CN1263415A - 视频信号处理设备、方法及视频信号处理程序的存储媒体 - Google Patents

Abstract

计数器计算视频信号的帧计数n。延迟器产生比视频信号延迟一帧的延迟视频信号。移动检测器检测视频信号和延迟视频信号的移动。循环系数产生器依据检测到的移动产生系数k和1－k。第一电路依据n、k和预定值N从视频信号中产生第一循环信号。第二电路依据k和n从延迟视频信号中产生第二循环信号。加法器把第一循环信号加到第二循环信号。还揭示了一种方法和存储视频处理程序的存储媒体。

Description

视频信号处理设备、方法及视频信号处理程序的存储媒体

本发明涉及视频信号处理设备、处理视频信号的方法和存储视频信号处理程序的存储媒体

视频信号处理设备是公知的，它包括用于把视频信号的亮度信号乘以一系数来增强感光度的亮度补偿电路。8-181910号日本专利申请临时公开中揭示了这种已有技术的视频信号处理设备。图6是已有技术的视频信号处理设备的方框图。

透镜501接收并在CCD图像传感器502上形成一图像，该传感器502在快门控制电路503的控制下产生模拟视频信号。AGC电路504以受控的增益放大模拟视频信号。通过a/d转换器505把AGC的输出提供给数字信号处理器(DSP)506。数字信号处理器506产生数字视频信号Gi，把信号Gi提供给用于产生已处理信号Go的时间滤波器507，把信号Go提供给用于把已处理信号Go乘以一系数β来抑制时间滤波器507中发生的亮度变化的亮度补偿电路508。

图7是图6所示已有技术的视频信号处理设备的时间滤波器507的方框图。图8是图6所示已有技术的视频信号处理设备的亮度补偿电路508的方框图。

在时间滤波器507中，系数控制电路CC判断数字视频信号Gi中的移动(motion)并依据检测到的移动量来产生一系数α(0≤α≤1)，以及产生另一个系数1-α。由乘法器MPX1把经由D-FF DFF1的视频信号乘以1-α，由乘法器MPX2把经延迟的视频信号乘以α。由加法器ADD1把乘法器MPX1和MPX2的输出相加。亮度补偿电路508把来自时间滤波器507的经处理的信号Go乘以系数β来抑制时间滤波器507中发生的亮度变化。

本发明的目的在于提供一种优良的视频信号处理设备、优良的视频信号处理方法以及优良的存储视频信号处理程序的存储媒体。

依据本发明，提供了第一视频信号处理设备，它包括：响应于视频信号的计数器，用于计算视频信号的帧数；延迟器，用于产生比视频信号延迟一帧的延迟视频信号；移动检测器，用于检测视频信号和延迟视频信号的图像中的移动；循环(circulation)系数产生电路，用于依据移动检测器的输出产生系数k，系数k表示在视频信号处理电路中循环的视频信号和延迟视频信号的量之比；第一循环信号产生电路，用于依据帧数、系数k和预定数字从视频信号中产生第一循环信号；第二循环信号产生电路，用于依据系数k和帧数从延迟视频信号中产生第二循环信号；以及加法器，用于把第一循环信号加到第二循环信号以产生输出视频信号，输出视频信号被提供给延迟器，以使第一和第二循环信号在包括加法器、延迟器和第二循环信号产生电路的环路内循环。

在第一视频信号处理设备中，0≤k≤1。第一循环信号产生电路包括：减法器，用于从一中减去系数k；第一乘法器，用于把减法器的输出乘以N，N是大于一的自然数；第二乘法器，用于把第一乘法器的输出乘以视频信号；以及开关，用于在帧数小于N时输出视频信号并在帧数等于或大于N时输出第二乘法器的输出，以产生第一循环信号。

在第一视频信号处理设备中，0≤k≤1。第二循环信号产生电路包括：乘法器，用于把延迟视频信号乘以系数k；以及开关，用于在帧数小于N(它是大于一的自然数)时输出视频信号并在帧数等于或大于N时输出乘法器的输出，以产生第二循环信号。

