CN1424856A - 图像信号处理装置以及方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的图像信号处理装置接收其上输入的图像信号，该图像信号通过对电视电影转换后的图像实施倍速转换而产生，其中信号的影片帧由四场形成，根据计算的像素信号电平之间的差值而标识第一场，并且在运动矢量的矢量方向上移动检测像素的位置，使得移动量随着从标识的第一场到跟随场的过渡而顺序地增加。

Description

图像信号处理装置以及方法

技术领域

本发明涉及图像信号处理装置和方法，其移动由倍速转换(double speedconversion)而产生的图像信号的检测像素的位置，其中以两场(field)或四场形成一个信号帧。

背景技术

作为电视广播的扫描系统，最广泛使用的是隔行扫描系统，其中以隔行方式扫描间隔的水平扫描行。该隔行扫描系统以由奇数扫描行形成的一场图像加上由偶数扫描行形成的一场图像形成一帧图像。该隔行扫描系统因此抑制了整个屏幕可能存在的屏面(plane)闪烁干扰，从而避免了图像质量的下降。

世界上一些国家采用隔行扫描系统作为电视标准。例如在欧洲电视广播中使用的PAL(逐行倒相)制中，具有50[Hz]的场频(每秒25帧图像以及每秒50场图像)。

为了进一步抑制屏面闪烁干扰，在PAL制中特别采用一种场频加倍的方法，通过执行例如内插处理等方法，把50Hz场频的输入图像信号转换成频率加倍的100Hz的图像信号。

图18示出执行场频加倍方法的场倍速转换电路5的框图结构实例。该场倍速转换电路5集成到包括输入端61、CRT 63和水平与垂直偏转电路62的电视接收机6中。场倍速转换电路5包括倍速转换单元51和帧存储器52。

该倍速转换单元51把从例如输入端61输入的PAL制每秒50场的图像信号写入到该帧存储器52中。而且，该倍速转换单元51以该写入定时两倍的速度读出写在该帧存储器52中的图像信号。该倍速转换单元51能够由此加倍该每秒50场的图像信号的频率，产生每秒100场的图像信号。

该倍速转换单元51把该倍速转换的图像信号输出到CRT 63。CRT 63在屏幕上显示该输入的图像信号。根据该水平和垂直偏转电路62产生的具有输入图像信号两倍频率的水平和垂直锯齿波，控制在该CRT 63中对该图像信号在水平和垂直方向上的偏转。

图19A和19B示出在倍速转换前后的图像信号中每一场之像素位置间的联系。在该图中，横坐标轴表示时间，纵座标轴表示垂直方向上的像素位置。图19A中白圈表示的图像信号是倍速转换之前每秒50场的隔行图像信号，而图19B黑图表示的图像信号是倍速转换之后每秒100场的隔行图像信号。

在图19A所示的图像信号中，场f1和场f2是从同一个影片(film)帧中产生的信号，场f3和场f4类似地包括同一个影片帧。由于这些图像信号是隔行图像信号，故而在垂直方向上彼此相邻的场之间的像素位置不同。因此，不可能在每一场对之间重新产生一个场而同时保持该隔行状态。

因此，如图19B所示，在场f1和场f2之间重新产生两个场f2′和f1′。在场f2和场f3之间没有场产生。在场f3和场f4之间新产生两个场f4′和f3′。因此由四场，即两帧形成一个影片帧。

可以通过使用中值滤波器等手段获得新产生的场f1′、f2′...的每一像素的值，作为围绕该像素周边的三个像素的一个中值。新产生的场f1′、f2′...分别具有与场f1、f2...相同的内容。

因此，该场倍速转换电路5交替地排列两场被重新产生的部分以及在倍速转换之前的图像信号的场之间没有场被产生的部分。从而有可能增加每单位时间的屏数而因此避免上述的屏面闪烁干扰。

对于要在普通电视上观看的由每秒24帧的静止画面形成的一个电影片来说，将执行电视-电影转换(在下文中称作电视电影转换)，以便把该影片转换成隔行的电视信号。图20A和20B示出在电视电影转换以后该图像信号的图像在水平方向上移动时的图像位置和每一场之间的联系。在该图中，横坐标轴表示水平方向上的图像位置，而纵坐标轴表示时间。由于在图20A所示的倍速转换之前的图像信号的场f1和f2包括相同的影片帧，所以在该场f1和f2中该图像显示在相同位置。随着到场f3的过渡，该图像在水平方向上移动(向右移动)。由于场f4和场f3形成同一个影片帧，所以在场f4中的图像被显示在与场f3中相同的位置。

图20A所示的电视电影转换以后的图像信号在由该场频加倍方法进行倍速转换之后，在场f1、f2′、f1′和f2中的相同的位置处显示相同的图像，形成相同的影片帧，如图20B所示。类似地，在场f3、f4′、f3′和f4中的相同的位置处显示相同的图像，形成相同的影片帧。

图21A示出一个电视信号(在下文称作TV信号)的图像在倍速转换之前在水平方向上移动时的图像位置和每一场之间的关系。在图21A中，场f1、f2、f3...的每一个形成一个独立的影片帧，并因此把图像显示在该场中的不同位置。该图像以从场f1到f2、f3...的每一过渡在水平方向上(向右)移动。

图21A所示电视信号的图像信号经过该场频加倍方法的倍速转换以后，在形成相同的影片帧的场f1和f2′中的相同的位置处显示相同的图像，如图21B所示。类似地，在形成相同影片帧的场f1′和f2的相同位置处显示相同的图像。

