CN101808217B

CN101808217B - 视频处理方法与装置

Info

Publication number: CN101808217B
Application number: CN2009100041299A
Authority: CN
Inventors: 龚金盛; 谢俊兴
Original assignee: Realtek Semiconductor Corp
Current assignee: Realtek Semiconductor Corp
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: CN101808217A

Abstract

一种视频处理方法与装置，该方法包含下列步骤：接收输入视频信号，输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；处理输入视频信号，而产生输出视频信号，输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，且第一输出画面与第二输出画面的数量相同；其中，第一输出画面与第二输出画面两者数量之和为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍。

Description

视频处理方法与装置

技术领域

本发明是有关一种视频处理方法与装置，特别是一种视频对象移动不顺畅的视频处理方法与装置。

背景技术

视频图像具有多种不同的频率，例如：电影为24Hz(也就是说，以每秒24个画面的速率而拍摄/播放)；国际电视标准委员会(National TelevisionStandard Committee，NTSC)的规格为60Hz；相位准线(Phase AlternatingLine，PAL)的规格为50Hz等。因此，各种播放装置，如电视机或数字视频光盘(DVD)播放机等，于拨放不同频率的图像数据时，便须通过视频的处理，而将图像数据转换为相符的播放规格。

MEMC(motion-estimation-motion-compensation)为典型的视频处理方式之一。为将某一频率的图像数据利用插补的方式，而产生另一频率的图像数据而显示，如此，可让每张画面改变时的物体移动距离变短，而改善图像信号发生停顿重影的现象。MEMC属于较为直觉式的解决方法，然而必须耗费相当大的软/硬件资源才能达成。加上算法过于复杂，在演算过程中容易因为物体移动(motion)判断的失误，而产生明显错误的图像。

因此，另有不需软硬件需求那么高，且算法较为简单的视频处理方法，即为3∶2下拉(pull down)，可将原本24Hz的图像数据转换为符合NTSC规格的60Hz。举例说明，原本画面为{A，B，C，D}，经由3∶2下拉处理后，画面变为{A，A，A，B，B，C，C，C，D，D}，由此可知，转换后的画面的数量比例为3∶2。由于转换后的图像数据中，有些画面重复播放3次而某些画面重复播放2次，因此对于画面中的移动对象而言，会有忽快忽慢而移动不顺畅的感觉产生。

因此，台湾申请专利第94127529号「可避免视频对象移动不顺畅的视频处理方法与相关装置」(此案已通过，专利号I268708)，将转换后的画面的数量比例由原本为3∶2转换为3∶3(输出频率为72Hz时)，以及2∶2(输出频率为48Hz时)，用以解决图像移动不顺畅的问题。然而，该专利必须依据第一更新频率而读取视频信号，并依据第二更新频率而输出已调整的视频信号。也就是说，该专利必须执行时间控制(timing control)的操作，因此必须增加设置与时间控制有关的电路，而增加额外的成本支出。此外，针对液晶显示装置(LCD)而言，时间控制有时会造成面板兼容性的问题产生，或者甚至有些面板不允许改变显示时间(display timing)。

因此，如何解决上述视频图像处理所衍生的问题，为一亟待解决的议题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种视频处理方法与装置。改善原本3∶2下拉(pull down)的视频处理法，所产生的时间长度不相等的问题，也改善移动距离较大，而视觉暂留所产生的图像停顿重影的问题。再者，本发明不需执行时间控制(timing control)的操作，因此不需额外增设与时间控制相关的电路，而可节省成本支出，还可避免因更改面板的显示时间(display timing)而造成面板不兼容的问题产生。

本发明提出一种视频处理方法，包含下列步骤：接收输入视频信号，输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；处理输入视频信号，而产生输出视频信号，输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，且第一输出画面与第二输出画面的数量相同；其中，第一输出画面与第二输出画面两者数量之和为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍。

本发明亦提出一种视频处理方法，包含下列步骤：接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；处理输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面；依据平均亮度，调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。

本发明亦提出一种视频处理装置，包含：接收模块及处理模块。接收模块接收输入视频信号，输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面。处理模块处理输入视频信号，而产生输出视频信号，输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，第一输出画面与第二输出画面的数量相同，且第一输出画面与第二输出画面两者数量之和为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍。