依据本发明，提供了第二视频信号处理设备，它包括：响应于视频信号的计数器，用于计算视频信号的帧数；延迟器，用于产生比视频信号延迟一帧的延迟视频信号；移动检测器，用于检测视频信号和延迟视频信号的图像中的移动；系数产生电路，用于依据移动检测器的输出产生系数k，系数k表示在视频信号处理电路中循环的视频信号和延迟视频信号的量之比；第一循环信号产生电路，用于依据系数(1-k)从视频信号中产生第一循环信号；第二循环信号产生电路，用于依据系数k从延迟视频信号中产生第二循环信号；以及加法器，用于把第一循环信号加到第二循环信号以产生输出视频信号，输出视频信号被提供给延迟器，以使第一循环信号在包括加法器、延迟器和第二循环信号产生电路的环路内循环，其中0≤k≤1。第一循环信号产生电路包括：第一乘法器，用于把该系数乘以N，N是大于一的自然数；第二乘法器，用于把第一乘法器的输出乘以视频信号；以及第一开关，用于在帧数小于N时输出视频信号并在帧数等于或大于N时输出第二乘法器的输出，以产生第一循环信号，第二循环信号产生电路包括：第三乘法器，用于把视频信号乘以系数k；以及第二开关，用于在帧数小于N时输出延迟视频信号并在帧数等于或大于N时输出第三乘法器的输出，以产生第二循环信号。

依据本发明，提供了一种视频信号处理方法，它包括以下步骤：(a)计算视频信号的帧数；(b)产生比视频信号延迟一帧的延迟视频信号；(c)检测视频信号和延迟视频信号的图像中的移动；(d)依据检测到的移动产生系数k，系数k表示在视频信号处理电路中循环的视频信号和延迟视频信号的量之比；(e)依据帧数、系数k和预定数字从视频信号中产生第一循环信号；(f)依据系数k和帧数从延迟视频信号中产生第二循环信号；(g)把第一循环信号加到第二循环信号以产生输出视频信号，提供输出视频信号以产生延迟视频信号。

在此方法中，0≤k≤1。步骤(e)包括：从一中减去系数k来提供系数(1-k)；系数(1-k)乘以N(N是大于一的自然数)以输出N(1-k)；把视频信号乘以N(1-k)来输出相乘结果；在帧数小于N时输出视频信号并在帧数等于或大于N时输出相乘结果，以产生第一循环信号。

此外，在此方法中，0≤k≤1。步骤(f)包括：把视频信号乘以系数k以输出相乘结果；在帧数小于N(它是大于一的自然数)时输出延迟视频信号并在帧数等于或大于N时输出相乘结果，以产生第二循环信号。

依据本发明，提供了一种存储视频信号处理程序的存储媒体，该程序包括以下步骤：(a)计算视频信号的帧数；(b)产生比视频信号延迟一帧的延迟视频信号；(c)检测视频信号和延迟视频信号的图像中的移动；(d)依据检测到的移动产生系数k，系数k表示在视频信号处理电路中循环的视频信号和延迟视频信号的量之比；(e)依据帧数、系数k和预定数字从视频信号中产生第一循环信号；(f)依据系数k和帧数从延迟视频信号中产生第二循环信号；(g)把第一循环信号加到第二循环信号以产生输出视频信号，提供输出视频信号以产生延迟视频信号。

从以下详细描述并结合附图将使本发明的目的和特征变得更加明显起来，其中：

图1是本发明一个实施例的视频处理信号的方框图；

图2和3是图1所示第一和第二循环信号产生电路的方框图；

图4示出本实施例的流程图，示出视频信号程序；

图5是本实施例的示意图，示出存储视频信号程序的存储媒体以及使用该存储媒体来执行程序的计算机；

图6是已有技术的视频信号处理设备的方框图；

图7是图6所示已有技术的视频信号处理设备的时间滤波器的方框图；以及

图8是图6所示已有技术的视频信号处理设备的亮度补偿电路的方框图。

在图中，以相同的标号表示相同或相应的元件或部分。

以下将描述本发明的一个实施例。

图1是本发明一个实施例的视频处理信号的方框图。

本实施例的视频信号处理设备包括：响应于视频信号Vi的计数器102，通过检测视频信号Vi的垂直同步信号来计算视频信号Vi的帧数n(帧计数)；包括帧存储器的延迟器103，用于产生比视频信号Vi延迟一帧的延迟视频信号Vf；移动检测电路104，用于检测视频信号Vi和延迟视频信号Vf的图像中的移动；循环系数产生电路105，用于依据移动检测电路104的输出产生系数k，该系数表示待循环的视频信号Vi和延迟视频信号Vf之比；第一循环信号产生电路106，用于依据帧数、系数k和预定值N从视频信号Vi中产生第一循环信号；第二循环信号产生电路107，用于依据系数k和帧数从延迟视频信号Vf中产生第二循环信号；以及加法器108，通过把第一循环信号加到第二循环信号使第一和第二循环信号循环，以产生输出视频信号Vo，输出视频信号Vo被输出和提供给延迟器103，以使第一循环信号在包括加法器108、延迟器103和第二循环信号产生电路107的环路内循环。

