TWI246332B - Motion compensation device and method thereof - Google Patents

Description

1246332 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於動態補正裝置及其方法’尤其是’和適 合應用於經過倍速變換之影像信號之動態補正者相關。 【先前技術】 電視接收機以例如再新率相對較低之5 0場/秒之pAL (Phase Alternate Line)信號實施影像顯不時，畫面整體 會呈現稍爲可見之面閃爍現象。 因此，將電視接收機之場頻從5 0場/秒變換成2倍之 1 00場/秒（以下將此變換處理稱爲場倍速方式）’則可抑 制此面閃爍。 第7圖係應用上述場倍速方式之電視接收機1 00，將 例如PAL信號等之50場/秒之輸入影像信號si輸入場倍 速電路101。 場倍速電路1〇1之倍速變換部102將輸入影像信號 S 1之掃描方式從交錯（跳越掃描）變換成遞增（順序掃 描），產生50框/秒之中間影像信號S2，並將其寫入影 像記憶體1 〇3。其次，倍速變換部1 〇2以寫入時之2倍之 速度從影像記憶體1 03讀取中間影像信號S2，將該中間 影像信號S2之場頻變換成2倍之100場/秒’將掃描方式 從遞增變換成交錯，並將其當做倍速影像信號s 3輸入至 CRT ( Cathode Ray Tube) 104 〇 此時，水平垂直偏向電路105對CRT104供應對應 (2) 1246332 於1 Ο 0場/秒之水平 垂直鋸狀波S 4，C R T 1 0 4則依據該 水平 垂直鋸狀波S4以1 〇〇場/秒顯示倍速影像信號S3 〇 第8圖係上述場倍速變換之前後之影像信號之各場及 掃描線之位置關係’橫軸係對應時間，縱軸係對應畫面之 垂直方向，各白圓圈分別代表掃描線。又，第8圖（A) 所示之la、lb、2a、2b、…之符號爲各場之編號，1、2、 ...之數字分別爲框編號，a爲odd field、b爲even field。 場倍速電路101之倍速變換部102(第7圖），首先 ，將第8圖（A )所示之交錯影像之輸入影像信號S 1之 場la之掃描線數變換成2倍（遞增變換），產生第8圖 (B )所示之框1 a。以下，同樣由倍速變換部丨02實施順 序輸入影像信號S 1之場1 b、2 a、2 b、…之順序遞增變換 而產生框lb、2a、2b、…，如此，產生50框/秒之遞增影 像之中間影像信號S2。 其次，倍速變換部102將第8圖（B)所示之框la寫 入影像記憶體1 〇3 ’並以丨掃描線間隔實施讀取。此時， 倍速變換部102會先讀取框】&之奇數掃描線而產生第8 圖（C )所示之場1 a ’其1 /1 〇 〇秒後則讀取框1 a之偶數 掃描線而產生第8圖（C )所示之場】a，，實施倍速變換及 交錯變換處理。 以下’同樣由倍速變換部1 02實施順序中間影像信號 S2之框lb、2a、2b、…實施順序倍速變換及交錯變換場 並產生 1 b、1 b’、2a、2a’、2b、2b’、…，而產生 1 〇〇 場 / -6- (3) 1246332 秒之交錯影像之倍速影像信號S 3 ° 如此，場倍速電路1 0 1之倍速變換部1 02利用對輸入 影像信號S1之場頻實施從50場/秒變換至10〇場/秒之倍 速變換，而可抑制面閃燦。 此時，第8圖（C )所不之倍速影像ί目號S 3之場1 a 及la’皆爲由第8圖（A)所示之輸入影像信威S1之場ia 所產生之場，以下亦同’倍速影像信號S 3之場1 b及1 b* 、場2a及2a’、場2b及2b’、…係分別由輸入影像信號S1 之同一場所產生之場。 參照第9圖，針對經過此種倍速變換處理之影像之動 態進行說明。第9圖中’縱軸係對應時間’橫軸係對應畫 面之水平方向，表示以影像呈現之物體1 1 0係隨著時間經 過而從畫面之左側移至右側之狀態。 第9圖（A)所示之輸入影像信號S1中，物體110 在場間順暢地朝右方向移動。相對於此’第9圖（B )所 示之倍速影像信號S 3中，因爲場1 a及1 a ’係由同一之場 所產生，故將物體1 1 〇顯示於同一位置。其次，因爲其次 之場1 b係由不同之場所產生，從場1 a ’移至場1 b時，則 會以物體1 1 〇出現大幅移動之方式顯示。 同樣的，因爲場lb及lb’、場2a及2a’、場2b及2b’ 分別由同一之場所產生，從場lb’移至場2a時、從場2a’ 移至場2b時，則會以物體1 1 0出現大幅移動之方式顯示 〇 如上所示，經過倍速變換處理之倍速影像信號S3在 -7 - (8) 1246332 個內插畫面（1 S m $ N - 1 )之檢測圖素僅移動動態向量之 m/N，同時將對應參照畫面之檢測圖素之第m + N個內插畫 面之檢測圖素僅移動動態向量之-(N-m ) /N之影像移動 手段；以及用以對利用影像移動手段移動之第m個內插 畫面之檢測圖素之圖素資料、及第m + N個內插畫面之檢 測圖素之圖素資料，分別以和該影像移動手段之移動量成 反比之値實施加權並疊合，並將其視爲經過動態補正之第 m個內插畫面輸出之補正手段。 係用以對插入至視頻信號之原畫面、及其下一原畫面 間之新N-1個內插畫面之影像信號實施動態補正之動態補 正裝置，具有：用以從原畫面之影像資訊、及該原畫面之 下一原畫面之參照畫面之影像資訊，檢測原畫面之檢測面 素、及參照畫面之檢測圖素間之動態向量之動態向量檢測 手段；實施第m個（ISmSN-l)內插畫面之補正時，用 以將對應原畫面之檢測圖素之圖素資料之位置僅移動動態 向量之m/N、及將對應參照畫面之檢測圖素之圖素資料之 位置僅移動動態向量之-(N-m ) /N之影像移動手段；以 及用以對利用影像移動手段移動之對應原畫面之檢測圖素 之圖素資料、及對應參照畫面之檢測圖素之圖素資料實施 特定加權並疊合，執行內插畫面之影像信號之補正之補正 手段。 因此，經過N倍速變換之N倍速影像信號之場間之 影像動態補正成更爲順暢。 -12- (9) 1246332 【貫施方式】 以T，參照圖面，針對本發明之一實施形態進行詳細 說明。 第1圖中，1係本發明之動態補正裝置整體，用以將 卽段之場倍速轉換電路（圖上未標示）供應之由經過倍速 變換之50場/秒之PAL信號所構成之100場/秒之倍速影 像丨α藏S 3輸入至影像記憶體2。 影像記憶體2對倍速影像信號S 3實施1框份之延遲 ，產生1框延遲倍速影像信號S4，並將其輸入至後段之 影像記憶體3。影像記憶體3進一步對1框延遲倍速影像 信號S4實施1框份之延遲，產生2框延遲倍速影像信號 S 5 ’並將其輸入至影像位移電路4及動態向量檢測電路5 〇 另〜方面，膠卷檢測電路6依據倍速影像信號S 3、 及1框延遲倍速影像信號S4之關係，判定輸入之倍速影 像信號S 3是否爲膠卷素材。亦即，輸入之倍速影像信號 S3爲膠卷素材時，因爲該倍速影像信號S3會有4場（2 框）連續之由同一格所產生之場，可從倍速影像信號S 3 、及其1框前之1框延遲倍速影像信號S 4間檢測到週期 性之關係。 膠卷檢測電路6會計算對應倍速影像信號S 3、及1 框延遲倍速影像信號S4之各圖素之信號電平之差分値，1 框間隔之該差分値交替爲特定閾値以上/閾値以下之値時 ，表示倍速影像信號S3及〗框延遲倍速影像信號S4具有 -13- (10) 1246332 高相關度，而判定倍速影像信號S 3爲膠卷素材。其次， 膠卷檢測電路6依據此判定結果控制選擇開關7。 亦即’膠卷檢測電路6在判定倍速影像信號S 3不是 膠卷素材時，將選擇開關7切換至端子7 A側，並將1框 延遲倍速影像信號S4當做參照影像信號輸入至影像逆位 移電路8及動態向量檢測電路5。 動態向量檢測電路5在當做目前之場之2框延遲倍速 影像信號S 5之場、及當做參照場之1框延遲倍速影像信 號S4之場間，以各圖素單位或區塊單位依序檢測！框間 之影像之動態向量。此時，動態向量檢測電路5以各圖素 單位或區塊單位針對目前之場之目標圖素（將此圖素稱爲 檢測圖素）探索在參照場上之何處出現移動，檢測從目 前之場之檢測圖素檢測至參照場之檢測圖素之動態向量。 亦即，如第2圖（A )所示，當做目前之場之場la’ (2框延遲倍速影像信號S 5 )、及當做其1框後之參照場 之場lb’（ 1框延遲倍速影像信號S4 )間之動態向量爲A ，當做目前之場之場1 b’、及當做其1框後之參照場之場 2 a’間之動態向量爲B。動態向量檢測電路5將以此方式檢 測到之各圖素單位或區塊單位之框間之動態向量當做動態 向量資訊D 1供應至影像位移電路4及影像逆位移電路8 。又，圖上未標示之場檢測電路對影像位移電路4及影像 逆位移電路8供應場單位之補正時序控制信號D2。 影像移動手段之影像位移電路4及影像逆位移電路8 係依據動態向量資訊D 1及補正時序控制信號D 2 ’對應檢 -14- (11) 1246332 測到之動態向量分別對2框延遲倍速影像信號S 5 '及當 做參照影像信號之1框延遲倍速影像丨5喊s 4之各圖素貫 施位移。 亦即，如第2圖（B )所不’影像k移電路4對當做 目前之場之2框延遲倍速影像信號S5之場1a’之各圖素僅 實施1 /2 X A之位移，並供應至後段之平均化處理部9 °又 ，影像逆位移電路8對當做參照場之1框延遲倍速影像信 號S4之場lb’之各圖素僅實施-1/2xA之位移’並供應至 平均化處理部9。同樣的’影像位移電路4對當做目前之 場之2框延遲倍速影像信號S5之場1b’之各圖素僅實施 1 / 2 X B之位移，並供應至後段之平均化處理部9。又，影 像逆位移電路8對當做參照場之1框延遲倍速影像信號 S4之場2a’之各圖素僅實施-1/2 xB之位移，並供應至平 均化處理部9。本實施形態之各圖素之位移控制’係以控 制影像位移電路4及影像逆位移電路8對平均化處理部9 輸出各圖素資料之時序來實施。 因此，影像位移電路4及影像逆位移電路8係對應動 態向量資訊D1分別實施2框延遲倍速影像信號S 5及1 框延遲倍速影像信號S4之圖素之順序位移，並供應至平 均化處理部9。 如第2圖（B)所示，平均化處理部9之第1加權部 10對2框延遲倍速影像信號S5之場la’之各圖素之圖素 資料實施1 /2之加權，並供應至信號合成器1 2。又，第2 加權部Π則對1框延遲倍速影像信號S4之場lb’之各圖 (12) 1246332 素之信號電平實施1 /2之加權，並供應至信號合成器1 2。 同樣的，第1加權部1 〇對2框延遲倍速影像信號S 5之場 lb，之各圖素之圖素資料實施1/2之加權，並供應至信號 合成器1 2。又，第2加權部1 1對1框延遲倍速影像信號 S4之場2a，之各圖素之圖素資料實施1/2之加權，並供應 至信號合成器1 2。 如此，第1加權部1 〇及第2加權部1 1分別對當做目 前之場之2框延遲倍速影像信號S 5、及當做參照場之1 框延遲倍速影像信號S4之圖素之信號電平實施1 /2之加 權，並供應至信號合成器1 2。 信號合成器1 2實施2框延遲倍速影像信號S 5及1框 延遲倍速影像信號S 4之合成，並將其當做補正倍速影像 信號S6輸出至圖上未標示之CRT 104。 信號合成器12將由位移後之場la’及場lb’之平均所 合成之影像當做動態補正後之新場la’並輸出，同樣將由 位移後之場1 b ’及場2 a ·之平均所合成之影像當做動態補正 後之新場1並輸出。 另一方面，若膠卷檢測電路6判定倍速影像信號S 3 爲膠卷素材，則將選擇開關7切換至端子7B側’並將當 做參照影像信號之倍速影像信號S3輸入至影像逆位移電 路8及動態向量檢測電路5 ° 動態向量檢測電路5在當做目前之場之2框延遲倍速 影像信號S 5之場、及當做參照場之倍速影像信號s 3之間 ，以各圖素單位或區塊單位實施2框間之影像之動態向量 -16- (13) 1246332 之順序檢測。亦即，如第3圖（A )所示’當做目前之場 之場1 a ( 2框延遲倍速影像信號S 5 )、及2框後之當做 參照場之場2 a (倍速影像信號S 3 )間之動態向量爲A， 當做目前之場之場2a、及2框後之當做參照場之場3a間 之動態向量爲B。