然而如图20B所示，虽然在电视电影转换和倍速转换之后的图像信号的图像被显示在场f1到f2中的相同的位置，但是当由f2到f3构成过渡(transition)时，该图像将在水平方向上大大地移动。类似地，如图21B所示，虽然将TV信号受到倍速转换而获得的图像信号的图像显示在场f1和f2′中的相同的位置，但是当由f2′到f1′构成一个过渡时，该图像在该水平方向上大大地移动。

具体地说，输出的图像信号以1/100秒的规则间隔形成每一场。因此，该图像运动的时间周期比该图像的静止时间周期要短。当在CRT上实际观看一个节目时，图像运动出现不连续。

而且，即使当电视电影转换的图像信号和TV信号都输入时，也需要有效地消除图像运动的不连贯性。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于图像信号处理的装置和方法，能够平滑对电视电影转换信号或TV信号实施倍速转换而产生的图像信号的图像移动，以抑制屏面闪烁干扰，并且从而协同地改进图像质量。

在实现本发明中，提供一种用于图像信号处理的装置和方法，包括：序列检测装置，用于接收输入其中的图像信号，该图像信号是通过对于把电影片图像转换成视频图像，即通过所谓的电视电影转换而获得的图像实施倍速转换而产生的一个图像信号，其中一个影片帧以第一场为起点并且由四场形成一个影片帧，计算在当前场中的检测像素的像素信号电平和在该当前场一帧之后的场中的与该当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的信号电平之间的差值，并且根据该差值来标识该第一场；运动矢量检测装置，用于检测在该当前场中的被检测像素相对于该当前场两帧之后的场的运动矢量；以及图像控制装置，用于在该运动矢量的矢量值的范围之内、以该检测的移动矢量的矢量方向或该矢量方向的相反方向移动在当前场中该检测像素的位置；其中该图像控制装置把该第一场中的移动量设置为最小值，并且逐渐地增加或减少跟随该第一场之后的每一场的移动量。

根据本发明，提供一种图像信号处理装置，包括：序列检测装置，用于接收输入其中的图像信号，该图像信号是通过对于把电影片图像转换成视频图像而获得的图像实施倍速转换而产生的图像信号，其中一个影片帧以第一场为起点并且由四场形成一个影片帧，计算输入的图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在该输入的图像信号的当前场一帧之后的场中的与该当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的像素信号电平之间的差值，并且根据该差值来标识该第一场；运动矢量检测装置，用于检测在该当前场中的被检测像素相对于该当前场两帧之后的场的运动矢量；以及图像控制装置，用于在该运动矢量的矢量值的范围之内、以该检测的运动矢量的矢量方向移动当前场中该检测像素的位置；其中该图像控制装置把在由该序列检测装置标识的该第一场中的移动量设置为最小值，并且逐渐地增加跟随该第一场之后的每一场的移动量。

附图说明

图1是本发明第一实施例的图像信号处理装置的框图；

图2A和2B是表示在一个场倍速转换电路中倍速转换之前和之后的一个像素位置和每一场之间的关系的示意图；

图3是表示第一实施例中图像在水平方向上移动时在每一场和一个图像位置之间的关系的示意图；

图4是说明第一实施例中的一个序列检测方法的辅助示意图；

图5是说明图像移动单元的图像移动方法的辅助示意图；

图6是表示每一场中的一个图像的移动结果的示意图；

图7是说明相对于时间的线性增加的移动量的辅助示意图；

图8是表示第一实施例中图像在与运动矢量的矢量方向相反的方向上移动的情况的示意图；

图9是一个图像信号处理装置的框图，用于第一实施例中在与运动矢量的矢量方向相反的方向上移动图像；

图10是本发明第二实施例的图像信号处理装置的框图；

图11是说明第二实施例中的运动矢量检测方法的辅助示意图；

图12是表示第二实施例中的图像的移动结果的示意图；

图13是说明第二实施例中相对于时间线性增加的移动量的辅助示意图；

图14是表示第二实施例中图像在与运动矢量的矢量方向相反的方向上移动的情况的示意图；

图15是一个图像信号处理装置的框图，用于第二实施例中在与运动矢量的矢量方向相反的方向上移动图像；

图16是本发明第三实施例的图像信号处理装置的框图；

图17是表示第三实施例的另一框图结构的示意图；

图18是应用场频加倍方法的场倍速转换电路的框图；

图19A和19B是表示在倍速转换前后每一场与像素位置之间的关系的示意图；

图20A和20B是表示当图像在水平方向上移动时图像位置和每一场之间的关系的示意图；和

图21A和21B是表示当图像在水平方向上移动并且输入一个TV信号时图像位置和每一场之间的关系的示意图。

具体实施方式

随后参照附图详细描述应用本发明的用于图像信号处理的装置和方法。

图1是本发明第一实施例的图像信号处理装置1的框图。图像信号处理装置1包括在例如使用PAL(逐行倒相)制的电视接收机中，并且提供有电视电影转换的图像信号。如图1所示，该图像信号处理装置1包括：第一图像存储器11；第二图像存储器12；序列检测单元13；运动矢量检测单元14；和图像移动单元15。

