CN101971622A - 影像处理装置 - Google Patents

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Abstract

在输入影像信号源为电影信号源时，通过根据根据输入影像信号和其帧延迟后的影像信号的帧差分值而检测出的下拉检测状态，来控制第1噪声消除电路(100)的增益，从而扩大帧差分的大小差，将判别大小的比较阈值插入稳定的位置来提高下拉检测电路(101)的检测精度，以使即使是包含较多噪声的输入影像信号源也可以正确地进行下拉检测。并且，在由IP变换电路(102)进行隔行扫描/逐行扫描变换后，通过使逐行扫描信号通过第2噪声消除电路(103)来消除原本输入影像信号中所包含的噪声，得到高品质的输出影像信号。

Description

影像处理装置
技术领域
本发明涉及一种影像处理装置，其即使在输入的影像信号被2:3下拉(pull down)并且包含很多噪声的情况下也可以高精度地进行下拉检测，并且同时消除进行输入信号所包含的噪声的消除，得到高画质的输出影像信号。
背景技术
电影(cinema)信号源是用24Hz的帧作成，为了将其静止画面变换为依据NTSC的60Hz的影像信号而使用2:3下拉方式。被2:3下拉后的输入影像信号存在5场中有1次帧差分为0(变小)的特征，通过检测此顺序(小→大→大→大→大→小的规则性)，判断输入信号源是电影信号源，对60I(每秒60场的速率的隔行扫描影像信号)输入施加隔行扫描/逐行扫描变换，并输出60P(每秒60帧的速率的逐行扫描影像信号)，从而可以忠实地再现原来的静止画面。因此可以考虑多种不会将下拉的规则性误检测为通常的视频信号源，并且高精度地进行检测的方法。
然而，输入影像信号不管形式为数字还是模拟都存在噪声，特别为模拟时噪声明显，因此考虑到噪声的下拉检测是为了提高精度所必须的。
作为包含噪声的输入信号源的对策，存在检测噪声的量自身而改变下拉检测方法的方式(例如，参照专利文献1、2)。
在专利文献1中，具备检测输入影像信号的噪声量的噪声检测电路，并通过按照此量控制影片模式(film mode)检测的比较电平来进行检测。
在专利文献2中，根据影像信号的帧差分的分布量来判断在输入的影像信号中是否含有噪声，并改变噪声有无的检测顺序的表来进行检测。
专利文献1：JP特开平11-341444号公报
专利文献2：JP特开2007-300152号公报
然而，在专利文献1和专利文献2中，也存在如下问题：虽然在原始的信号源的帧差分的大小差较大时有效，但因为根据内容存在帧差分的大小差较小的情况，所以在附加于输入影像信号的噪声量较大的情况下，区别帧差分的大小变得困难，不再能进行下拉检测，即脱离了下拉检测状态，进行与通常视频信号相同的IP变换处理，输出图像看起来不流畅并且闪烁地抖动。
另外，还存在如下问题：若在下拉检测之前进行噪声消除，虽然输入影像信号的噪声量减少，但若将噪声消除的增益变得过大，则反而帧差分的大小差变小而下拉的检测变得困难，而且因为通过噪声消除处理而使原始信号源自身发生电平上的变化，所以IP变换后，对于输出影像失去了原本的流畅。
发明内容
本发明的目的在于提供一种影像处理装置，即使在原始信号源中包含帧差分的大小差较小的画面并附加有噪声的情况下，也能够通过高精度地进行下拉检测，进而消除输入影像信号中所包含的噪声，从而可以得到高画质的影像输出。
为了解决上述课题，本发明的影像处理装置的特征在于，具备：第1噪声消除部，其消除输入影像信号中所包含的噪声；下拉检测部，其判定所述输入影像信号是否为具有下拉的规则性的电影信号源；IP变换部，其用与所述下拉检测部的判定结果相应的方式将作为所述输入影像信号的隔行扫描信号变换为逐行扫描信号；和第2噪声消除部，其从变换后的所述逐行扫描信号中消除噪声；根据所述下拉检测部中的检测状态控制所述第1噪声消除部中的增益。
此外，特征还在于根据下拉检测结果控制所述第2噪声消除部。
根据本发明，原始信号源的帧差分即使在原本较小的画面中包含较多的噪声的情况下，因为在帧差分变为0的定时增大噪声消除效果，扩大帧差分的大小差，使用稳定的比较阈值来检测下拉的顺序，所以可以高精度地检测下拉状态。
另外，根据本发明，因为在高精度地进行下拉检测的期间进行IP变换，此后剩余的噪声也可以消除，所以可以得到高画质的输出影像信号。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的影像处理装置的全体结构的模块图。
图2是表示2:3下拉输入影像信号的定时，以及帧差分和噪声消除增益控制方法的关系的图。
图3是表示在输入影像信号为电影信号源的情况下的帧差分累积值和场单位的时间的关系的图。
图4是表示在输入影像信号为电影信号源的情况下的帧差分累积值和控制大小比较阈值的图。
图5是表示根据下拉的顺序检测状态控制图1中的第1噪声消除电路的增益的图。
图6是对图1中的第1噪声消除电路的详细结构进行说明的模块图。
图7是对图1中的下拉检测电路的详细结构进行说明的模块图。
符号说明
100 第1噪声消除电路
101 下拉检测电路
102 IP变换电路
103 第2噪声消除电路