動態向量檢測電路5將以此方式檢測到 之各圖素單位或區塊單位之各框間之動態向量當做動態向 量資訊D 1，供應至影像位移電路4及影像逆位移電路8 。又，圖上未標示之場檢測電路對影像位移電路4及影像 逆位移電路8供應場單位之補正時序控制信號D 2。 影像位移電路4及影像逆位移電路8依據動態向量資 訊D 1及補正時序控制信號D 2，對應檢測到之動態向量’ 分別對2框延遲倍速影像信號S 5及倍速影像信號S 3之各 圖素實施位移。 亦即，如第3圖（B )所示，影像位移電路4對當做 目前之場之2框延遲倍速影像信號S5之場la’、lb、及 lb’分別僅實施1/4χΑ、2/4xA、及3/4xA之位移，並供 應至後段之平均化處理部9。又，影像逆位移電路8對當 做參照場之倍速影像信號S3之場2a’、2b、及2b’分別僅 實施- 3/4 X A、-2/4 X A、及- l/4x A之位移，並供應至後段 之平均化處理部9。 如此，影像位移電路4及影像逆位移電路8係對應動 態向量資訊D 1隨著時間之經過而分別順序對當做目前之 場之2框延遲倍速影像信號S5、及當做參照場之倍速影 像信號S 3之圖素實施位移，並供應至平均化處理部9。 -17- (14) 1246332 如第3圖（B)所示，平均化處理部9之第1加權部 1 〇對2框延遲倍速影像信號S 5之場1 a ’、1 b、及1 b ’之各 圖素之圖素資料實施1 / 2之加權，並供應至信號合成器1 2 。又，第2加權部1 1則對倍速影像信號S3之場2a’、2b 、及2b，之各圖素之圖素資料實施1/2之加權’並供應至 信號合成器1 2。 如上所示，第1加權部1 〇及第2加權部Π係分別對 2框延遲倍速影像信號S 5及倍速影像信號S 3之圖素之圖 素資料實施1 /2之加權’並供應至信號合成器1 2 ° 信號合成器1 2則實施2框延遲倍速影像信號S5及倍 速影像信號S3之合成’且將其當做補正倍速影像信號S6 並輸出至圖上未標示之CRT 104。 亦即，如第3圖（B )所示，信號合成器1 2實施加權 後之2框延遲倍速影像信號S5及倍速影像信號S3之合成 ，將實施位移後之場la’及場2a’之平均並合成之影像當做 動態補正後之新場1 a’、將實施位移後之場1 b及場2b之 平均並合成之影像當做動態補正後之新場1 b、將實施位 移後之場lb’及場2b’之平均並合成之影像當做動態補正後 之新場lb’。 此種動態補正裝置1係利用以動態向量檢測電路5檢 測到之框間之動態向量，將目前之場、及其1框後或2框 後之參照場分別朝逆方向實施位移後進行合成並實施平均 化，而可將連續場間之影像之動態補正成更爲順暢。 以上之構成時，動態補正裝置1之膠卷檢測電路6會 -18- (15) 1246332 判定輸入之倍速影像信號S 3是否爲膠卷素材。 {咅^ _ ί象信號S3不是膠卷素材時，動態向量檢測電 路5會在對倍速影像信號S 3實施2框延遲之2框延遲倍 速影像信號S 5、及對該倍速影像信號S 3實施1框延遲之 1框延遲倍速影像信號S4間’檢測1框間之影像之動態 向量。 其次，動態補正裝置1會對2框延遲倍速影像信號 S 5之各圖素實施檢測到之動態向量之1 /2之位移’且對1 框延遲倍速影像信號S4之各圖素僅實施檢測到之動態向 量之-1/2之位移，然後將其平均並合成’產生補正倍速影 像信號S 6。 又，倍速影像信號S3爲膠卷素材時，動態向量檢測 電路5會在對倍速影像信號S3實施2框延遲之2框延遲 倍速影像信號S5、及該倍速影像信號S3間，檢測2框間 之影像之動態向量。 其次，動態補正裝置1會對應時間經過對2框延遲倍 速影像信號S 5之各場之各圖素僅實施檢測到之動態向量 之1/4、2/4、及3/4之位移，且對應時間經過對倍速影像 信號S 3之各場之各圖素僅實施檢測到之動態向量之-3 /4 、-2/4、及-1/4之位移，然後將其平均並合成，產生補正 倍速影像信號S 6。 依據以上之構成，係對應檢測到之框間之動態向量分 別對目前之場之影像、及其1框或2框後之參照場之影像 實施逆方向之位移後，而將實施合成並平均化之物當做補 -19- (16) 1246332 正後之場之影像，故可將場間之動態補正成比傳統更爲川員 暢。 因此，若影像存在超越動態向量檢測電路5之探索範 圍之激烈動態，如第4圖（A )所示，該動態向量檢測電 路5檢測之動態向量A2係小於影像之實際動態向量A 1 之向量。 利用此方式，使用檢測到之較小動態向量A2實施目 前之場及參照場之位移時，如第4圖（B )所示，補正後 之場之場間之影像之動態之大致中心位置會重疊顯示2個 位置偏離之影像。 因此，依據本發明，即使影像存在超越動態向量檢測 電路5之探索範圍之激烈動態，可將場間之動態補正成比 傳統更爲順暢。 又，上述之實施形態中，平均化處理部9之第1加權 部1 〇隨時對2框延遲倍速影像信號S 5之各圖素之信號電 平實施1 /2之加權，且第2加權部1 1隨時對1框延遲倍 速影像信號S4或倍速影像信號S3之各圖素之圖素資料實 施1/2之加權，並隨時對位移後之各圖素之圖素資料實施 單純平均並合成，然而，本發明並未受限於此，亦可對應 各圖素之位移量來變更對圖素資料之加權。 亦即，在對對應於第1圖之部份附與相同符號之第5 圖中，20係本發明之其他實施形態之動態補正裝置，平 均化處理部1 3之第1加權部1 4及第2加權部1 5對各圖 素之圖素資料實施和圖素之位移量成反比之加權，係和第 -20- (17) 1246332 1圖所示之動態補正裝置1不同之處。 因此，倍速影像信號S 3不是膠卷素材時，圖素之位 移量係固定爲檢測到之動態向量之1 /2及· 1 /2，因此，該 第1加權部1 〇及第2加權部1 1實施之加權亦固定爲W2 ，故省略其說明。 倍速影像信號S 3爲膠卷素材時，動態向量檢測電路 5會在倍速影像信號S 3及2框延遲倍速影像信號S 5間， 以各圖素單位或區塊單位順序檢測2框間之影像之動態向 量。