第一图像存储器11被顺序地提供有每秒100场的隔行图像信号，例如通过对经电视电影转换的图像实施倍速转换而产生的图像信号，并且其影片帧由四场形成。

第一图像存储器11存储以场单元提供的图像信号的一帧。即，从第一图像存储器11输出的图像信号是在提供到该第一图像存储器11的图像信号的一帧之后。

第二图像存储器12具有类似于该第一图像存储器11的内部结构。第二图像存储器12存储以场单元从第一图像存储器11提供的图像信号的一帧。即，从第二图像存储器12输出的图像信号是在提供到该第二图像存储器12的该图像信号的一帧之后，并且是在提供到该第一图像存储器11的图像信号的两帧之后。存储在图像存储器12中的图像信号被提供到图像移动单元15。

序列检测单元13检测提供到该第一图像存储器11的图像信号以及从第一图像存储器11输出的图像信号，比较每一像素的互相两个信号的图像信号电平，并且从而计算这两个图像信号电平之间的差值。即，该序列检测单元13以一帧的间隔比较在该屏幕上同一位置的像素的图像信号电平。序列检测单元13把该图像信号电平之间的差值计算结果发送到图像移动单元15。

运动矢量检测单元14检测提供到第一图像存储器11的图像信号和从该第二图像存储器12输出的图像信号，然后通过例如块匹配(block matching)方法检测运动矢量。该块匹配方法把一个屏幕划分成多个块，每一块由预定的像素组成，以块单元估算相似程度，并且因此获得运动矢量。运动矢量检测单元14把针对每一像素或每一块检测的运动矢量发送到该图像移动单元15。

图像移动单元15从序列检测单元13接收图像信号电平之间的比较结果。而且，图像移动单元15接收由运动矢量检测单元14检测的运动矢量。而且，图像移动单元15在接收的运动矢量的矢量的范围之内并且以该矢量的方向移动从该第二图像存储器12提供的该图像信号的像素位置。

图像移动单元15把通过按照场单元移动该像素位置而获得的图像信号提供给CRT 2。CRT 2在屏幕上显示该提供的图像信号。可以由图中没有示出的水平和垂直偏转电路控制CRT 2中的对于该图像信号的水平和垂直方向上的偏转。

顺便说明，用于对图像信号场频进行倍速转换的场倍速转换电路3可以集成到图像信号处理装置1中。该场倍速转换电路3被集成以改进清晰度并且因此避免屏面闪烁干扰。例如在PAL制中，该场倍速转换电路3执行例如内插等处理，并因此把具有50Hz场频的图像信号转换为具有100Hz的加倍频率的图像信号。

如图1所示，场倍速转换电路3包括：连接到该电视接收机的输入端31；倍速转换单元32；和帧存储器33。

在通过输入端31从电视接收机输入之后，该倍速转换单元32把电视电影转换的图像信号写入帧存储器33。而且，该倍速转换单元32以该写入定时两倍的速度读出写入在该帧存储器33中的图像信号。由此该倍速转换单元32能够加倍例如PAL制的每秒50场的图像信号的频率，产生每秒100场的图像信号。该倍速转换单元32把该倍速转换的图像信号提供到图像信号处理装置1。

图2A和2B示出了在该场倍速转换电路3中在倍速转换前后的像素位置和每一场之间的关系。在该图中，横坐标轴表示时间，纵座标轴表示垂直方向上的像素位置。

倍速转换之前的图像信号是PAL制的每秒50场的隔行图像信号，并且由两场形成一个影片帧，如图2A所示。

另一方面，倍速转换之后的图像信号是每秒100场的隔行图像信号，因此在场t1和场t2之间重新产生两个场t2′和t1′，如图2B所示。在场t2和场t3之间没有产生的场。在场t3和场t4之间新产生两个场t4′和t3′。因此，四个场形成该图像信号的一个影片帧。

可以通过使用中值滤波器等手段获得新产生的场t1′、t2′...的每一像素的值，为围绕该像素周边的三个像素的中值。新产生的场t1′，t2′...分别具有与场t1、t2...相同的内容。从而四个场形成一个影片帧，以便增加每单位时间的屏数。因此有可能改进清晰度并且从而避免屏面闪烁干扰。

随后将描述根据第一实施例的图像信号处理装置1的操作。

场倍速转换电路3顺序地把电视电影转换和倍速转换之后而具有由四场形成一个影片帧的图像信号提供给图像信号处理装置1。图3是表示当该图像信号的图像在水平方向上移动时每一场和图像位置之间的关系。在图3中，横坐标轴表示水平方向上的图像位置，而纵座标轴表示时间。如图3所示，依照场t1、t2′、t1′和t2的顺序，已经做了电视电影转换的图像以规则的时间间隔提供到第一图像存储器11。该图像全被显示在同一个位置。当实现到场t3的过渡时，图像在水平方向(向右)上移动，并且按照场t3、t4′、t3′和t4的次序提供到第一图像存储器11。

例如当提供到第一图像存储器11的一个场(在下文称作基准场)是场t3时，该基准场两帧之前的并且从该第二图像存储器12输出的一个场(在下文称作两帧延迟场)是场t1。

运动矢量检测单元14在该基准场和该两帧延迟场之间针对每一像素或每一块单元检测运动矢量。图3示出实例中的运动矢量的矢量方向是水平方向(右方向)，并且以两帧延迟场作为基准时该运动矢量的矢量值为A。类似地，当基准场是t5时，两帧延迟场是t3，并且该运动矢量的矢量值是B。通过重复此过程，运动矢量的矢量方向和矢量值能够以两帧延迟场为基准顺序地获得。该运动矢量检测单元14顺序地把获得的该运动矢量的矢量方向和矢量值发送到图像移动单元15。

