CN101238728B - 处理基带信号图像的方法、装置及显示设备 - Google Patents

Abstract

在处理基带信号图像(BS)的装置中，电影检测器确定同一个基带信号图像是否同时包括来自电影图像的信息和来自视频源图像的信息，来自一个电影图像的信息存在于至少两个基带信号图像中，而来自一个视频源图像的信息存在于仅仅一个基带信号图像中。处理单元以这样一种方式处理该基带信号图像，在同一个基带信号图像中同时存在来自电影图像的信息和来自视频源图像的信息的情况下，对于各个电影图像，仅仅使用至少两个基带信号图像之一来获得显示信号图像(DS)。

Description

处理基带信号图像的方法、装置及显示设备

技术领域

本发明涉及图像序列中的运动颤抖消除。

背景技术

典型的运动颤抖消除系统包括三个部件：电影检测器、运动估算器和帧频上变换器。如果系统处理隔行图像序列，则可能存在去隔行器。电影检测器通过分析相继图像之间的信息来检测送入视频序列是否包含运动。这一运动分为几种常见的运动样式。

-视频，指的是每个图像都有运动。我们也说，对于视频，时间距离是1个图像。每个图像称为一个片格(phase)0图像。

-22下拉，指的是每2个图像按照重复的样式有一次运动。我们也将这两个图像中的第一个称为基础图像。我们将基础图像称为片格0图像并且将下一个图像称为片格1图像。对于22下拉而言，时间距离是2个图像。所以片格0和1的相继图像之间没有运动并且在片格1和新的片格0之间有运动。

-32或23下拉，指的是3个图像彼此之间没有运动，然后，2个图像彼此之间没有运动，或者相反。这里，使用了后面的定义。在电影模式下，片格0和3是重复部分的第一个图像。32下拉会得到如下序列：片格0、片格1、片格2、片格3、片格4、片格0、片格1等。片格0、1和2应该涉及同一个第一电影图像，而片格3和4涉及同一个第二电影图像。第一个电影图像中的三个图像中的第一个图像和第二个电影图像中的两个图像中的第一个图像都称为基础图像。第一个基础图像是片格0图像，下一个图像是片格1图像，下一个图像是片格2图像，下一个图像(是基础图像)是片格3，并且下一个图像是片格4。对于32下拉而言，时间距离间歇地为3个和2个图像。所以片格0和1的相继图像之间没有运动，并且片格1和2 的相继图像之间没有运动。片格2和3之间有运动，但是片格3和4之间没有运动。从片格4到新的片格0再次有运动。

没有落在这些范畴之一内的任何序列都可以以回退模式对待，回退模式通常等价于为视频样式选择的模式，有可能造成颤抖。按照另外一种可选方案，将会按照22下拉或32下拉对待没有落在这些范畴之内的序列，有可能在帧频上变换器中造成严重的伪影。

如果样式不是视频，则运动估算器典型地将会使用这种样式来估算最近图像与不同于该最近图像的最近图像之间的运动向量。这些向量对于整个图像不是全局的，而是局限于图像的特定区域。这样，这些向量表明部分图像如何随时间移动。这些向量将由帧频上变换器用来在最近的图像与不同于该最近图像的最近图像之间内插新的图像。帧频上变换器输出这些新的图像，而不是原始样式的某些图像。因为现在该序列看起来不是间歇性固定不变的，所以对于观看者而言，运动看起来比较平滑，消除了所谓的颤抖伪影。

可惜，对于上述范畴还存在一些例外：

1.某些电视台，象TMF和MTV，会有规律地广播图像部分具有下拉样式(例如，背景)并且部分具有视频样式(例如广告条、推荐人)的素材。所以，在32下拉模式下，片格0、1和2的图像的电影部分是相同的，而视频部分在这些片格之间是不同的。对于片格3和4也同样有：电影部分相同，而视频部分不同。在22下拉模式下，片格0和1的图像的电影部分是相同的，而视频部分在这些片格之间是不同的。