亦即，如第6圖（A )所示，場1 a ( 2框延遲倍速影 像信號S5 )、及其2框後之場2a (倍速影像信號S3 )間 之動態向量爲A ’場2 a、及其2框後之場3 a間之動態向 量爲B。動態向量檢測電路5將以此方式檢測之各圖素單 位或區塊單位之各框間之動態向量當做動態向量資訊D 1 供應至影像位移電路4及影像逆位移電路8。又’圖上未 標示之場檢測電路則對影像位移電路4及影像逆位移電路 8供應場單位之補正時序控制信號D2 ° 影像移動手段之影像位移電路4及影像逆位移電路8 依據動態向量資訊D 1及補正時序控制信號D2 ’分別對應 檢測到之動態向量實施2框延遲倍速影像信號S 5及倍速 影像信號S 3之各圖素之位移。 亦即，如第6圖（B )所示，影像位移電路4對2框 延遲倍速影像信號S 5之場1 a，、1 b、及1 b ’分別僅貫施 1/4χΑ、2/4xA、及3/4xA之位移，並將其供應至平均化 處理部1 3。又，影像逆位移電路8則對倍速影像信號S 3 -21 - (18) 1246332 之場23，、21^、及21)，分別僅實施-3/4><人、-2/4\八、及· 1/4χΑ之位移，並將其供應至平均化處理部13 ° 如上所示，影像位移電路4及影像逆位移電路8會對 應動態向量資訊D 1而隨著時間經過依序分別對2框延遲 倍速影像信號s 5及倍速影像信號S 3之圖素實施位移’並 將其供應至平均化處理部1 3。 如第6圖（B)所示，平均化處理部13之第1加權部 14係對2框延遲倍速影像信號S5之場1a’、lb、及1b’之 各圖素之圖素資料實施和各位移量成反比之加權。 亦即，第1加權部14會對實施1/4 X A之位移之場 lb，實施3/4之加權，對實施2/4xA之位移之場1b實施 2/4之加權，對實施3/4 xA之位移之場lb’實施1/4之加 權。 同樣的，第2加權部1 5係對倍速影像信號S3之場 2a*、2b、及2b'之各圖素之圖素資料貫施和各位移星成反 比之加權。 亦即，第2加權部15會對實施-3/4 X A之位移之場 2a’實施1/心之加權，對實施-2/4xA之位移之場2b實施 2/4之加權，對實施-ΙΜχΑ之位移之場2b’實施3/4之加 權。 如上所示，第1加權部1 4及第2加權部1 5在分別對 2框延遲倍速影像信號S 5及倍速影像信號S 3之圖素之圖 素資料實施和圖素之位移量成反比之加權後，將其供應至 信號合成器1 2。 -22- (19) 1246332 信號合成器1 2實施2框延遲倍速影像信號S 5及倍速 影像信號S 3之合成，並將其當做補正倍速影像信號S 6輸 出至圖上未標示之CRT104。 亦即，如第6圖（B )所示，信號合成器1 2實施加權 後之2框延遲倍速影像信號S 5及倍速影像信號s 3之合成 ，而將位移後之場la，及其2框後之場2a’之平均當做動態 補正後之新場la’，將位移後之場lb及其2框後之場2b 之平均當做動態補正後之新場lb，將位移後之場lb’及其 2框後之場2 b ’之平均當做動態補正後之新場1 b ’ ° 如上所示，動態補正裝置2 0利用動態向量檢測電路 5檢測到之框間之動態向量，使補正對象之場及其2框後 之場朝相反方向分別實施位移後，實施和位移量成反比之 加權平均並進行合成，可將連續場間之影像之動態補正成 更爲順暢。 又，因爲影像存在超越動態向量檢測電路5之探索範 圍之動態等原因而檢測到錯誤動態向量時、或影像移動時 信號電平亦產生變化時，可將連續場間之影像之動態補正 成較爲自然。 此外，上述之實施形態中，係針對對由經過倍速變換 之50場/秒之PAL信號所構成之1〇〇場/秒之倍速影像信 號實施動態補正時進行說明，然而，本發明並未受限於此 ，亦可應用於對由經過倍速變換之5 0場/秒之S E C A Μ ( Sequentiel a Memoire)信號所構成之100場/秒之倍速影 像信號實施動態補正時、或對由經過倍速變換之60場/秒 (20) 1246332 之 NTSC ( National Television System Committe)信號戶斤 構成之1 20場/秒之倍速影像信號實施動態補正時。又， 亦可應用於下述情形，亦即，N T S C信號之影像內容爲胃 秒3 0格之電腦繪圖影像，對其實施倍速變換，並對由# 構成之1 2 0場/秒之倍速影像信號實施動態補正時。 此外，上述之實施形態中，係針對對2倍速化倍速影 像信號實施動態補正時進行說明’然而’本發明並未受限 於此，亦可廣泛地應用於對以各種倍率實施N倍速化（N 爲實數）之N倍速影像信號實施動態補正時。以下係以 對4倍速影像信號實施動態補正爲例來進行說明。 首先，參照第14圖，針對對影像信號實施4倍速化 之處理進行說明。實施第1 4圖（A )所示之輸入影像信 號S1之場la之掃描線數之遞增變換’產生第14圖（B) 所示之框1 a。以下，以同樣方法實施順序輸入影像信號 S1之場lb、…之順序遞增變換，產生框lb、…’且產生 由5 0框/秒所構成之遞增影像之中間影像丨s號S 2 ° 其次，將第14圖（B )所示之框1 a寫入影像記憶體 (圖上未標示），並以每1 /2 0 0秒、間隔1條掃描線之方 式重複讀取4次，而從該框1a產生4個場h、〗a’、la" 、及la，，，。同樣的，從中間影像信號S2之框lb產生4個 場 lb、lb’、lb’’、及 lb’’’。 如上所示，可產生由200場/秒所構成之交錯影像之4 倍速影像信號S 2 3。其相當於在輸入影像信號S 1之原影 像（場la、lb、…）間插入由該原影像產生之N-1個內 (21) 1246332 插影像（場1 a，〜1 a，，，、1 b1〜1 b，，，、…）。 參照第1 5圖，針對以此方式產生之4 S23之影像動態進行說明。第15圖（a )所 信號S 1中，物體1 1 0在場間係朝右滑動， 1 5圖（B )所示之4倍速影像信號S 2 3中 la’、la’’、及la…皆由同一場所產生，物體 同一位置。其次，其下一之場lb因係由不 ，從場laf移至場lb時，物體1 10之顯示會 動。