序列检测单元13顺序地检测基准场和该基准场一帧之前并且从第一图像存储器11输出的场(在下文称作：一帧延迟场)，并且计算在同一个像素位置的像素信号电平之间的差值。

具体地说，如图4所示，基准场t1′和一帧延迟场t1形成同一个影片帧，因此在一个像素位置a的像素信号电平之间的差值是0。当场t2随后被作为基准场提供时，一帧延迟场是场t2′，因此在位置a的像素信号电平之间的差值也是0。

当场t3随后作为基准场提供时，该一帧延迟场是t1′，并且场t3和场t1′形成彼此分开的各自的影片帧。因此，在位置a的像素信号电平之间的差值不是0(在下文描述为1)。当场t4′随后被作为基准场提供时，一帧延迟场是场t2，因此在位置a的像素信号电平之间的差值也是1。

而且，当场t3′随后作为基准场提供时，该一帧延迟场是场t3。由于场t3′和场t3形成同一个影片帧，所以在位置a的像素信号电平之间的差值返回到0。随后提供的基准场具有类似倾向，并且计算的差值具有四场重复的周期″0011″。因此，通过以四场为单元检测该序列，有可能确定每一场与在先和随后场的关系。

直接注意有关一帧延迟场的该趋向，以一个影片帧的第一场开始差值表现为″0011″的顺序。因此如图4所示，当为0的差值被首先计算时，检测到的一帧延迟场被标识为影片帧的第一场(在下文称作第一场)。当0差值随后时，检测到的一帧延迟场被标识为第二场。而且，当1被首先计算为差值时，检测到的一帧延迟场被标识为第三场。而且，当1差值随后时，检测到的一帧延迟场被标识为第四场。

序列检测单元13把如上所述的每一场与在先和随后场的关系的确定结果发送到图像移动单元15。

根据由该序列检测单元13确定的每一场与在先和随后场的关系，图像移动单元15在该矢量方向上移动从该第二图像存储器提供的该图像信号的检测像素的位置。

如图5所示，在第一场中移动量被设置为最小值，并且针对随后第二和第三场而逐渐地增加。在第四场中的移动量被设置为最大值。由于是在该图像信号被提供到该图像移动单元15之前确定第一到第四场的每一场对应的移动量，所以能够正确且容易地移动该检测像素的位置。

图6示出每一场中该图像的移动结果。随着到随后场的每一移动，图像在水平方向上逐步移动。即，图像移动单元15能够把该图像的移动量分配到每一场，其移动量对应于该运动矢量值。因此，图像能比移动之前更平滑地移动，而没有以从第四场到第一场的时间过渡的大移动。

根据第一实施例，通过把场倍速转换电路3集成到图像信号处理装置1中并且把图像信号处理装置1包括在电视接收机中，有可能消除在电视电影转换和倍速转换之后的具体到一个图像信号的可察觉的运动不连贯性。具体地说，已经由该场倍速转换电路3改进了清晰度并且抑制了闪烁干扰的每一图像的运动被进一步平滑，从而能够协同地改进图像质量。

因此，该图像信号处理装置1不是被单独地实现而且与该场倍速转换电路3集成地实现，以便提供显著的效果。而且，已经集成了一个场倍速转换电路的电视接收机能够容易地随后通过包括该图像信号处理装置1而容易地升级。

例如在图7中所示，能够把由图像移动单元15针对第一场的图像移动量设置为0，并且针对该第一场之后的每一场增加该检测的运动矢量的1/4矢量值。在图7的情况中，用于该第一场的移动量被设置为0。当矢量值是A时，该图像针对第二场而移动A×1/4，针对第三场而移动A×2/4，针对第四场而移动A×3/4。当矢量值是B时，该图像针对第二场而移动B×1/4，针对第三场而移动B×2/4，针对第四场而移动B×3/4。由于一个影片帧是由四个场形成，所以移动量被增加该矢量值的1/4，使得该移动量能够相对于时间线性地增加，而能够进一步平滑该图像的运动。

要指出的是，根据该第一实施例的图像信号处理装置1并不局限于上述结构和操作。例如，在图8中所示，图像可被在相反于该运动矢量的矢量方向上移动。在图8中，在从第四场到第一场过渡时的图像移动量被分配到随后输入的场，从而能够获得图5所示实施例的类似的效果。

如图8所示，在第一场中的移动量被设置为最大值，并且针对随后的第二和第三场的每一场逐渐地降低。在第四场中的移动量被设置为最小值。

而且，针对第一场的移动量能够设置为该检测运动矢量的矢量值的3/4，用于该第一场之后的每一场而减小该矢量值的1/4，并且针对第四场而设置为0。因此，移动量能够相对于时间线性地减小，从而能够进一步平滑该图像的运动。

图9示出图像信号处理装置4的框图结构的一个实例，用于在运动矢量的矢量方向的相反方向上移动图像。与上述图1相同的部件由相同的参考数字标识，并且省略其详细描述。

该图像信号处理装置4包括：第一图像存储器11；第二图像存储器12；序列检测单元13；运动矢量检测单元14；和图像反相移动单元16。

运动矢量检测单元14把矢量方向和以两帧延迟场作为基准的运动矢量的矢量值提供给图像反相移动单元16。图像反相移动单元16还从该序列检测单元13得到一帧延迟场的位置关系的确定结果。