2.而且在由MPEG编码得到的数字视频画面中，可能存在相当可观的下拉贡献。除了存在于每两个图像之间的运动之外，在这种情况下还有下拉状的运动样式(例如，片格1与片格0之间较高的运动贡献和片格0与片格1之间较低的运动贡献)。按照下拉来处理这种类型的序列会造成严重的去隔行伪影。

就帧频上变换器而言，回退到视频将会在例子1中对下拉部分再次造成颤抖。按照下拉来对待它，将会造成帧频上变换器在视频分量中引入新的颤抖状伪影。而且，运动估算器将会运动估算出矛盾的向量，而去隔行器会引入严重的伪影。

WO 02/056597和WO 2004/054256公开了识别并行出现在电视图像中的电影和视频的方法。

发明内容

除了其它的目的之外，本发明的一个目的是提供一种供包含视频和下拉运动二者的视频图像序列使用的用于运动颤抖消除的有效系统。独立权利要求中定义了本发明。从属权利要求中定义了优选实施方式。

本发明基于这样的认识：现有技术的伪影可以通过引入混合处理模式来消除。为了检测图像是否包含下拉分量和视频分量，我们使用了WO 02/056597或WO 2004/054256中公开的那种电影检测器，这两篇文献以引用的方式并入本文。本发明的这种混合模式的主要特征是，按照电影对待某些图像(例如，具有32下拉，片格0和3图像)以及抛弃其他图像(即，片格1、2和4图像)，即使后者图像的部分不是重复的。借助运动估算处理和上变换处理生成缺失的图像。从而，保持了画面的视频和下拉部分的平滑运动表现，同时没有引入去隔行伪影。

在优选实施方式中，当检测到混合模式时，我们将会由此调整运动估算器、可选去隔行器以及帧频上转换器的处理。运动估算器需要对这样的图像进行运动估算，即其中时间距离对于下拉和视频分量是相同的，或者向量将会无规律地发生波动从而造成视频分量中的跳动运动这样的图像。为了实现这一估算，我们估算基础图像与我们在基础图像之前两个图像接收到的图像之间的运动。这造成对于视频和下拉分量，时间距离都总是2个图像。由于存储器的问题，我们选择不在片格2这样做。

为了进行良好的运动颤抖消除，帧频上转换器需要包含下拉节奏的序列。为此，我们在帧频上转换器中仅仅使用片格0和3图像(32下拉模式)和片格0图像(22下拉模式)，有效地迫使视频分量进入下拉运动。

对于隔行图像序列，不是使去隔行器进入图像插入模式(这会得到最佳的垂直锐度，但是仅仅对真正的下拉才是这样)，而是在混合模式下使去隔行器进入视频运动去隔行模式。

合在一起，这些措施造就了平滑运动，即使在混合图像序列的情况下也是如此。

参照下文中介绍的实施方式，将会明显看出本发明的这些和其它方面，并且将会参照下文介绍的实施方式阐述本发明的这些和其它方面。

附图说明

在附图中：

图1表示按照本发明的电视显示设备的实施方式；

图2A和2B分别图解说明现有技术的电影22下拉运动颤抖消除和本发明的混合22下拉运动颤抖消除；和

图3A和3B分别图解说明现有技术的电影32下拉运动颤抖消除和本发明的混合32下拉运动颤抖消除。

具体实施方式

在图1的实施方式中，将输入基带电视信号BS施加给电影检测器FD。电影检测器FD可以是由WO 02/056597或WO 2004/054256公开的那种电影检测器，并且能够检测输入基带电视信号BS是否是纯视频、纯电影(22或32下拉)或者混合(22或32下拉)。电影检测器控制处理单元PU，该处理单元PU执行运动向量估算处理EST和上变换处理UPC。处理单元PU的输出端向显示装置D供应显示信号DS。

图2A图解说明现有技术的电影22下拉运动颤抖消除。基带信号BS包括多个在时刻T上的并且具有电影片格FP的图像。在22下拉中，电影片格FP可以是0或1。由于在图2A中从左向右看，运动只存在于电影片格1和0之间，而电影片格0和1之间没有运动，因此将具有电影片格1和0的图像施加给运动向量估算处理EST和上变换处理UPC，以便获得针对显示信号DS的输出图像，而具有电影片格1的图像直接耦合至显示信号DS中。