第1 6圖中，2 1係針對4倍速影像信號 置，將由經過4倍速變換之50場/秒之PAL 2 0 0場/秒之4倍速影像信號S 2 3輸入至影像 影像記憶體22對4倍速影像信號S2 3 遲，產生2框延遲4倍速影像信號S24，並 段之影像記憶體2 3。影像記憶體2 3會進一 4倍速影像信號S24實施2框份延遲’產生 速影像信號s 2 5 ’並將其輸入至影像位移電 向量檢測電路25。 另一方面，膠卷檢測電路2 6依據4 S23及2框延遲4倍速影像信號S24之關係 4倍速影像信號S23是否爲膠卷素材。亦即 速影像信號S23爲膠卷素材時’該倍速影像 同一格所產生之場係8場（4框）連續，4 S 23及其2框前之2框延遲4倍速影像信號 倍速影像信號 示之輸入影像 相對於此，第 ，因爲場1 a、 1 1 〇會顯示於 同之場所產生 出現很大的移 之動態補正裝 信號所構成之 記憶體22。 實施2框份延 將其輸入至後 步對2框延遲 4框延遲4倍 路2 4及動態 倍速影像信號 ，判定輸入之 ，輸入之4倍 信號S 2 3中由 倍速影像信號 S24間可檢測 (22) 1246332 到週期性相關。 膠卷檢測電路26會計算4倍速影像信號S23及2框 延遲4倍速影像信號S 2 4對應之各圖素之信號電平之差分 値，2框間隔之該差分値交替爲特定閾値以上/閾値以下之 値時，表示4倍速影像信號S23及2框延遲4倍速影像信 號S 24具有高相關度，而判定4倍速影像信號S23爲膠卷 素材。其次，膠卷檢測電路26依據此判定結果控制選擇 開關2 7。 亦即，膠卷檢測電路26在判定4倍速影像信號S2 3 不是膠卷素材時，將選擇開關27切換至端子27A側’並 將參照影像信號之2框延遲4倍速影像信號S 2 4輸入至影 像逆位移電路2 8及動態向量檢測電路2 5。 動態向量檢測電路2 5在當做目前之場（現畫面）之 4框延遲4倍速影像信號S25之場、及當做參照場（參照 畫面）之2框延遲4倍速影像信號S24之場間，以各圖素 單位或區塊單位依序檢測2框間（4場）之影像之動態向 量。 亦即，如第1 7圖（A )所示，當做目前之場之場la (4框延遲4倍速影像信號S 2 5 )、及當做其2框後之參 照場之場1 b ( 2框延遲4倍速影像信號S 2 4 )間之特定圖 素或區塊之動態向量爲 A，當做目前之場之場lb、及當 做其2框後之參照場之場2a間之特定圖素或區塊之動態 向量爲B。動態向量檢測電路2 5將以此方式檢測到之各 圖素單位或區塊單位之框間之動態向量當做，動態向量資 -26- (23) 1246332 訊D21供應至影像位移電路24及影像逆位移電路28。又 ，圖上未標示之場檢測電路對影像位移電路24及影像逆 位移電路28供應場單位之補正時序控制信號D22。 影像移動手段之影像位移電路24及影像逆位移電路 28係依據動態向量資訊D21及補正時序控制信號D22 ’ 對應檢測到之動態向量分別對檢測到4框延遲4倍速影像 信號S 2 5及當做參照影像信號之2框延遲4倍速影像信號 S 24之動態之各圖素實施位移。 亦即，如第1 7圖（B )所示，影像位移電路24對檢 測到當做目前之場之4框延遲4倍速影像信號S25之場 la’、la"、及la"’之動態之各圖素分別僅實施1/4χΑ、 2/4 X A、及3/4x A之位移，並供應至後段之平均化處理 部9。又，影像逆位移電路2 8對檢測到當做參照場之2 框延遲4倍速影像信號524之場lb’、lb"、及lb’"之動 態之各圖素分別僅實施·3/4 X A、-2/4 X A、及-1/4 X A之位 移，並供應至後段之平均化處理部2 9。 因此，影像位移電路24及影像逆位移電路2 8係對應 動態向量資訊D2 1而隨著時間經過分別對當做目前之場 之4框延遲4倍速影像信號S 2 5、及當做參照場之2框延 遲4倍速影像信號S 2 3之圖素實施順序位移’並供應至平 均化處理部2 9。 補正手段之平均化處理部29之第1加權部30 ’如第 17圖（B)所示’對4框延遲4倍速影像信號S25之場la 、la，、]a’，、及la’"之各圖素之圖素資料實施1/2之加權 -27- (24) 1246332 ’並供應至信號合成器32。又，第2加權部3 1則對2框 延遲4倍速影像信號S24之場lb、lb，、ib，，、及lb，，，之 各圖素之圖素資料實施1 /2之加權，並供應至信號合成器 32 〇 如此，第1加權部3 0及第2加權部3 1分別對當做目 前之場之4框延遲4倍速影像信號S 2 5、及當做參照場之 2框延遲4倍速影像信號S24之圖素之圖素資料實施1/2 之加權，並供應至信號合成器3 2。 信號合成器32實施4框延遲4倍速影像信號S25及 2框延遲4倍速影像信號S24之合成，並將其當做補正4 倍速影像信號S26輸出至圖上未標示之CRT。 亦即，如第1 7圖（B )所示，信號合成器3 2實施加 權後之4框延遲4倍速影像信號S25及2框延遲4倍速影 像信號S24之合成，將位移後之場la1及其2框後之場lb’ 之圖素資料之平均當做動態補正後之新場1 a ’’將位移後 之場la"及其2框後之場lb’’之圖素資料之平均當做動態 補正後之新場1 a ’’，將位移後之場1 a及其2框後之場 1 b "，之圖素資料之平均當做動態補正後之新場1 a’ ’ ’ ° 如上所示，動態補正裝置2 1利用動態向量檢測電路 2 5檢測到之2框間之動態向量’使目前之場及其2框後 之參照場朝柑反方向分別實施位移後’實施加權並進行合 成，可將4倍速影像信號之連續場間之影像之動態補正成 更爲順暢。