把从输入端101输入的视频信号Vi提供给移动检测电路104、第一循环信号产生电路106和计数器102。另一方面，给延迟器103提供输出视频信号Vo。延迟器103使视频信号Vi延迟一帧以输出延迟视频信号Vf，把延迟视频信号Vf提供给移动检测电路104和第二循环信号产生电路107。

移动检测电路104检测视频信号Vi和延迟视频信号Vf中的连续图像，以给循环系数产生电路105提供移动检测信号。

循环系数产生电路105依据移动检测信号产生从零到一的系数k。即，如果判定移动程度高，则产生值低的系数。如果判定移动程度低，则产生值高的系数k。系数k代表使视频信号Vi在此视频信号处理电路中循环的速率，从该系数产生电路105确定使视频信号Vi循环的速率。把系数k提供给第一循环信号产生电路106和第二循环信号产生电路107。

另一方面，计数器102检测视频信号Vi中的垂直同步信号并计算帧计数n，以及把帧计数n提供给第一循环信号产生电路106和第二循环信号产生电路107。

第一循环信号产生电路106接收视频信号Vi、系数k和帧计数n并产生提供给加法器108第一循环信号，以确定将在此视频信号产生设备中循环的视频信号Vi的比例。

第二循环信号产生电路107接收延迟视频信号Vf、系数k和帧计数n并产生提供给加法器108的第二循环信号，以确定将在此视频信号产生设备中循环的延迟视频信号Vf的比例。

图2和3分别是图1所示第一和第二循环信号产生电路106和107的方框图。

第一循环信号产生电路106包括：减法器204，用于从一中减去系数k；第一乘法器205，用于把减法器204的输出乘以预定值N，N是大于一的自然数；第二乘法器206，用于把第一乘法器205的输出乘以视频信号Vi；以及开关207，用于在帧数小于N时输出视频信号Vi并在帧数等于或大于预定值N时输出第二乘法器206的输出，以产生第一循环信号208，其中0≤k≤1。

在第一循环信号产生电路105中，由减法器204从一中减去循环系数k，以产生提供给乘法器205的系数(1-k)，乘法器205把预定值N乘以系数(1-k)来产生提供给乘法器206的N·(1-k)。

另一方面，把输入端201处输入的视频信号Vi提供给乘法器206和开关207。

乘法器206把视频信号Vi乘以来自乘法器205的N·(1-k)，并把结果提供给开关207。

开关207接收来自第一循环信号产生电路106的输入端203的帧计数n并输出视频信号Vi或乘法器206的输出。即，如果帧计数n小于预定值N，则开关207输出视频信号Vi，如果帧计数n等于或大于N，则开关207输出乘法器206的输出。通过第一循环信号产生电路106的输出端208把开关208的输出提供给加法器108作为第一循环信号。

如图3所示，第二循环信号产生电路107包括：第三乘法器304，用于把视频信号Vi乘以系数k；以及开关305，用于在帧数小于N时输出视频信号并在帧数等于或大于N时输出第三乘法器304的输出，以产生第二循环信号。

在第二循环信号产生电路107中，把循环系数k提供给乘法器304。

另一方面，通过输入端301把延迟视频信号Vf提供给乘法器304和开关305。

乘法器304把延迟视频信号Vf乘以来自输入端302的k并把结果提供给开关305。

开关305接收来自第二循环信号产生电路106的输入端303的帧计数n，并输出延迟视频信号Vf或乘法器304的输出。即，如果帧计数n小于预定值N，则开关305输出延迟视频信号Vf，如果帧计数n等于或大于N，则开关305输出乘法器304的输出。通过第二循环信号产生电路107的输出端306把开关305的输出提供给加法器108作为第二循环信号。

如上所述，如下表示输出视频信号Vo：

如果帧计数n小于N，

Vo＝Vi+Vf(1)

如果帧计数n等于或大于N，

Vo＝N·(1-k)·Vi+k·Vi(2)

这里，依据移动检测电路104检测到的移动程度来产生系数k。因此，如果帧计数n小于N，则由于视频信号Vi是局部累加的，所以视频信号与延迟视频信号的相加(帧相加)使感光度增加。如果帧计数n等于或大于N，则视频信号依据视频信号Vi和延迟视频信号Vf的量之比(系数k)来循环。这样使得感光度增加，而不降低灰度级(gradation)，这是因为不直接把视频信号Vi与预定值相乘。

将更具体地描述此操作。

假设N为四，以Vin来代表第n个帧的视频信号Vi，以Von来代表输出视频信号Vo，这里N是感光度的放大率。

如果帧计数n小于N，

在第一帧处：Vo1＝Vi1+Vf0(感光度的两倍)