图2B图解说明本发明的混合22下拉运动颤抖消除。按照本发明，仅仅使用具有电影片格0的图像，而不使用具有电影片格1的图像。在显示信号DS中，由运动向量估算处理EST和上变换处理UPC获得的图像插入在未经这样处理过的图像之间。

图3A图解说明现有技术的电影32下拉运动颤抖消除。具有电影片格2的图像直接耦合至显示信号DS中。将具有电影片格3和4的图像与电影片格2图像一起施加给运动向量估算处理EST和上变换处理UPC，以获得针对显示信号DS的输出图像。将具有电影片格0和1的图像与电影片格4图像一起施加给运动向量估算处理EST和上变换处理UPC，以获得针对显示信号DS的输出图像。

图3B图解说明本发明的混合32下拉运动颤抖消除。按照本发明，仅仅使用具有电影片格0和3的图像，而不使用具有电影片格1、2和4的图像。具有电影片格0和1的显示信号图像是通过运动向量估算处理EST和上变换处理UPC从具有电影片格3和0的基带信号图像获得的。具有电影片格2的显示信号图像是直接从具有电影片格0的基带信号图像获得的。具有电影片格3和4的显示信号图像是通过运动向量估算处理EST和上变换处理UPC从具有电影片格0和3的基带信号图像获得的。

应当注意，前面提到的实施方式是图解说明而不是对本发明加以限制，并且本领域技术人员将能够设计出很多可供选用的实施方式，而不会超出由所附权利要求定义的本发明的范围。在权利要求里，置于括号之问的任何附图标记都不应看作是对权利要求的限定。词“包括”并不排除除了权利要求中列出的那些元件或步骤之外还存在其它的元件或步骤的可能。置于要素前面的词“一”或“一个”并不排除存在多个这种要素的可能。本发明可以借助包括数个截然不同的元件的硬件来实现，和/或可以借助适当程控的处理器来实现。在列举出数个构件的装置权利要求中，这些构件中的若干个可以由一个且同一个硬件制品来具体实现。在相互不同的从属权利要求中叙述特定手段这一表面现象并不表明使用这些手段的组合没有有益效果。

Claims (3)

1.一种处理基带信号图像的方法，该方法包括步骤：

确定同一个基带信号图像是否同时包括来自电影图像的信息和来自视频源图像的信息，来自一个电影图像的信息存在于至少两个基带信号图像中，而来自一个视频源图像的信息存在于仅仅一个基带信号图像中；和

处理所述基带信号图像，其中在同一个基带信号图像中同时存在来自所述电影图像的信息和来自所述视频源图像的信息的情况下，对于各个电影图像，仅仅使用所述至少两个基带信号图像之一来获得显示信号图像。

2.一种处理基带信号图像的装置，该装置包括：

电影检测器(FD)，用于确定同一个基带信号图像是否同时包括来自电影图像的信息和来自视频源图像的信息，来自一个电影图像的信息存在于至少两个基带信号图像中，而来自一个视频源图像的信息存在于仅仅一个基带信号图像中；和

处理单元(PU)，用于处理所述基带信号图像，其中在同一个基带信号图像中同时存在来自所述电影图像的信息和来自所述视频源图像的信息的情况下，对于各个电影图像，仅仅使用所述至少两个基带信号图像之一来获得显示信号图像。

3.一种显示设备，包括：

处理基带信号图像的装置，和

显示装置(D)；

其中，所述处理基带信号图像的装置包括：

电影检测器(FD)，用于确定同一个基带信号图像是否同时包括来自电影图像的信息和来自视频源图像的信息，来自一个电影图像的信息存在于至少两个基带信号图像中，而来自一个视频源图像的信息存在于仅仅一个基带信号图像中；和

处理单元(PU)，用于处理所述基带信号图像，其中在同一个基带信号图像中同时存在来自所述电影图像的信息和来自所述视频源图像的信息的情况下，对于各个电影图像，仅仅使用所述至少两个基带信号图像之一来获得显示信号图像。

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