又，省略針對4倍速影像信號S 2 3爲膠卷素材 時之處理之說明。 -28- (25) 1246332 以上’係針對對4倍速影像信號實施動態補正時進行 說明，然而，亦可以同樣方法對N倍速影像信號實施動 態補正。亦即，動態補正裝置2 1之動態向量檢測電路2 5 在對利用N倍速變換處理將從原畫面（亦即，場1 a、1 b 、…）全新產生並插入至和下一原畫面間之N-1個內插畫 面（亦即，場 la’〜la"’、lb’〜lb’’，、…）實施動態補正 時’係檢測該N - 1個內插畫面之產生來源之原畫面、及其 1個後之原畫面（以下將其稱爲參照畫面）間之動態向量 〇 影像移動手段之影像位移電路2 4對第m個內插畫面 (1 ‘ mg N-1 )僅實施動態向量之m/N之移動，影像逆位 移電路2 8則對第m + N個內插畫面僅實施動態向量之-( N-m ) /N之移動。因爲移動內插畫面時之比率「m/N」係 和「原畫面至內插畫面爲止之時間/原畫面至參照畫面爲 止之時間」成比例，且移動參照畫面時之比率「（ N · m ) /N」係和「內插畫面至參照畫面爲止之時間/原畫面至參 照畫面爲止之時間」成比例，故對應於以和原畫面至內插 畫面爲止之時間成比例之比率移動該內插畫面，且對應於 以和內插畫面至參照畫面爲止之時間成比例之比率朝相反 方向移動該參照影像。 其次，補正手段之平均化處理部29將對移動後之第 m個內插影像及第m + N個內插影像之各圖素之圖素資料 分實施1 /2之加權並疊合者當做動態補正後之第ni個內插 影像。 -29- (26) 1246332 利用以上之構成，可將N倍速影像信號之場間之動 態補正成較爲順暢。又，動態向量之檢測亦可在距離N 畫面之任意內插畫面間實施，然而，因爲該內插畫面係從 原畫面利用N倍速變換處理所產生，故在原畫面及參照 畫面間檢測到之動態向量具有較高精度。又，故以和檢測 圖素之移動量成反比之値取代1 /2之加權來實施加權，可 以將N倍速影像信號之場間之動態補正成更爲順暢。 又，利用N倍速變換處理產生之第m個內插畫面之 圖素資料係對應於原畫面之相同位置之圖素資料，第 m + N個內插畫面之圖素資料則係對應於參照畫面之相同 位置之圖素資料。因此，實施第m個（l^m^N-1)內插 畫面之補正時，將利用影像位移電路24移動原畫面對應 之圖素資料之位置、利用影像逆位移電路28利動參照畫 面對應之圖素資料之位置之信號供應至平均化處理部29 ，亦可得到相同結果。 又，上述實施形態係針對顯示手段爲CRT時進行說 明，然而，本發明並未受限於此，將液晶面板、電漿顯示 面板、及有機 EL( Electro Luminescence)面板等固定圖 素之裝置當做顯示手段使用時，亦可將場間之動態補正成 較爲順暢。 如上面所述，依據本發明，係將對應檢測到之框間之 動態向量對目前之場之影像、及其1框或2框後之參照場 之影像實施相反方向之移動後進行合成並實施平均化者當 做補正後之場之影像，故可將場間之動態補正成比傳統更 -30- (27) 1246332 爲順暢。 又’採取和圖素之移動量成反比之加權平均，可將連 續場間之影像之動態補正成更爲順暢。 本發明適用於電視裝置等影像顯示裝置。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之補正裝置之構成區塊圖。 第2圖係倍速影像信號不是膠卷素材時之動態改善狀 況之略線圖。 第3圖係倍速影像信號爲膠卷素材時之動態改善狀況 之略線圖。 第4圖係動態向量爲探索範圍外時之略線圖。 第5圖係其他實施形態之動態補正裝置之構成區塊圖 〇 第6圖係其他實施形態之倍速影像信號爲膠卷素材時 之動態改善狀況之略線圖。 第7圖係場倍速電路之構成區塊圖。 第8圖係影像信號之倍速化之說明略線圖。 第9圖係倍速影像信號不是膠卷素材時之動態之說明 略線圖。 第1 0圖係倍速影像信號爲膠卷素材時之動態之說明 略線圖。 第1 1圖係倍速影像信號不是膠卷素材時之動態改善 狀況之略線圖。 -31 - (28) 1246332 第1 2圖係倍速影像信號爲膠卷素材時之動態改善狀 況之略線圖。 第1 3圖係動態向量爲探索範圍外時之略線圖。 第1 4圖係影像信號之4倍速化之說明略線圖。 第1 5圖係4倍速影像信號之說明略線圖。 第1 6圖係針對4倍速影像信號之動態補正裝置之構 成區塊圖。 第1 7圖係4倍速影像信號之動態改善狀況之略線圖 [主要元件符號說明] 1、 2 0、2 1……動態補正裝置 2、 3、2 2、2 3......影像記憶體 4、 2 4......影像位移電路 5、 2 5......動態向量檢測電路 6、 26……膠卷檢測電路 7、 2 7......選擇開關 8、 2 8……影像逆位移電路 9、 1 3、2 9……平均化處理部 10、 11、14、15、30、31......力口權部 12、32……信號合成器 -32-