本发明亦提出一种视频处理装置，包含：接收模块、处理模块、设定模块及调整模块。接收模块接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面。处理模块处理输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面。设定模块用以设定输出视频信号的平均亮度。调整模块依据平均亮度，调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。

有关本发明的实施例及其功效，兹配合图式说明如后。

附图说明

图1为视频处理装置的第一实施例示意图。

图2为视频处理装置的第二实施例示意图。

图3为视频处理装置的第三实施例示意图。

图4为视频处理的画面示意图。

图5为视频处理方法的第一实施例流程图。

图6为视频处理方法的第二实施例流程图。

[主要元件标号说明]

10：接收模块

20：处理模块

30：调整模块

40：设定模块

具体实施方式

请参照「图1」，该图所示为视频处理装置的第一实施例示意图。视频处理装置包含：接收模块10、处理模块20。

接收模块10接收输入视频信号，所接收的输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面。其中，第一输入画面与第二输入画面的数量比例为第一比例。举例说明，一般电影通常以每秒24个画面的速率进行拍摄与播放，也就是说，输入视频信号的频率为24Hz。假设原本画面为{A，B，C，D}。当24Hz的图像信号要转换为NTSC规格的60Hz时，可通过3∶2下拉(pull down)及去交错(De-interlace)的处理。而经处理后的画面会变为{A，A，A，B，B，C，C，C，D，D}。因此，输入视频信号可为3∶2下拉的图像，而在第一个周期之内具有3张画面(frame)A及2张画面B，而第一比例为3∶2。也就是说，输入视频信号中的画面的数量皆以3∶2的比例延续下去。

处理模块20处理输入视频信号，而产生输出视频信号，所产生的输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，第一输出画面与第二输出画面的数量相同，而第一输出画面与第二输出画面的数量比例为第二比例。

举例说明，由于消费者对于图像播放的质量要求越来越高，因此传统60Hz的图像信号已逐渐无法满足消费者，因此120Hz的图像信号已成为目前市场上的主流。上述例子，24Hz的输入视频信号经由3∶2下拉处理后，已成为60Hz的图像信号。此时，将60Hz的图像信号转换为120Hz，亦即频率加倍，因此原本3∶2(A，A，A，B，B)的图像信号成为6∶4(A，A，A，A，A，A，B，B，B，B)的图像信号。本发明为了改善视频对象移动不顺畅的问题，提出利用处理模块20处理输入视频信号。于此，处理模块20处理6∶4(A，A，A，A，A，A，B，B，B，B)的图像信号后，产生单一周期内为5∶5(A，A，A，A，A，B，B，B，B，B)的输出视频信号，也就是说，输出视频信号中的第一输出画面与第二输出画面的数量比例为5∶5。作法为，删除一张画面A以及增加一张画面B，使得画面A与画面B的数量相同。如此，画面中每个视频对象的移动速度便会平均，而不会出现忽快忽慢的现象，解决已知技术中视频对象移动不顺畅的问题。

此外，本发明所提出的第一输出画面与第二输出画面两者数量之和为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍。以上述例子说明，第一输出画面与第二输出画面的数量比例为5∶5，因此两者数量之和为“10”；第一输入画面与第二输入画面的数量比例为3∶2，因此两者数量之和为“5”，所以为2倍(10/5＝2)。也就是因为，第一输出画面与第二输出画面两者数量之和为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍，因此本发明不需执行做时间控制(timing control)的操作，不需增设与时间控制有关的电路，因而可节省成本的支出，且不会有面板兼容性的问题产生。

上述的输入视频信号的频率不仅可为24Hz，也可为30Hz或60Hz等。当输入视频信号为30Hz时，可作2∶2下拉(pull down)处理，而转换频率为60Hz。再将频率加倍而成为120Hz的4∶4输出视频信号，于此，第一输出画面与第二输出画面两者数量之和，同样为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍。其中，输出视频信号的频率可为目前市场主流的120Hz。

