CN102760463A

CN102760463A - 一种用于视频处理的memc装置

Info

Publication number: CN102760463A
Application number: CN2011101056180A
Authority: CN
Inventors: 邱定松
Original assignee: FOSHAN NANHAI PANEL DISPLAY TECHNOLOGY CENTER; Nanhai Chimei Innolux Co Ltd
Current assignee: FOSHAN NANHAI PANEL DISPLAY TECHNOLOGY CENTER; Foshan Innolux Optoelectronics Ltd
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明提供一种用于视频处理的MEMC装置，包括：3:2 PULL DOWN检测器、运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器，其特征在于，3:2 PULL DOWN检测器用于接收原始视频信号并且感应原始视频图像中的帧变化位置；3:2 PULL DOWN检测器分别和运动估计和补偿单元与帧排列速率控制器相连，用于将控制器信号发送给运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器；运动估计和补偿单元接收到3:2 PULL DOWN检测器发送的原始帧图像并且获知帧变化的位置，对原始帧图像进行插帧，帧排列速率控制器在运动估计和补偿单元对原始帧图像进行插帧式的运动补偿之后对图像帧根据显示器的显示刷新频率和图像分辨率进行重新排列。

Description

一种用于视频处理的MEMC装置

技术领域

本发明涉及视频处理技术，更具体地，本发明涉及一种用于视频处理的MEMC装置。

背景技术

目前，通常包括两种显示装置，分别是脉冲型显示装置和保持型显示装置，脉冲型显示装置在图像写入显示装置的屏幕之后，在荧光材料的一定的余辉保留期间光致发光，其中阴极射线管显示器和场致发光显示都属于脉冲型显示装置。保持型显示装置在写入新图像帧之前保持最后一个图像帧的显示，其中，液晶显示器和电致发光显示器属于保持型显示装置。

保持型显示装置的一个缺点是在运动图像中发生的模糊现象，当运动物体在多个帧的图像中出现，并且观众的眼睛随着运动物体的运动时，该多个帧的图像在眼中出现叠加和反射。在被显示图像的前一帧被后一帧取代之前，前一帧始终保持，但人眼预期到图像的下一帧的显示，通过视线转移到前一帧图像上的运动物体的运动方向来观看该运动物体。此外，眼睛在比运动图像的帧间间隔更短的时间间隔进行图像取样，从而观察到模糊图像。

对于基于逐行扫描技术上进行的3:2或者2:2 Pull down模式，是针对以电影胶片为最初拍摄素材媒介的NTSC视频软件的一种视频信号再生技术。大部分的DVD电影和其他以视频信号媒体记载的电影的播放都是先经过胶片影像到视频信号的转换。原来的使用电影胶片拍摄的过程中拍摄速度是24帧/秒。在电影院播放时按每格放2次的原理实现48帧/秒的速率，这就需要实现2:2Pull Down对应模式。

另外，随着液晶显示屏技术的发展，生产商推出了新型的1920*1080、刷新频率为96或者120Hz的显示屏，但由于液晶电视常规的屏幕刷新频率为60Hz，播放DVD的时候按照第一格分两场，第二格分三场，第三格分两场，第四格分三场的顺序转换成60场(30帧)/秒的长度。由于采用的是隔行扫描技术，这60场都是不完整的262.5线的图像，而且每第2、3个帧都会出现图像重叠混淆的情况，使图像的细节模糊甚至丢失。

传统film影片是以每秒24张录制，称为24p，在电影院播放时是以48张投影到屏幕上，但当要转到电视讯号时(NTSC/PAL)，必须转成50/60张，是采用3:2/2:2 pull down技术，而当录制到DVD/VCD时，在光盘片中只会储存24张，而将3:2/2:2 pull down做到DVD player中，再通过AV/YPP等端子，送出60i信号。

当3:2 pull down讯号被送到电视时，de-interlacer会判断是否为3:2 pulldown(film mode)影片，当确定是film mode时，就不进行内插，只需要将前后张影像重迭即可，因此只要是3:2 pull down的影片，经过video board的处理经LVDS送到LCD TV时，将会形成AAABBCCCDD的连续态1秒60张的影片。

但AAABBCCCDD的影片进到LCD，通常会产生停走效应，下表1示出就是抖动的原因。

表1

A

B

C

D

停

走

停

走

停

走

停

走

上述的影片在通过运动估计和运动补偿(MEMC)转换到120张时，会遇到更大的问题。若没有特别针对3:2 pull down的影片做处理，则会形成新的抖动，叫做5131抖动，如下表2所示。