在第二帧处：Vo2＝Vi2+Vo1＝Vi2+Vi1+Vf0(三倍)，

以及

在第三帧处：Vo3＝Vi3+Vi2+Vi1+Vf0(四倍)

如果帧计数n等于或大于N，

Vo4＝4·(1-k)·Vi4+k·Vo3

＝4·(1-k)·Vi4+k·(Vi3+Vi2+Vi1+Vf0)(四倍)

然后，如果帧计数n等于或大于4，则把包括视频信号的四个在先帧的延迟视频信号加到当前帧的视频信号的四倍的值上，系数k表示循环的视频信号和延迟视频信号的量之比，从而增加感光度而不直接把视频信号与预定值相乘。

图4示出本实施例的流程图，示出视频信号Vi的程序。

在图4中，在步骤s1对帧计数n初始化。在接着的步骤中，判断是否存在视频信号Vi的垂直同步信号。如果视频信号Vi的垂直同步信号存在，则在步骤s3读取视频信号Vi和延迟视频信号Vf，并计算帧计数n。如果在步骤s4帧计数n小于预定值N，则在步骤s5通过对视频信号Vi和延迟视频信号Vf求和来获得输出视频信号Vo。在接着的步骤s6，通过输出端109把输出视频信号Vo提供给视频RAM(未示出)。

如果在步骤s4帧计数n等于或大于预定值N，则在步骤s7从视频信号Vi和延迟视频信号Vf的连续帧中检测移动。然后，在步骤s8按照检测到的移动的程度来确定系数k。在接着的步骤s9中，通过Vo＝(1-k)·N·Vi+k·Vf来获得输出视频信号Vo并输出。然后，处理返回步骤s2。

图5是本实施例的示意图，示出存储本实施例的程序的存储媒体。

诸如软盘或CD ROM等存储媒体401存储图4所示的处理。即，由键盘407输入图4所示的程序并存储在软盘401中。然后，如果通过断开计算机403来擦除该程序的数据，则该程序可再次被存储。即在接通计算机403时，把软盘放入计算机403，计算机403读取程序的数据并存入内存来执行该程序。计算机403接收来自拍摄花朵404的图像的视频摄像机402的视频信号。计算机403执行存储在图4所示的存储媒体401中的视频信号处理程序，输出视频信号Vo被转换成显示驱动信号，把该显示驱动信号提供给视频监视器405，视频监视器405再现相应于花朵404的图像的图像406。

Claims (10)

1.一种视频信号处理设备，其特征在于包括：

响应于视频信号的计数装置，用于计算所述视频信号的帧数；

延迟装置，用于产生比所述视频信号延迟一帧的延迟视频信号；

移动检测装置，用于检测所述视频信号和所述延迟视频信号的图像中的移动；

循环系数产生装置，用于依据所述移动检测装置的输出产生系数k，所述系数k表示在所述视频信号处理电路中循环的所述视频信号和所述延迟视频信号的量之比；

第一循环信号产生装置，用于依据所述帧数、所述系数k和预定数字从所述视频信号中产生第一循环信号；

第二循环信号产生装置，用于依据所述系数k和所述帧数从所述延迟视频信号中产生第二循环信号；以及

加法装置，用于把所述第一循环信号加到所述第二循环信号以产生输出视频信号，输出视频信号被提供给所述延迟装置，以使所述第一和第二循环信号在包括所述加法装置、所述延迟装置和所述第二循环信号产生装置的环路内循环。

2.如权利要求1所述的视频信号处理设备，其特征在于，0≤k≤1，所述第一循环信号产生装置包括：减法装置，用于从一中减去所述系数k；第一乘法装置，用于把所述减法装置的输出乘以N，N是大于一的自然数；第二乘法装置，用于把所述第一乘法装置的输出乘以所述视频信号；以及开关，用于在所述帧数小于N时输出所述视频信号并在所述帧数等于或大于N时输出所述第二乘法装置的输出，以产生所述第一循环信号。

3.如权利要求1所述的视频信号处理设备，其特征在于，0≤k≤1，所述第二循环信号产生装置包括：乘法装置，用于把所述延迟视频信号乘以所述系数k；以及开关，用于在所述帧数小于N时输出所述视频信号并在所述帧数等于或大于N时输出所述乘法装置的输出，以产生所述第二循环信号，N是大于一的自然数。