请参照「图2」为视频处理装置的第二实施例示意图。于第二实施例中还包含：调整模块30。

当视频对象移动的距离较大时，容易会有停顿重影的现象产生。此乃因为人眼视觉会对图像做时间轴上的低通(Low-Pass)，因此人们会看到两个时间轴上的物体重迭(混合)的现象。因此，本发明提出调整模块30用以调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面。也就是说，将输出视频信号中原本的某些画面的亮度调低，使输出视频信号中穿插着黑画面，如此即可消除人眼前一张的图像暂留，而不会跟下一张图像产生重迭的现象，进而改善停顿重影的现象。其中，预设画面可由使用者自行选定，或由系统自动选出，其一实施例可位于第一输出画面与第二输出画面两者转换之间，但也可依不同需求而为输出视频信号中的其它位置，并不以此为限。

调整模块30不仅可将输出视频信号中的某些画面调整为黑画面，也可将其调整为灰画面，而灰画面所出现的位置同样可位在第一输出画面与第二输出画面两者转换之间，但不以此为限。

请参照「图3」为视频处理装置的第三实施例示意图。于第三实施例中还包含：设定模块40。

上述调整黑画面或灰画面的技术，通过调整输出视频信号的画面的亮度，而形成黑画面或灰画面，可以得到较佳的移动视觉暂留现象。然而，会有平均亮度变暗的现象产生，加上若画面速率(frame-rate)太低，会造成使用者有闪烁的感觉。因此，本发明提出通过设定模块40用以设定输出视频信号的平均亮度。于此，使用者可通过设定模块40而自行设定所需的平均亮度，或由系统自动设定较佳的平均亮度。再通过调整模块30，依据平均亮度，调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。因此，输出视频信号中的每一张画面的亮度皆可调整，可依据平均亮度的设定而调整每一张或某几张画面的亮度，以达到输出视频信号的整体亮度符合所设定的平均亮度。

请参照「图4」为视频处理的画面示意图。举例说明，由于本发明所提出的输出视频信号，因频率为120Hz所以更新率(refresh-rate)够高，因此不会有严重闪烁的现象产生。假设，设定模块40设定输出视频信号的平均亮度为原本未具有黑画面或灰画面的4/5，如此亮度不会相差太多，不致造成使用者视觉上太大的差异。

「图4」中包含三个不同的实施例，由最右边的开始说明，此实施例为24Hz转换为120Hz，由上述说明可知经由本发明的处理模块20，该实施例中的输出视频信号的单一周期内的第一输出画面与第二输出画面的数量比例为5∶5。假设，原本画面的亮度为“1”，黑画面的亮度为“0”，而灰画面的亮度即为“0～1”之间的数值。于此，将位于第一输出画面与第二输出画面两者转换之间的画面，调整为黑画面或灰画面，因此由该实施例来说，便是5张相同的画面转换为另一个画面时，便要形成一张黑画面或灰画面而取代原本的画面。由于，设定模块40设定平均亮度为4/5，因此必须在输出视频信号中5张画面的转换之间，形成1张亮度为“0”的黑画面(4/5＝(1+1+1+1+“0”)/5)。因此，由「图4」中最右边的图式可知，在每一个第5张画面的位置即调整亮度，以形成1张黑画面，而取代原本的画面，即可让输出视频信号的平均亮度维持在4/5。

「图4」的中间图式，此实施例为30Hz转换为120Hz，由上述说明可知该实施例中的输出视频信号的单一周期内的第一输出画面与第二输出画面的数量比例为4∶4。设定模块40设定的平均亮度为4/5，因此必须在输出视频信号中4张画面的转换之间，形成1张亮度为“1/5”的黑画面(4/5＝(1+1+1+“1/5”)/4)。因此，由「图4」的中间图式图示可知，在每一个第4张画面的位置即调整亮度，以形成1张亮度为“1/5”的灰画面，而取代原本的画面，即可让输出视频信号的平均亮度维持在4/5。