表2

可见在该运动模式中，帧周期大于了20ms，人眼看到抖动状况，极大地影像了观看质量。

发明内容

为克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出一种用于视频处理的MEMC方法和装置。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于视频处理的MEMC装置，包括：3:2 PULL DOWN检测器、运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器，其特征在于，3:2 PULL DOWN检测器用于接收原始视频信号并且感应原始视频图像中的帧变化位置；3:2 PULL DOWN检测器分别和运动估计和补偿单元与帧排列速率控制器相连，用于将控制器信号发送给运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器；运动估计和补偿单元接收到3:2 PULL DOWN检测器发送的原始帧图像并且获知帧变化的位置，对原始帧图像进行插帧，帧排列速率控制器在运动估计和补偿单元对原始帧图像进行插帧式的运动补偿之后对图像帧根据显示器的显示刷新频率和图像分辨率进行重新排列。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于视频处理的MEMC方法，包括：步骤10)、接收60Hz帧格式的3:2pull down模式的数据，检测该帧数据的感应点，将感应点标记；步骤20)、在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据。

根据本发明的又一方面，提出了一种用于视频处理的MEMC方法，包括：步骤10)、接收60Hz帧格式的3:2pull down模式的数据，检测该帧数据的感应点，将感应点标记；步骤20)、在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据；或者步骤20’)、在每个标记的感应点处插入四帧灰度数据，形成120Hz帧格式的数据。

本发明使用MEMC技术来产生新的帧数据，将原来的帧数据进行重排并且插入灰度或者黑色帧数据来用于120Hz的系统。

本发明使用MEMC技术来产生新的帧数据，将原来的帧数据进行重排以用于96Hz的系统。

通过应用本发明，使得帧周期为20.84ms，不会出现视觉抖动状况，并且可以降低和消除3:2 pull down模式中的抖动，并且所呈现的显示效果也更加平滑。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的用于视频处理的MEMC装置；

图2是根据本发明的第二实施例的用于视频处理的MEMC方法；

图3是根据本发明的第三实施例的用于视频处理的MEMC方法；

图4是图3所示方法中的帧周期示意。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种用于视频处理的MEMC方法和装置进行详细描述。

在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。

图1示出根据本发明的第一实施例的用于视频处理的MEMC处理装置，如图1所示，该处理装置包括3:2 pull down检测器(DTC)单元、运动估计和补偿单元(MEMC)和帧排列速率控制器(AFRC)。其中，DTC用于接收原始视频信号，该原始视频信号是60Hz的图像帧，DTC用于感应原始帧图像中的帧变化位置。

例如，对于表1中示出的图像帧，DTC用于感应帧变化的位置，即三个A结束时两个B开始处的位置，两个B结束时三个C开始处的位置，三个C结束时两个D开始处的位置，两个D结束时三个E开始处的位置，等等。其中，对于3:2pull down模式的原始数据，首先是连续三个一样的第一帧数据，然后连续两个一样的第二帧数据，然后是连续三个一样的第三帧数据，然后是连续两个一样的第四帧数据，如此这样重复。检测时，是获知不同帧数据之间的变化点的位置。具体地，检测第一帧数据A和第二帧数据B之间的变化点，第二帧数据B和第三帧数据C之间的变化点，等等。之后，将所有的变化点根据时间点进行标记。

其中，DTC检测器分别和运动估计和补偿单元(MEMC)与帧排列速率控制器相连，用于将控制器信号发送给运动估计和补偿单元(MEMC)和帧排列速率控制器，DTC检测器还与运动估计和补偿单元(MEMC)数据相连，用于将所接收的标记后的帧图像发送给MEMC单元。

DTC检测器在获知原始帧图像中的帧变化位置后，将该对应的帧变化位置发送给MEMC单元，以使MEMC单元获知内插补偿的时刻。MEMC单元接收到DTC检测器发送的原始帧图像，并且获知帧变化的位置，对原始帧图像进行插帧，实现运动图像的补偿。

具体地，在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据；在96Hz帧格式的数据的连续的两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块，形成120Hz帧格式的数据。

其中，对于在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据。对于进行标记的感应点，当得知该点是感应点时，在该位置插入两帧灰度数据。其中，该两帧灰度数据的构成为：如果该帧是连续三帧的相同数据，则将第三帧数据改变为由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据，同时在其后插入由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据；对于该帧是连续两帧的相同数据，直接在其后插入两帧由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据。从而，构成96Hz帧格式的数据。

其中，对于在96Hz帧格式的数据的连续的两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。其中，该连续的两个数据帧是两个连续的原始数据帧。或者，其中，该连续的两个数据帧是所插入的两帧灰度数据。或者，在任意一个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。

或者，在每个标记的感应点处插入四帧灰度数据，形成120Hz帧格式的数据。对于进行标记的感应点，当得知该点是感应点时，在该位置插入四帧由标记点前后的帧数据组合而成的灰度数据。其中，该四帧灰度数据的构成为：如果该帧是连续三帧的相同数据，则将第二和第三帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的两帧数据由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。对于该帧是连续两帧的相同数据，则将第二帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中第一帧是由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中的后两帧是由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。从而，直接构成120Hz帧格式的数据。