104 帧存储器
200 K值生成部
400 帧差分检测部
401 累积部
402 顺序检测部
403 控制信号产生部
404 检测区域设定部
405 比较阈值设定部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的影像处理装置的全体结构的图。该图所示的影像处理装置，具备：第1噪声消除电路100、下拉检测电路101、IP变换电路102、第2噪声消除电路103、和帧存储器104。
第1噪声消除电路100，如图6所示，呈循环型噪声减少的形态，并为如下结构：通过计算使来自外部的输入影像信号IN和由帧存储器104延迟后的影像信号DLY的差分，并对该差分值乘以由K值生成部200生成的K值后加到输入影像信号IN上，将相加后的信号作为输出信号OUT，从而消除噪声。
下拉检测电路101，如图7所示，为如下结构，包括：帧差分检测部400，其以像素为单位计算第1噪声消除电路100的输出信号和由帧存储器104延迟后的影像信号的差分；累积部401，其在由检测区域设定部404进行了画面位置设定的区域内对帧差分检测部400的结果进行累积；顺序检测部402，其根据产生用于区别帧差分的大小的阈值的比较阈值设定部405的设定值，根据累积部401的结果以场为单位来检测下拉的顺序(帧差分的大小类型)；和控制信号产生部403，其根据顺序检测部402的下拉检测状态，产生用于控制IP变换的嵌入方式的信号。
IP变换电路102为如下结构：根据下拉检测电路101的下拉检测结果，对针对通常影像信号源的动作适应型IP变换方式和针对电影信号源的电影信号源嵌入IP变换方式进行切换，将输入隔行扫描信号变换为逐行扫描信号。
第2噪声消除电路103为如下结构：根据下拉检测电路101的下拉检测结果，对于IP变换电路102的输出影像信号，在电影信号源的情况下使其通过进行与来自帧存储器104的延迟信号的循环噪声消除的电路，而在通常视频信号源的情况下使其不进行噪声消除而原样穿过地输出。
帧存储器104为如下结构：以场为单位使输入影像信号延迟输出。
对根据下拉检测电路101的检测结果，即使输入影像信号不是如图3那样的帧差分的大小差较大的画面，而是图4那样的帧差分的大小差较小的画面，也使下拉检测的对应成为可能的控制方法进行说明。
图2表示2:3下拉输入影像信号的定时，以及帧差分和噪声消除增益控制方法的关系。在当前场影像中，At、Bt、Ct、Dt以及Et分别表示顶场，Ab、Bb、Cb、Db以及Eb分别表示底场。在2场延迟影像中，Zt表示顶场，Zb表示底场。
在输入信号源为电影信号源的情况下，如图2的以场时间T1～T12的单位表示的定时图所示，存在5场中有1次帧差分为0(小)的特征。具体为T5、T10的时刻。在该T5和T10的时刻输入影像信号与帧延迟后的影像信号的帧差分不为0是因为存在噪声，一方面在T5和T10的时点增强第1噪声消除电路100的噪声消除增益(NR增益)，另一方面在其他时刻设定得较弱(图5的β)。这样一来，通常通过将根据针对视频信号的图像的运动和边缘状态来生成K值的K值生成部200切换为下拉检测状态的增益控制，来消除T5以及T10时的输入信号的噪声分量，并且在下拉检测电路101中帧差分(小)的差分累积值比有意地增强增益时小，帧差分的大小差扩大(图4)。伴随该差分的扩大，通过将由比较阈值设定部405设定的大小比较阈值设定于合适的位置，从而无误地检测下拉的大小顺序，并在IP变换电路102中选择电影嵌入IP变换方式，高品质的影像输出成为可能。
在本发明中，作为第1以及第2噪声消除电路100、103而存在多个噪声消除电路，在输入信号源为电影信号源时，分别作为如下用途使用：将第1噪声消除电路100使用于通过在某特定场增强噪声消除的增益，扩大帧差分的大小差，从而提高下拉的检测精度的用途，将第2噪声消除电路103使用于根据下拉检测电路101的检测结果主要消除剩余的时间(帧差分为大)所包含的残余噪声的用途。
另外，在第1噪声消除电路100的增益控制下，在输入影像信号从通常的视频信号源切换为电影信号源并对下拉进行检测时，为了不损失输出电影影像信号的品质，如图5所示，随着顺序的累积值增加(随着输入信号源为电影信号源的概率变高)，切换为减小增益的变动方式也成为可能。根据图5，若横轴的下拉的顺序累积值为从0到α2，则进行通常IP变换。但是，在从α1到α2之间，对应于顺序累积值的增加，噪声消除强度逐渐减弱。并且，在α2以上确定为电影检测状态，将动作从通常IP变换切换为电影IP变换。也就是说，将噪声消除强度固定为最小值β。另外，在从电影检测状态返回视频检测状态(通常IP变换状态)时，使第1以及第2的噪声消除电路100、103的控制方法返回通常的视频信号时的控制。
如上，本实施方式通过根据下拉的规则性来变更噪声消除方式，而使下拉的检测精度提高，并且因为也进行输入影像信号所包含的噪声的消除，所以即使在输入影像信号包含帧差分的大小差较小的画面并且包含较多噪声的情况下，也可以高画质地进行影像输出。
本发明所涉及的影像处理装置具有高精度的下拉检测性能和高噪声消除性能，在等离子TV、液晶TV等逐行扫描面板显示的高画质化方面是有用的。