「图4」中最左边的图式，此实施例为60Hz转换为120Hz。由于两者频率相差一倍，所以只需将60Hz的图像数据重复一次，即转换为120Hz，因此原本的1张画面重复为2张画面，也可说输出视频信号的单一周期内的第一输出画面与第二输出画面的数量比例为2∶2。设定模块40设定的平均亮度为4/5，因此必须在输出视频信号中2张画面的转换之间，形成1张亮度为“3/5”的黑画面(4/5＝(1+“3/5”)/2)。因此，由「图4」中最左边的图式可知，在每一个第2张画面的位置即调整亮度，以形成1张亮度为“3/5”的灰画面，即可让输出视频信号的平均亮度维持在4/5。

请参照「图5」，该图所示为视频处理方法的第一实施例流程图，包含下列步骤。

步骤S510：接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面。

步骤S520：处理输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，且第一输出画面与第二输出画面的数量相同。

其中，第一输出画面与第二输出画面两者数量之和为第一输入画面与第二输入画面两者数量之和的整数倍。

上述的第一输入画面与第二输入画面的数量比例为第一比例，而第一输出画面与第二输出画面的数量比例为第二比例。其中，输入视频信号可为3∶2下拉(pull down)的图像，此时第一比例为3∶2，而第二比例可为5∶5。

上述的输入视频信号的频率选自24Hz、30Hz、60Hz及其组合所构成的群组。而输出视频信号的频率可为120Hz。请注意，输出视频信号的频率为120Hz仅为一实施例，在另一实施例中，输出视频信号的频率亦可为180Hz或240Hz。

上述的步骤S520还可包含下列步骤：调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面或灰画面。其中，每一张预设画面可位于第一输出画面与第二输出画面两者转换之间，但不以此为限。

上述的步骤S520还可包含下列步骤：提供设定输出视频信号的平均亮度，其中平均亮度可由使用者自订或由系统预设；依据平均亮度，调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。

请参照「图6」为视频处理方法的第二实施例流程图，包含下列步骤。

步骤S610：接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面。

步骤S620：处理输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面。其中，第一输出画面与第二输出画面的数量相同。

步骤S630：依据平均亮度，调整输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。其中，每一张预设画面可位于第一输出画面与第二输出画面两者转换之间。

上述的输入视频信号的频率选自24Hz、30Hz、60Hz及其组合所构成的群组。而输出视频信号的频率可为120Hz。

虽然本发明的技术内容已经以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种视频处理方法，包含下列步骤：

接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；及

处理该输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，且该第一输出画面与该第二输出画面的数量相同；

其中，该第一输出画面与该第二输出画面两者数量之和为该第一输入画面与该第二输入画面两者数量之和的整数倍。

2.根据权利要求1所述的视频处理方法，其中该第一输入画面与该第二输入画面的数量比例为第一比例，而该第一输出画面与该第二输出画面的数量比例为第二比例。

3.根据权利要求2所述的视频处理方法，其中该输入视频信号为3∶2下拉的图像，而该第一比例为3∶2。

4.根据权利要求3所述的视频处理方法，其中该第二比例为5∶5。

5.根据权利要求1所述的视频处理方法，其中该输入视频信号的频率是选自24Hz、30Hz、60Hz及其组合所构成的群组。

6.根据权利要求5所述的视频处理方法，其中该输出视频信号的频率是选自120Hz、180Hz、240Hz及其组合所构成的群组。

7.根据权利要求1所述的视频处理方法，其中处理该输入视频信号的步骤，还包含下列步骤：

调整该输出视频信号中至少一张预设画面的亮度，而成为黑画面。

8.根据权利要求7所述的视频处理方法，其中每一该预设画面位于该第一输出画面与该第二输出画面两者转换之间。

9.根据权利要求1所述的视频处理方法，其中处理该输入视频信号的步骤，还包含下列步骤：

调整该输出视频信号中至少一张预设画面的亮度，而成为灰画面。

10.根据权利要求9所述的视频处理方法，其中每一该预设画面位于该第一输出画面与该第二输出画面两者转换之间。

11.根据权利要求1所述的视频处理方法，其中处理该输入视频信号的步骤，还包含下列步骤：

提供设定该输出视频信号的平均亮度；及

依据该平均亮度，调整该输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。

12.一种视频处理方法，包含下列步骤：

接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；

处理该输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，该第一输出画面与该第二输出画面的数量相同，且该第一输出画面与该第二输出画面两者数量之和为该第一输入画面与该第二输入画面两者数量之和的整数倍；及