MECM单元和AFRC单元相连接，在MEMC对原始帧图像进行插帧式的运动补偿之后，对图像帧根据显示器的显示刷新频率和图像分辨率进行重新排列控制，调整帧的持续时间和帧长度。

该处理装置还包括多个帧存储单元(FMU)，这些帧存储单元分别连接到DTC单元、MEMC单元和AFRC单元，用于为该三个单元临时存储需要处理的帧图像。

图2示出根据本发明的第二实施例的用于视频处理的MEMC方法，如图2所示，该方法包括：步骤10)、接收60Hz帧格式的3:2pull down模式的数据，检测该帧数据的感应点，将感应点标记；步骤20)、在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据。该方法还包括：步骤30)、在96Hz帧格式的数据的连续的两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。

具体地，进一步参见图2，其中，步骤10)、接收60Hz帧格式的3:2pulldown模式的数据，检测该帧数据的感应点，将感应点标记。其中，对于3:2pulldown模式的原始数据，其格式如下表2所示。

表2

如表2所示，连续三个一样的第一帧数据，然后连续两个一样的第二帧数据，然后是连续三个一样的第三帧数据，然后是连续两个一样的第四帧数据，如此这样重复。检测时，是不同帧数据之间的变化点位置。具体地，如上表2，检测第一帧数据A和第二帧数据B之间的变化点，第二帧数据B和第三帧数据C之间的变化点，等等。之后，将所有的变化点根据时间点进行标记。

步骤20)、在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据。对于进行标记的感应点，当得知该点是感应点时，在该位置插入两帧灰度数据。其中，该两帧灰度数据的构成为：如果该帧是连续三帧的相同数据，则将第三帧数据改变为由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据，同时在其后插入由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据；对于该帧是连续两帧的相同数据，直接在其后插入两帧由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据。从而，构成96Hz帧格式的数据。

步骤30)、在96Hz帧格式的数据的连续的两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。其中，该连续的两个数据帧是两个连续的原始数据帧。或者，其中，该连续的两个数据帧是上述步骤20中插入的两帧灰度数据。或者，在任意一个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。

图3是根据本发明的第三实施例的用于视频处理的MEMC方法；如图3所示，该方法包括：步骤10)、接收60Hz帧格式的3:2pull down模式的数据，检测该帧数据的感应点，将感应点标记；步骤20)、在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据；或者步骤20’)、在每个标记的感应点处插入四帧灰度数据，形成120Hz帧格式的数据。

具体地，进一步参见图2，其中，步骤10)、接收60Hz帧格式的3:2pulldown模式的数据，检测该帧数据的感应点，将感应点标记。其中，对于3:2pulldown模式的原始数据，其格式如下表3所示。

表3

如表3所示，连续三个一样的第一帧数据，然后连续两个一样的第二帧数据，然后是连续三个一样的第三帧数据，然后是连续两个一样的第四帧数据，如此这样重复。检测时，是不同帧数据之间的变化点位置。具体地，如上表3，检测第一帧数据A和第二帧数据B之间的变化点，第二帧数据B和第三帧数据C之间的变化点，等等。之后，将所有的变化点根据时间点进行标记。

步骤20’)、在每个标记的感应点处插入四帧灰度数据，形成120Hz帧格式的数据。对于进行标记的感应点，当得知该点是感应点时，在该位置插入四帧由标记点前后的帧数据组合而成的灰度数据。其中，该四帧灰度数据的构成为：如果该帧是连续三帧的相同数据，则将第二和第三帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的两帧数据由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。对于该帧是连续两帧的相同数据，则将第二帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中第一帧是由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中的后两帧是由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。从而，构成120Hz帧格式的数据。

图4是图3所示方法中的周期描述，如图4所示，经过插帧处理的相同帧，每个帧的持续时间为10.42ms，仅有两个帧是相同的，则该96Hz帧格式的数据帧周期为20.84ms，接近于20ms，满足人眼的观影需求。

如上可以看出，如3所示方法相比于图2所示方法更加简单，并且图3所示方法相比于图2所示方法更节省帧存储空间。

在又一个实施例中，提供一种液晶电视，该液晶电视包括液晶显示屏，还包括一个视频处理器，该视频处理器包括3:2 pull down检测器(DTC)、运动估计和补偿单元(MEMC)和帧排列速率控制器(AFRC)，DTC用于接收原始视频信号，该原始视频信号是60Hz的图像帧，DTC用于感应原始帧图像中的帧变化位置。例如，对于表1中示出的图像帧，DTC用于感应帧变化的位置。其中，对于3:2pull down模式的原始数据，首先是连续三个一样的第一帧数据，然后连续两个一样的第二帧数据，然后是连续三个一样的第三帧数据，然后是连续两个一样的第四帧数据，如此这样重复。检测时，是获知不同帧数据之间的变化点的位置。具体地，检测第一帧数据A和第二帧数据B之间的变化点，第二帧数据B和第三帧数据C之间的变化点，等等。之后，将所有的变化点根据时间点进行标记。