另外，图像反相移动单元16顺序地从场倍速转换电路3得到由四个场形成的影片帧的图像信号。在图1所示的实施例中，由于需要移动先前输入的场，所以从第二图像存储器12输出的延迟场被直接提供到该图像移动单元15。在图9所示的实施例中，因为是在顺序输入的场中执行移动，所以没有由图像存储器延迟的图像信号被直接地提供到该图像反相移动单元16。

随后将参照附图详细描述本发明的第二实施例。

图10是根据该第二实施例的图像信号处理装置7的框图。

图像信号处理装置7包括在例如使用PAL(逐行倒相)制的电视接收机中，并且提供有电视信号(在下文中称作TV信号)。

如图10所示，该图像信号处理装置7包括：第一图像存储器71；运动矢量检测单元74；和图像移动单元15。对于与第一实施例的图像信号处理装置1相同的电路元件，参考对第一实施例的说明，该电路元件的描述将被省略。

第一图像存储器71被顺序地提供有每秒100场的隔行图像信号，例如通过对TV信号实施倍速转换产生并且其帧由两场形成的图像信号。

运动矢量检测单元74检测提供到第一图像存储器71的图像信号和从第一图像存储器71输出的图像信号，然后通过例如块匹配方法检测运动矢量。运动矢量检测单元74把针对每一像素或每一块检测的运动矢量发送到该图像移动单元15。

图像移动单元15接收由运动矢量检测单元74检测的运动矢量。而且，把校正定时信号从倍速转换电路32提供到图像移动单元15。该校正定时信号包括关于其中移动图像的场对应于第一场还是第二场的信息。顺便说明，用于加倍图像信号场频速率转换的场倍速转换电路3可以集成到图像信号处理装置7中。该场倍速转换电路3被集成以改进清晰度并且因此避免屏面闪烁干扰。例如在PAL制中，该场倍速转换电路3执行例如内插等处理，并因此把具有50Hz场频的图像信号转换为具有100Hz的加倍频率的图像信号。

随后将描述根据第二实施例的图像信号处理装置7的操作。

场倍速转换电路3顺序地把图像信号提供给图像信号处理7，其中的一帧是由TV信号的倍速转换获得的图像信号的两场形成。图11示出当该图像信号的图像在水平方向上移动时每一场和图像位置之间的关系。在图11中，横坐标轴表示水平方向上的图像位置，纵座标轴表示时间。如图11所示，当输入TV信号的图像信号由场频加倍方法作倍速转换时，在形成同一个帧的场t1和t2′的相同的位置显示相同的图像。类似地，在形成同一个帧的场t1′和t2的相同位置处显示相同的图像。

运动矢量检测单元74针对在基准场和一帧延迟场之间的每一像素或每一块单元检测运动矢量。图11示出实例中的运动矢量的矢量方向是水平方向(右方向)，并且当以一帧延迟场作为基准则基准场是t1′时，该运动矢量的矢量值是C。类似地，当基准场是t3时，该一帧延迟场是t1′，该运动矢量的矢量值是D。通过重复此过程，运动矢量的矢量方向和矢量值能够以一帧延迟场作为基准顺序地获得。该运动矢量检测单元74顺序地把获得的该运动矢量的矢量方向和矢量值发送到图像移动单元15。

根据每一场与在先和随后场的关系，图像移动单元15在矢量方向上移动从第一图像存储器71提供的图像信号的检测像素的位置。

如图12所示，移动量被逐渐地增加，使得第一场中的移动量＜第二场中的移动量。顺便说明，虽然确定每一场是对应于第一场还是第二场要求检测以两个场为一个单元的序列，但是每一场是对应于第一场还是第二场是在由场倍速转换电路3的倍速转换时确定的，因此不需要这种序列检测。

如上所述的图像移动由图12中的虚线表示。因此，图像能比移动之前更平滑地移动，而没有从第二场到第一场过渡时的大移动。

根据第二实施例，通过把场倍速转换电路3集成到图像信号处理装置7中，并且把图像信号处理装置7包括在电视接收机中，有可能消除在由倍速转换TV信号获得的图像中的可察觉的运动不连贯性。具体地说，在已经由该场倍速转换电路3改进了清晰度并且抑制了闪烁干扰的每一图像中的运动被进一步平滑，从而能够协同地改进图像质量。

因此，该图像信号处理装置7不是被单独地实现，而是与该场倍速转换电路3集成地实现，以便提供显著的效果。而且，已经集成了场倍速转换电路的电视接收机能够容易地随后通过包括该图像信号处理装置7而容易地升级。

例如在图13中所示，能够把由图像移动单元15针对第一场的图像移动量设置为0，并且把针对第二场的图像的移动量设置为检测的运动矢量的1/2矢量值。在图13的情况中，用于该第一场的移动量被设置为0。当该矢量值是C时，在第二场中的图像被移动CX1/2。当该矢量值是D时，在第二场中的图像被移动DX1/2。由于一帧由两个场形成，所以移动量被增加该矢量值的1/2，使得该移动量能够相对于时间线性地增加，而能够进一步平滑该图像的运动。

要指出的是，根据该第二实施例的图像信号处理装置7并不局限于上述结构和操作。例如图14中所示，图像可被在相反于该运动矢量的矢量方向上移动。在图14中，在从第二场到第一场过渡时的图像移动量被分配到随后输入的场，从而能够获得图12所示实施例的类似的效果。