4.一种视频信号处理设备，其特征在于包括：

响应于视频信号的计数装置，用于计算所述视频信号的帧数；

延迟装置，用于产生比所述视频信号延迟一帧的延迟视频信号；

移动检测装置，用于检测所述视频信号和所述延迟视频信号的图像中的移动；

系数产生装置，用于依据所述移动检测装置的输出产生系数k，所述系数k表示在所述视频信号处理电路中循环的所述视频信号和所述延迟视频信号的量之比；

第一循环信号产生装置，用于依据系数(1-k)从所述视频信号中产生第一循环信号；

第二循环信号产生装置，用于依据系数k从所述延迟视频信号中产生第二循环信号；以及

加法装置，用于把所述第一循环信号加到所述第二循环信号以产生输出视频信号，所述输出视频信号被提供给所述延迟装置，以使所述第一和第二循环信号在包括所述加法装置、所述延迟装置和所述第二循环信号产生装置的环路内循环，其中0≤k≤1，所述第一循环信号产生装置包括：第一乘法装置，用于把所述系数乘以N，N是大于一的自然数；第二乘法装置，用于把所述第一乘法装置的输出乘以所述视频信号；以及第一开关，用于在所述帧数小于N时输出所述视频信号并在所述帧数等于或大于N时输出所述第二乘法装置的输出，以产生所述第一循环信号，所述第二循环信号产生装置包括：第三乘法装置，用于把所述视频信号乘以所述系数k；以及第二开关，用于在所述帧数小于N时输出所述延迟视频信号并在所述帧数等于或大于N时输出所述第三乘法装置的输出，以产生所述第二循环信号。

5.一种视频信号处理方法，其特征在于包括以下步骤：

(a)计算所述视频信号的帧数；

(b)产生比所述视频信号延迟一帧的延迟视频信号；

(c)检测所述视频信号和所述延迟视频信号的图像中的移动；

(d)依据所述检测到的移动产生系数k，所述系数k表示在所述视频信号处理电路中循环的所述视频信号和所述延迟视频信号的量之比；

(e)依据所述帧数、所述系数k和预定数字从所述视频信号中产生第一循环信号；

(f)依据所述系数k和所述帧数从所述延迟视频信号中产生第二循环信号；以及

(g)把所述第一循环信号加到所述第二循环信号以产生输出视频信号，提供所述输出视频信号以产生所述延迟视频信号。

6.如权利要求5所述的视频信号处理方法，其特征在于0≤k≤1，所述步骤(e)包括以下步骤：

从一中减去所述系数k来提供系数(1-k)；

把所述系数(1-k)乘以N以输出N·(1-k)，N是大于一的自然数；

把所述视频信号乘以N·(1-k)来输出相乘结果；以及

在所述帧数小于N时输出所述视频信号并在所述帧数等于或大于N时输出所述相乘结果，以产生所述第一循环信号。

7.如权利要求5所述的视频信号处理方法，其特征在于0≤k≤1，所述步骤(f)包括以下步骤：

把所述视频信号乘以所述系数k以输出相乘结果；以及

在所述帧数小于N时输出所述延迟视频信号并在所述帧数等于或大于N时输出所述相乘结果，以产生所述第二循环信号，N是大于一的自然数。

8.一种存储视频信号处理程序的存储媒体，其特征在于所述程序包括以下步骤：

(a)计算所述视频信号的帧数；

(b)产生比所述视频信号延迟一帧的延迟视频信号；

(c)检测所述视频信号和所述延迟视频信号的图像中的移动；

(d)依据所述检测到的移动产生系数k，所述系数k表示在所述视频信号处理电路中循环的所述视频信号和所述延迟视频信号的量之比；

(e)依据所述帧数、所述系数k和预定数字从所述视频信号中产生第一循环信号；

(f)依据所述系数k和所述帧数从所述延迟视频信号中产生第二循环信号；以及

(g)把所述第一循环信号加到所述第二循环信号以产生输出视频信号，提供所述输出视频信号以产生所述延迟视频信号。

9.如权利要求8所述的存储媒体，其特征在于0≤k≤1，所述步骤(e)包括以下步骤：

从一中减去所述系数k；

把所述减法器输出乘以N以输出第一相乘结果，N是大于一的自然数；

把所述第一相乘结果乘以所述视频信号以输出相乘结果；以及

在所述帧数等于或小于N时输出所述视频信号并在所述帧数大于N时输出所述第二相乘结果，以产生所述第一循环信号。

10.如权利要求8所述的存储媒体，其特征在于0≤k≤1，所述步骤(f)包括以下步骤：

把所述视频信号乘以所述系数k以输出相乘结果；以及

在所述帧数等于或小于N时输出所述视频信号并在所述帧数大于N时输出所述相乘结果，以产生所述第二循环信号，N是大于一的自然数。

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