其中，DTC检测器分别和运动估计和补偿单元(MEMC)与帧排列速率控制器相连，用于将控制器信号发送给运动估计和补偿单元(MEMC)、帧排列速率控制器，DTC检测器和运动估计和补偿单元(MEMC)数据相连，用于将所接收的帧图像发送给MEMC单元。

具体地，在每个标记的感应点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据；在96Hz帧格式的数据的连续的两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。

其中，对于在96Hz帧格式的数据的连续的两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。其中，该连续的两个数据帧是两个连续的原始数据帧。或者，其中，该连续的两个数据帧是上述所插入的两帧灰度数据。或者，在任意一个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块。

或者，在每个标记的感应点处插入四帧灰度数据，形成120Hz帧格式的数据。对于进行标记的感应点，当得知该点是感应点时，在该位置插入四帧由标记点前后的帧数据组合而成的灰度数据。其中，该四帧灰度数据的构成为：如果该帧是连续三帧的相同数据，则将第二和第三帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的两帧数据由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。对于该帧是连续两帧的相同数据，则将第二帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中第一帧是由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中的后两帧是由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。从而，构成120Hz帧格式的数据。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims

1.一种用于视频处理的MEMC装置，包括：3:2 PULL DOWN检测器、运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器，其特征在于，3:2 PULL DOWN检测器用于接收原始视频信号并且感应原始视频图像中的帧变化位置；3:2PULL DOWN检测器分别和运动估计和补偿单元与帧排列速率控制器相连，用于将控制器信号发送给运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器；运动估计和补偿单元接收到3:2 PULL DOWN检测器发送的原始帧图像并且获知帧变化的位置，对原始帧图像进行插帧，帧排列速率控制器在运动估计和补偿单元对原始帧图像进行插帧式的运动补偿之后对图像帧根据显示器的显示刷新频率和图像分辨率进行重新排列。

2.根据权利要求1所述的MEMC装置，其特征在于，所述3:2 PULLDOWN检测器用于感应不同帧数据之间的变化点的位置，并且将所有的变化点根据时间点进行标记。

3.根据权利要求1所述的MEMC装置，其特征在于，3:2 PULL DOWN检测器还与运动估计和补偿单元数据相连，用于将所接收的标记后的帧图像发送给运动估计和补偿单元。

4.根据权利要求3所述的MEMC装置，其特征在于，3:2 PULL DOWN检测器在获知原始帧图像中的帧变化位置后，将该对应的帧变化位置发送给运动估计和补偿单元单元，以使运动估计和补偿单元获知内插的时刻。

5.根据权利要求1所述的MEMC装置，其特征在于，该原始视频信号是60Hz的图像帧。

6.根据权利要求1所述的MEMC装置，其特征在于，运动估计和补偿单元在每个标记点处插入两帧灰度数据，形成96Hz帧格式的数据；在96Hz帧格式的数据的连续两个数据帧之后插入一个灰度数据或者黑色数据块，形成120Hz帧格式的数据。

7.根据权利要求6所述的MEMC装置，其特征在于，当标志点前的帧是连续三帧的相同数据，则将第三帧数据改变为由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据，同时在其后插入由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据；对于标志点前的帧是连续两帧的相同数据，在其后插入两帧由1/2该帧和1/2下一帧组合的数据，构成96Hz帧格式的数据。

8.根据权利要求7所述的MEMC装置，其特征在于，该连续的两个数据帧是两个连续的原始数据帧；或者该连续的两个数据帧是所插入的两帧灰度数据。

9.根据权利要求1所述的MEMC装置，其特征在于，运动估计和补偿单元在每个标记的感应点处插入四帧由标记点前后的帧数据组合而成的灰度数据，形成120Hz帧格式的数据。

10.根据权利要求9所述的MEMC装置，其特征在于，该四帧灰度数据的构成为：如果该帧是连续三帧的相同数据，则将第二和第三帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的两帧数据由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据；对于该帧是连续两帧的相同数据，则将第二帧数据改变为由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中第一帧是由2/3该帧和1/3下一帧组合的数据，新插入的三帧数据中的后两帧是由1/3该帧和2/3下一帧组合的数据。

11.根据权利要求1所述的MEMC装置，其特征在于，还包括多个帧存储单元，这些帧存储单元分别连接到3:2 PULL DOWN检测器单元、运动估计和补偿单元和帧排列速率控制器。