依据平均亮度，调整该输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。

13.根据权利要求12所述的视频处理方法，其中每一该预设画面位于该第一输出画面与该第二输出画面两者转换之间。

14.根据权利要求12所述的视频处理方法，其中该第一输入画面与该第二输入画面的数量比例为第一比例，而该第一输出画面与该第二输出画面的数量比例为第二比例。

15.根据权利要求14所述的视频处理方法，其中该输入视频信号为3∶2下拉的图像，而该第一比例为3∶2。

16.根据权利要求15所述的视频处理方法，其中该第二比例为5∶5。

17.根据权利要求12所述的视频处理方法，其中该输入视频信号的频率是选自24Hz、30Hz、60Hz及其组合所构成的群组。

18.根据权利要求18所述的视频处理方法，其中该输出视频信号的频率是选自120Hz、180Hz、240Hz及其组合所构成的群组。

19.一种视频处理装置，包含：

接收模块，接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；及

处理模块，处理该输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，该第一输出画面与该第二输出画面的数量相同，且该第一输出画面与该第二输出画面两者数量之和为该第一输入画面与该第二输入画面两者数量之和的整数倍。

20.根据权利要求19所述的视频处理装置，其中该第一输入画面与该第二输入画面的数量比例为第一比例，而该第一输出画面与该第二输出画面的数量比例为第二比例。

21.根据权利要求20所述的视频处理装置，其中该输入视频信号为3∶2下拉的图像，而该第一比例为3∶2。

22.根据权利要求21所述的视频处理装置，其中该第二比例为5∶5。

23.根据权利要求19所述的视频处理装置，其中该输入视频信号的频率是选自24Hz、30Hz、60Hz及其组合所构成的群组。

24.根据权利要求23所述的视频处理装置，其中该输出视频信号的频率是选自120Hz、180Hz、240Hz及其组合所构成的群组。

25.根据权利要求19所述的视频处理装置，还包含：

调整模块，调整该输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面。

26.根据权利要求25所述的视频处理装置，其中每一该预设画面位于该第一输出画面与该第二输出画面两者转换之间。

27.根据权利要求19所述的视频处理装置，还包含：

调整模块，调整该输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为灰画面。

28.根据权利要求27所述的视频处理装置，其中每一该预设画面位于该第一输出画面与该第二输出画面两者转换之间。

29.根据权利要求19所述的视频处理装置，还包含：

设定模块，用以设定该输出视频信号的平均亮度；及

调整模块，依据该平均亮度，调整该输出视频信号中多张预设画面的亮度，而成为黑画面及/或灰画面。

30.一种视频处理装置，包含：

接收模块，接收输入视频信号，该输入视频信号的单一周期内具有多个第一输入画面与多个第二输入画面；

处理模块，处理该输入视频信号，而产生输出视频信号，该输出视频信号的单一周期内具有多个第一输出画面与多个第二输出画面，该第一输出画面与该第二输出画面的数量相同，且该第一输出画面与该第二输出画面两者数量之和为该第一输入画面与该第二输入画面两者数量之和的整数倍；

设定模块，用以设定该输出视频信号的平均亮度；及

31.根据权利要求30所述的视频处理装置，其中每一该预设画面位于该第一输出画面与该第二输出画面两者转换之间。

32.根据权利要求30所述的视频处理装置，其中该第一输入画面与该第二输入画面的数量比例为第一比例，而该第一输出画面与该第二输出画面的数量比例为第二比例。

33.根据权利要求32所述的视频处理装置，其中该输入视频信号为3∶2下拉的图像，而该第一比例为3∶2。

34.根据权利要求33所述的视频处理装置，其中该第二比例为5∶5。

35.根据权利要求30所述的视频处理装置，其中该输入视频信号的频率是选自24Hz、30Hz、60Hz及其组合所构成的群组。

36.根据权利要求33所述的视频处理装置，其中该输出视频信号的频率是选自120Hz、180Hz、240Hz及其组合所构成的群组。