Claims (1)

1246332 (1) f m—―一 IT 5]1 ^vp. ·χΓ 〜/r94. t 29 牛 /:i 日 拾、申請專利範圍 第9 3 1 1 3 5 0 1號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國94年6月29日修正 1 · 一種動態補正裝置，其特徵爲具有：

動態向量檢測手段，用以從由視頻信號之倍速變換所 得之影像信號之目前之場之影像資訊、及該目前之場之1 框後之參照場之影像資訊，檢測上述目前之場之檢測圖素 及上述參照場之檢測圖素間之動態向量； 影像移動手段，用以將上述目前之場之檢測圖素移動 上述動態向量之1 /2、及將上述參照場之檢測圖素移動上 述動態向量之-1/2 ;以及

平均化手段，用以對利用上述影像移動手段移動之上 述目前之場之檢測圖素之圖素資料、及上述參照場之檢測 圖素之圖素資料實施加權並疊合，執行上述目前之場之上 述影像信號之動態補正。 2·如申請專利範圍第1項之動態補正裝置，其中 上述平均化手段係分別針對上述檢測圖素，實施和上 述影像移動手段之移動量成反比之加權並疊合。 3·如申請專利範圍第1項之動態補正裝置，其中 上述動態向量檢測手段係利用區塊匹配法對由特定圖 素數所構成之各區塊實施上述動態向量之檢測。 4 · 一種動態補正裝置，其特徵爲具有： 正替換i 1246332 94. S. 29 Γ-! (2) .動態向量檢測手段，用以從在膠卷之膠捲過帶 (telecine)變換後實施倍速變換之影像信號之目前之場之 影像資訊、及由該影像信號之2框延遲之參照影像信號之 參照場之影像資訊，檢測上述目前之場之檢測圖素及上述 參照場之檢測圖素間之動態向量；

影像移動手段，用以將上述影像信號之上述目前之場 後之3個場之檢測圖素分別移動上述動態向量之1 /4、2/4 、及3 /4、及將上述參照影像信號之上述參照場後之3個 場之檢測圖素分別移動上述動態向量之-3/4、-2/4、及-1/4 ;以及 平均化手段，用以對利用上述影像移動手段移動上述 目前之場後之3個場之檢測圖素之圖素資料、及上述參照 場後之3個場之檢測圖素之圖素資料分別實施加權並疊合 ’執行上述目前之場後之3個場之上述影像信號之動態補 正。

