的情况中，与内插点“i”有关的上述四个运动矢量中，应选择运动矢量V₁为内插标志。结果是，对于帧数变换得到的内插帧的内内插点“i”，应将两个连续帧N及N+1内分别用运动矢量V₁及V₂得到的运动补偿的图象信号，按两个校正的运动矢量K₂V₁及K₁V₁，在内插帧的运动补偿内插点进行合成，它们是用互补系数K₁及K₂，其关系是K₁+K₂＝1乘以原运动矢量V₁得到的，见图13。

而最适合的运动补偿内插图象信号可按下述算法来选择。

首先，对于内插帧的内插点“i”，在前一帧N内，应建立分别相应于运动矢量V₁到V₄的象素a₀，b₀，c₀及d₀，如图12所示。其次，对于N帧的象点a₀，在后一帧N+1内，提取出分别相应于运动矢量V₁到V₄的运动补偿象点a₁到a₄，然后，通过图14所示的矢量检验电路68，分别计算出第N帧的象素a₀与第N+1帧中的象素a₁到a₄间的帧间差值。在这些帧间差值中，象素a₀与象素a₁间的差为零，而a₀与其它象素a₂到a₄间的差不为零，因为对于黑象素a₀，象点a₁表示黑电平，而其它象点a₂到a₄表示白电平。

对于前一帧N的其它象素b₀，c₀及d₀，用类似方法，分别通过如图14所示的矢量检验电路69、70及71进行操作。在图12中，只画出了后一帧N+1中按运动矢量V₂、V₃及V₄对于象素b₀、c₀及d₀的运动补偿象点b₂、c₃及d₄，为了简便，没画出其它象点。

上述举例算法就是用四个运动矢量得到最合适的运动补偿内插图象信号、进行图形匹配的具体过程。在该示例的算法中，前一帧N的象素与后一帧N+1的运动补偿象点之间组合数是16。若帧间差的绝对值，比如象素a₀与象点a₁间的用θ_1-1表示，与内插点“a”有关的帧间差的绝对值可表示如下：

θ_1-1＝0，θ_1-2≠0，θ_1-3≠0，θ_1-4≠0。

同样，关于其它内插点“b”、“c”及“d”的帧间差的绝对值可表示为：

θ_2-1＝0_2-2＝θ_2-3＝θ_2-4＝0

θ_3-1＝θ_3-2＝θ_3-3＝θ_3-4＝0

θ_4-1＝θ_4-2＝θ_4-3＝θ_4-4＝0

上述示例中，象素与象点间的组合可以根据运动矢量重新安排如下。

比如，对于运动矢量V₁，可得到如下重新安排的组合：

θ_1-1＝θ_2-1＝θ_3-1＝θ_4-1＝0

同样，对于其它运动矢量V₂、V₃及V₄可重新排列为：

θ_1-2≠0，θ_2-2＝θ_3-2＝θ_4-2＝0

θ_1-3≠0，θ_2-3＝θ_3-3＝θ_4-3＝0

θ_1-4≠0，θ_2-4＝θ_3-4＝θ_4-4＝0

在此情况下，从图14所示的加法器72到75分别相对于运动矢量V₁、V₂、V₃及V₄所得到的帧间差绝对值的和i₁到i₄中，和i₁最小，因此，给出该最小和i₁的运动矢量通过图14的最小值标志检测器76，就是说，运动矢量V₁成为正确的运动矢量，它最适合于该情况下的运动目标。

与此类似，在运动矢量V₂是正确的情况下，从加法器73所得到的和i₂最小，根据同一算法也可检测出相对于其它运动矢量V₃及V₄的正确的运动矢量标志。

综上所述，通过由最小值标志检出电路76所判定的正确运动矢量相应的控制信号C的修正，在运动补偿内插点，可以得到最合适的运动补偿内插图象信号。

从上面的详细叙述显然可以看出，通过按本发明的电视制式转换装置所进行的电视图象信号的帧数变换中，即使在同一场景中有多个以不同方式的显著目标运动，模糊及抖动这类伴随制式转换所产生的图象质量劣化可以大大减小。

此外，通过本发明装置的运动矢量检测中采用系数倍乘的新手段，明显的图象运动可以予先加重，因此，可以很容易检测，从而可以实现进一步改善的帧数转换。

并且，通过在最小值标志检测器与图象信号选择器之间加入图象区域滤波器的图象信号处理，不同内插的图象区之间邻接轮廓的抖动也可减小，因而可得到进一步改善的帧数转换装置。

另一方面，按照本发明所采用的算法，在最合适的运动矢量检测的基础上，可准确选择最合适的运动补偿内插图象信号，因而可准确防止由于抖动造成的图象质量恶化。

在这方面，根据本发明的电视制式转换装置，可以用于任何电视制式间的制式转换，比如标准电视制式间、高分辨率电制式与标准电视制以及其它制式间的制式转换。

Claims (6)

1、变换电视制式中所用的图象帧数的电视制式转换装置，具有通过线性内插由原始图象信号的连续两帧N及N+1形成线性内插的一帧新图象信号的装置，其特征为还包括：在把原始图象的划分所形成的多个图象区内，检测出分别相应于图象运动方向和距离的运动矢量的装置;以所述运动矢量对所述原始图象信号进行补偿而形成连续两帧N及N+1的多向运动补偿图象信号，并由它形成一新帧的序列运动补偿内插图象的装置;以及根据连续两帧N及N+1的原始图象信号间的帧间差和连续两帧N及N+1的多向运动补偿图象信号间的帧间差的绝对值，选择出是线性内插图象信号，还是运动补偿的内插图象信号，对应于帧间差的绝对值最小值，以形成适应于图象运动的转换输出图象信号的装置。

2、如权利要求1所述电视制式转换装置，其中，该帧间差的最小值的检测是通过所述的图象区进一步分成的每一小块内，检测其所述两连续帧N及N+1间的帧间差的加权总和最小值来实现的，该总和用乘以相应于运动矢量的加权系数的方法进行加权。

3、如权利要求2所述电视制式转换装置，其中在检测帧间差所述加权总和最小值的装置和根据帧间差来选择内插图象信号的装置之间，至少包括有一种滤波装置以匀滑所述图象区之间的轮廓，在该图象区内，形完了分别适应于不同图象运动的转换输出图象信号。

4、如权利要求1所述电视制式转换装置，其中所述新帧的多向运动补偿内插图象信号是这样形成的：该运动补偿内插图象是从连续两帧N及N+1的多向运动补偿图象信号中得到的，后者又是用运动矢量以互补加权系数互加权对原始图象信号进行自适应补偿获得的，这样可以得到最合适的运动补偿内插图象信号。

5、如权利要求1所述的电视制式转换装置，其特征是还包含有形成所述运动补偿内插图象信号的帧间差绝对值合成的装置，这些运动补偿内插图象信号分别与相应于新的图象帧的一个给定图象区内、与图象运动相对应的每一运动矢量有关：以及根据该合成的最小值所对应的运动矢量来选择运动补偿图象信号作为给定图象区内最适应于图象运动的变换输出图象信号的装置。

6、如权利要求1所述电视制式转换装置，其特征是还包括：形成两个连续帧N及N+1的原始图象信号的帧间差绝对值的合成信号的装置，这些绝对值分别与新图象帧一给定所述图象区的图象运动的每一运动矢量有关;以及判定选择相应于该合成信号为最小的运动矢量有关的运动补偿图象信号作为该指定图象帧内最适应的图象运动变换输出图象信号的装置。

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