移动量的设置使得第一场中的移动量＞第二场中的移动量。而且，该移动量能够设置为用于第一场的检测运动矢量的矢量值的1/2，并且针对第二场而设置为0。因此，移动量能够相对于时间线性地减小，从而能够进一步平滑该图像的运动。

图15示出图像信号处理装置8的框图结构的实例，用于在运动矢量的矢量方向的相反方向上移动图像。与上述图10相同的部件由相同的参考数字标识，并且省略其详细描述。

该图像信号处理装置8包括：第一图像存储器11；运动矢量检测单元74；和图像反相移动单元86。

运动矢量检测单元74把以一场延迟作为基准的运动矢量的矢量方向和矢量值提供给图像反相移动单元86。图像反相移动单元86顺序地从场倍速转换电路3得到图像信号，其中的一帧由两个场形成。

随后将参照附图详细描述本发明的第三实施例。

图16是根据该第三实施例的图像信号处理装置9的框图。

图像信号处理装置9包括在例如使用PAL制的电视接收机中，并且提供有电视电影转换的图像信号或TV信号。

如图16所示，图像信号处理装置9包括：第一图像存储器11；第二图像存储器12；序列检测单元13；运动矢量检测单元14；图像移动单元15；和数据选择单元91。对于与第一实施例的图像信号处理装置1相同的电路元件，参考对第一实施例的说明，该电路元件的描述将被省略。

提供到第一图像存储器11的图像信号以及从第一图像存储器输出的一帧延迟的图像信号被提供到序列检测单元13。除了确定如上所述的每一场之外，序列检测单元13确定输入到该图像信号处理装置9的图像信号是否为电视电影转换信号或TV信号，然后把该确定的结果发送到数据选择单元91。

数据选择单元91被提供有提供到第一图像存储器11的图像信号以及从第一图像存储器11输出的图像信号。根据从序列检测单元13接收的确定结果，数据选择单元91选择其上提供的图像信号之一。具体地说，当该序列检测单元13确定输入到该图像信号处理装置9的图像信号是电视电影转换信号时，该数据选择单元91选择提供到该第一图像存储器11的图像信号。当该序列检测单元13确定输入到该图像信号处理装置9的图像信号是TV信号时，该数据选择单元91选择从该第一图像存储器11输出的图像信号。

数据选择单元91把选择的图像信号D2输出到运动矢量检测单元14。运动矢量检测单元14检测从第二图像存储器12输出的图像信号D1和从数据选择单元91输出的图像信号D2，然后通过例如块匹配方法检测运动矢量。从第二图像存储器12输出的图像信号D1是针对基准场的两帧延迟场。从数据选择单元91输出的图像信号D2是基准场本身或针对基准场的一帧延迟场。

因此，通过检测图像信号D1和图像信号D2之间的运动矢量，该运动矢量检测单元14能够检测在该基准场和该两帧延迟的信号之间的运动矢量，并且类似地检测在针对基准场的该一帧延迟的信号和针对基准场的两帧延迟的信号之间的运动矢量。换句话说，能够根据从该序列检测单元13接收的确定结果而控制检测运动矢量中的场间隔。

第三实施例还可应用到图17所示的图像信号处理装置10。

如图17所示，图像信号处理装置10包括：第一图像存储器11；第二图像存储器12；序列检测单元13；运动矢量检测单元14；图像移动单元15；和数据选择单元101。对于与第一实施例的图像信号处理装置1中相同的电路成分，参考第一实施例的描述，而省略该电路元件描述。

数据选择单元101被提供有从第一图像存储器11输出的图像信号以及从第二图像存储器12输出的图像信号。根据从序列检测单元13接收的确定结果，数据选择单元101选择其上提供的图像信号之一。具体地说，当该序列检测单元13确定输入到该图像信号处理装置10的图像信号是电视电影转换信号时，该数据选择单元101选择从该第二图像存储器12输出的图像信号。当该序列检测单元13确定输入到该图像信号处理装置10的图像信号是TV信号时，该数据选择单元101选择从该第一图像存储器11输出的图像信号。数据选择单元101把选择的图像信号输出到运动矢量检测单元14。运动矢量检测单元14检测提供到第一图像存储器11的图像信号D3和从数据选择单元101输出的图像信号D4，然后通过例如块匹配方法检测运动矢量。从数据选择单元101输出的图像信号D4是针对基准场的一帧延迟场或两帧延迟场。图像信号D3是该基准场本身。

因此，通过检测图像信号D3和图像信号D4之间的运动矢量，该运动矢量检测单元14能够检测在该基准场和该一帧延迟的信号之间的运动矢量，并且类似地检测在该基准场和该两帧延迟的信号之间的运动矢量。换句话说，能够根据从该序列检测单元13接收的确定结果而控制在检测运动矢量中的场间隔。

当确定输入其上的图像信号是电视电影转换的图像信号时，本第三实施例执行如在第一实施例中描述的操作，当确定输入其上的图像信号是TV信号时，本第三实施例执行如在第二实施例中描述的操作。