Claims (6)

1.一种影像处理装置，具备：
第1噪声消除部，其消除输入影像信号中所包含的噪声；
下拉检测部，其判定所述输入影像信号是否为具有下拉的规则性的电影信号源；
IP变换部，其用与所述下拉检测部的判定结果相应的方式，将作为所述输入影像信号的隔行扫描信号变换为逐行扫描信号；和
第2噪声消除部，其从所述变换后的逐行扫描信号中消除噪声，
所述第1噪声消除部根据所述下拉的检测状态，来调整噪声消除的增益。
2.根据权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，
所述第1噪声消除部按照所述下拉的检测状态，在特定的场增强噪声消除的增益。
3.根据权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，
所述第2噪声消除部根据所述下拉的检测结果，来进行噪声消除。
4.根据权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，
所述下拉检测部在扩大了所述输入影像信号的帧差分的大小差的状态下，使比较阈值发生变动，从而高精度地进行下拉检测。
5.根据权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，
按照所述输入影像信号是电影信号源还是通常的视频信号源，来选择噪声消除方法。
6.一种影像处理方法，具备：
第1噪声消除步骤，消除输入影像信号中所包含的噪声；
下拉检测步骤，判定所述输入影像信号是否为具有下拉的规则性的电影信号源；
IP变换步骤，用与所述下拉检测步骤的判定结果相应的方式，将作为所述输入影像信号的隔行扫描信号变换为逐行扫描信号；和
第2噪声消除步骤，从所述变换后的逐行扫描信号中消除噪声，
所述第1噪声消除步骤根据所述下拉的检测状态，来调整噪声消除的增益。
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