此外，如该第一和第二实施例那样，该第三实施例能够在与运动矢量的矢量方向相反的方向上移动图像。

因此，在采用上述结构的本发明的第三实施例中，通过把场倍速转换电路3集成到图像信号处理装置中并且把该图像信号处理装置包括在该电视接收机中，有可能消除电视电影转换和倍速转换以后的具体到一个图像信号的察觉的运动不连贯性，并且还以类似的方式实现对TV信号的运动校正。具体地说，已经由该场倍速转换电路3改进了清晰度并且抑制了闪烁干扰的每一图像的运动能够由图像信号处理装置9和10进一步平滑，从而能够协同地改进图像质量。

而且，即使当电视电影转换的图像信号和TV信号都输入时，图像信号处理装置9和10也能够有效地消除图像运动的不连贯性。因此，图像信号处理装置9和10能够被包括在既提供有影片信号又提供有TV信号的电视接收机中。而且，已经商业化的电视接收机能够容易地通过把图像信号处理装置9和10重新包括在该电视接收机中而容易地升级。因此，能够进一步增加图像信号处理装置9和10的通用性。

要注意的是，本发明不局限于应用到使用PAL制的电视接收机；本发明可应用到使用NTSC(全国电视系统委员会)制的电视接收机，该NTSC制被提供有例如每秒60场(每秒30帧)的隔行图像信号。本发明也可应用到使用SECAM制的电视接收机。

另外，根据本发明的图像信号处理装置不仅能够包括在电视接收机中，而且能够包括在连接到电视接收机的信号转换器中。

而且，本发明能够被用于在例如将互联网络上发送的图像信号显示在PC上的情况，以及其中的介质或图像格式被改变的情况。

而且，虽然在上述描述中本发明是由例如电路的硬件实现的，但是本发明当然能够由软件在处理器上实现。

本发明不局限于上述最佳实施例的详细说明。本发明的范围由所附的权利要求书限定，并且落入在该权利要求范围之内的所有改变和修改都将由本发明所包含。

Claims (24)

1.一种图像信号处理装置，包括：

序列检测装置，用于接收输入其中的图像信号，该图像信号是通过对于把电影片图像转换成视频图像而获得的图像实施倍速转换而产生的图像信号，其中一个影片帧以第一场为起点并且由四场形成一个影片帧，计算在输入的所述图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在输入的所述图像信号的所述当前场一帧之后的场中的与所述当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的像素信号电平之间的差值，并且根据该差值来标识所述第一场；

运动矢量检测装置，用于检测在所述当前场中的被检测像素相对于在所述当前场两帧之后的场的运动矢量；以及

图像控制装置，用于在所述运动矢量的矢量值的范围内、以检测的所述运动矢量的矢量方向移动在所述当前场中的该检测像素的位置；

其中所述图像控制装置把在由所述序列检测装置标识的所述第一场中的移动量设置为最小值，并且逐渐地增加跟随所述第一场之后的每一场的所述移动量。

2.如权利要求1的图像信号处理装置，其中当所述差值连续地变成0时，所述序列检测装置把在前输入的当前场标识为所述第一场。

3.如权利要求1的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置把在所述第一场中的移动量设置为0。

4.如权利要求3的图像信号处理装置，其中针对接着所述第一场之后的每一场，所述图像控制装置把所述移动量增加检测到的所述运动矢量的矢量值的1/4。

5.如权利要求1的图像信号处理装置，其中所述运动矢量检测装置通过块匹配方法检测针对由预定数量的像素形成的每一块的所述运动矢量。

6.如权利要求1的图像信号处理装置，还包括倍速转换装置，用于加倍其中的影片帧是由两场形成的图像信号的场频，并且由此产生其中的影片帧是由四场形成的所述输入图像信号。

7.如权利要求1的图像信号处理装置，其中所述输入的图像信号是PAL制的隔行图像信号。

8.一种图像信号处理装置，包括：

序列检测装置，用于接收输入其中的图像信号，该图像信号是通过对于把电影片图像转换成视频图像而获得的图像实施倍速转换而产生的图像信号，其中一个影片帧以第一场为起点并且由四场形成一个影片帧，计算在输入的所述图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在输入的所述图像信号的所述当前场一帧之前的场中的与所述当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的像素信号电平之间的差值，并且根据该差值来标识所述第一场；

运动矢量检测装置，用于检测在所述当前场中的被检测像素相对于在所述当前场两帧之前的作为基准的场的运动矢量；以及

图像控制装置，用于在所述运动矢量的矢量值的范围内、以检测的所述运动矢量的矢量方向的相反方向移动在所述当前场中的该检测像素的位置；

其中所述图像控制装置把在由所述序列检测装置标识的所述第一场中的移动量设置为最大值，并且逐渐地减小跟随所述第一场之后的每一场的所述移动量。

9.如权利要求8的图像信号处理装置，其中当所述差值连续地变成0时，所述序列检测装置把在前输入的当前场标识为所述第一场。

10.如权利要求8的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置把在所述第一场中的移动量设置为所述矢量值的3/4，并且针对跟随所述第一场的每一场把所述移动量顺序减小所述矢量值的1/4。

11.一种图像信号处理装置，接收输入其中的通过对电视信号实施倍速转换而产生的图像信号，其中图像信号的一个帧以第一场为起点，并且一帧由两场形成，所述图像信号处理装置包括：

运动矢量检测装置，用于检测在当前场中的被检测像素相对于所述当前场一帧之后的场的运动矢量；以及

图像控制装置，用于在所述运动矢量的矢量值的范围内、以检测的所述运动矢量的矢量方向移动在所述当前场中的该检测像素的位置；

其中所述图像控制装置把在所述第一场中的移动量设置为最小值，并且逐渐地增加跟随所述第一场之后的每一场的所述移动量。

12.如权利要求11的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置把在所述第一场中的移动量设置为0。

13.如权利要求12的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置把跟随所述第一场的第二场中的移动量设置为检测的所述运动矢量的矢量值的1/2。

14.一种图像信号处理装置，接收输入其中的通过对电视信号实施倍速转换而产生的图像信号，其中图像信号的一个帧以第一场为起点，并且一帧由两场形成，所述图像信号处理装置包括：

运动矢量检测装置，用于检测在当前场中的被检测像素相对于所述当前场一帧之前的场的运动矢量；以及

图像控制装置，用于在所述运动矢量的矢量值的范围内、以检测的所述运动矢量的矢量方向相反的方向移动在所述当前场中的该检测像素的位置；

其中所述图像控制装置把在所述第一场中的移动量设置为最大值，并且逐渐地减小跟随所述第一场之后的每一场的所述移动量。

15.如权利要求14的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置把在所述第一场中的所述移动量设置为所述矢量值的1/2，并且把跟随所述第一场的第二场的所述移动量设置为0。

16.一种图像信号处理装置，包括：

序列检测装置，用于接收输入其中的已经倍速转换的图像信号，其中信号的一帧以第一场为起点，计算在输入的所述图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在输入的所述图像信号的所述当前场一帧之后的场中的与所述当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的信号电平之间的差值，并且根据该差值来标识所述第一场；

运动矢量检测装置，用于检测在所述当前场中的被检测像素相对于在所述当前场一帧或两帧之后的场的运动矢量；以及

图像控制装置，用于在所述运动矢量的矢量值的范围内、以所述检测的运动矢量的矢量方向移动在所述当前场中的该检测像素的位置；

其中所述图像控制装置把在由所述序列检测装置标识的所述第一场中的移动量设置为最小值，并且逐渐地增加跟随所述第一场之后的每一场的所述移动量。

17.如权利要求16的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置根据形成该帧的场数目而改变所述移动量。

18.如权利要求16的图像信号处理装置，其中

所述图像信号处理装置接收通过对电视电影转换的图像实施倍速转换产生的图像信号，其中信号的一个影片帧由四场形成；或者接收通过对电视信号实施倍速转换产生的图像信号，其中图像信号的一帧由两场形成；并且

当所述差值至少包括0时，所述运动矢量检测装置检测相对于所述当前场两帧之后的一个场的运动矢量；当所述差值不包括0时，所述运动矢量检测装置检测相对于所述当前场一帧之后的一个场的运动矢量。

19.如权利要求16的图像信号处理装置，其中当所述差值至少包括0并且所述差值连续地变成0时，所述序列检测装置把在前输入的当前场标识为所述第一场。

20.如权利要求16的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置把在所述第一场中的移动量设置为0。

21.如权利要求20的图像信号处理装置，其中所述图像控制装置按照一个量增加用于跟随所述第一场的每一场的移动量，该增加量是由形成该帧的场数除该检测的所述运动矢量的矢量值获得的。

22.一种图像信号处理装置，包括：

序列检测装置，用于接收输入其中的已经倍速转换的图像信号，其中信号的一帧以第一场为起点，计算在输入的所述图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在输入的所述图像信号的所述当前场一帧之前的场中的与所述当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的信号电平之间的差值，并且根据该差值来标识所述第一场；

运动矢量检测装置，用于检测在所述当前场中的被检测像素相对于在所述当前场一帧或两帧之前的作为基准的场的运动矢量；以及

图像控制装置，用于在所述运动矢量的矢量值的范围内、以所述检测的运动矢量的矢量方向的相反方向移动在所述当前场中的该检测像素的位置；

其中所述图像控制装置把在由所述序列检测装置标识的所述第一场中的移动量设置为最大值，并且逐渐地减小跟随所述第一场之后的每一场的所述移动量。

23.一种图像信号处理方法，包括步骤：

接收输入的图像信号，该输入的图像信号是通过对把影片图像转换成视频图像而获得的图像实施倍速转换产生的，其中信号的一个影片帧以第一场为起点，并且一个影片帧由四场形成；

根据在输入的所述图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在输入的所述图像信号的所述当前场一帧之后的场中的与所述当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的像素信号电平之间计算的差值，标识所述第一场；

检测在所述当前场中的被检测像素相对于所述当前场两帧之后的场的运动矢量；以及

在检测的所述运动矢量的矢量值的范围之内，在检测的所述运动矢量的矢量方向上移动该检测的像素的位置，使得在所述标识的第一场中的移动量被设置为最小值，并且针对跟随所述第一场的每一场逐渐地增加所述移动量。

24.一种图像信号处理方法，包括步骤：

接收输入的倍速转换的图像信号，其中的信号帧以第一场为起点；

根据在输入的所述图像信号的当前场中的检测像素的像素信号电平和在输入的所述图像信号的所述当前场一帧之后的场中的与所述当前场的检测像素的位置完全相同处的检测像素的像素信号电平之间计算的差值，标识所述第一场；

检测在所述当前场中的被检测像素相对于在所述当前场一帧或两帧之后的场的运动矢量；并且

在所述运动矢量的矢量值的范围之内，在所述运动矢量的矢量方向上移动该检测的像素的位置，使得在所述标识的第一场中的移动量被设置为最小值，并且针对跟随所述第一场的每一场逐渐地增加所述移动量。

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