5·如申請專利範圍第4項之動態補正裝置，其中 上述平均化手段係分別針對上述檢測圖素，實施和上 述影像移動手段之移動量成反比之加權平均。 6.如申請專利範圍第4項之動態補正裝置，其中 上述動態向量檢測手段係利用區塊匹配法對由特定圖 素數所構成之各區塊實施上述動態向量之檢測。 7 . —種動態補正方法，其特徵爲具有： 動態向量檢測步驟，用以從由視頻信號之倍速變換所 得之影像信號之目前之場之影像資訊、及該目前之場之1 -2-

1246332 (3) 框後之參照場之影像資訊，檢測上述目前之場之檢測圖素 及上述參照場之檢測圖素間之動態向量； 影像移動步驟，用以將上述目前之場之檢測圖素移動 上述動態向量之1 /2、及將上述參照場之檢測圖素移動上 述動態向量之-1 /2 ;以及 平均化步驟，用以對利用上述影像移動步驟移動之上 述目前之場之檢測圖素之圖素資料、及上述參照場之檢測 圖素之圖素資料實施加權並疊合，執行上述目前之場之上 述影像信號之動態補正。 8 .如申請專利範圍第7項之動態補正方法，其中 上述平均化步驟係分別針對上述檢測圖素，實施和上 述影像移動步驟之移動量成反比之加權平均。 9.如申請專利範圍第7項之動態補正方法，其中 上述動態向量檢測步驟係利用區塊匹配法對由特定圖 素數所構成之各區塊實施上述動態向量之檢測。 10· —種動態補正方法，其特徵爲具有： 動態向量檢測步驟，用以從在膠卷之膠捲過帶 (telecine)變換後實施倍速變換之影像信號之目前之場之 影像資訊、及由該影像信號之2框延遲之參照影像信號之 參照場之影像資訊，檢測上述目前之場之檢測圖素及上述 參照場之檢測圖素間之動態向量； 影像移動步驟，用以將上述影像信號之上述目前之場 後之3個場之檢測圖素分別移動上述動態向量之1 /4、2/4 、及3 /4、及將上述參照影像信號之上述參照場後之3個 -3- 條 1246332 (4) 、七替換則 94 6.29 1 年月 日 場之檢測圖素分別移動上述動態向量之- 3/4、-2/4、及-1/4 ;以及 平均化步驟，用以對利用上述影像移動步驟移動上述 目前之場後之3個場之檢測圖素之圖素資料、及上述參照 場後之3個場之檢測圖素之圖素資料分別實施加權並疊合 ，執行上述目前之場後之3個場之上述影像信號之動態補 正。

1 1 .如申請專利範圍第1 0項之動態補正方法，其中 上述平均化步驟係分別針對上述檢測圖素，實施和上 述影像移動手段之移動量成反比之加權平均。 1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項之動態補正方法，其中 上述動態向量檢測步驟係利用區塊匹配法對由特定圖 素數所構成之各區塊實施上述動態向量之檢測。

1 3 · —種動態補正裝置，係將從影像信號之原畫面產 生之N-1個內插畫面插入該原畫面及其下一原畫面間，並 對經過N倍速變換之N倍速影像信號實施動態補正，其 特徵爲具有： 動態向量檢測手段，用以從上述原畫面之影像資訊、 及該原畫面之下一原畫面之參照畫面之影像資訊，檢測該 原畫面之檢測圖素、及該參照畫面之檢測圖素間之動態向 量； 影像移動手段，用以將對應上述原畫面之檢測圖素之 第m個內插畫面（1 S m ^ N-1 )之檢測圖素僅移動上述動 態向量之m/N，同時將對應上述參照畫面之檢測圖素之第 -4- 1246332

£ ,94.

m + N個內插畫面之檢測圖素僅移動上述動態向量之-(Ν_ m) /Ν ;以及 補正手段，用以對利用上述影像移動手段移動之上述 弟m個內插畫面之檢測圖素之圖素資料、及上述第m + N 個內插畫面之檢測圖素之圖素資料，分別以和該影像移動 手段之移動量成反比之値實施加權並疊合，並將其視爲經 過動態補正之上述第m個內插畫面輸出。

1 4 · 一種動態補正方法，係將從影像信號之原畫面產 生之N-1個內插畫面插入該原畫面及其下一原畫面間，並 對經過N倍速變換之N倍速影像信號實施動態補正，其 特徵爲具有： 動態向量檢測步驟，用以從上述原畫面之影像資訊、 及該原畫面之下一原畫面之參照畫面之影像資訊，檢測該 原畫面之檢測圖素、及該參照畫面之檢測圖素間之動態向 · 里 ，

影像移動步驟，用以將對應上述原畫面之檢測圖素之 第m個內插畫面（l^mSN-1)之檢測圖素僅移動上述動 態向量之m/N，同時將對應上述參照畫面之檢測圖素之第 m + N個內插畫面之檢測圖素僅移動上述動態向量之-(N-m ) /N ;以及 補正步驟，用以對利用上述影像移動步驟移動之上述 第m個內插畫面之檢測圖素之圖素資料、及上述第m + M 個內插畫面之檢測圖素之圖素資料，分別以和該影像移動 步驟之移動量成反比之値實施加權並疊合，並將其視爲經 -5-

1246332 (6) 過動態補正之上述第m個內插畫面輸出。 1 5 · —種動態補正裝置，係用以對插入至視頻信號之 原晝面、及其下一原畫面間之新N-1個內插畫面之影像信 號實施動態補正，其特徵爲具有：

動態向量檢測手段，用以從上述原畫面之影像資訊、 及該原畫面之下一原畫面之參照畫面之影像資訊，檢測上 述原畫面之檢測圖素、及上述參照畫面之檢測圖素間之動 態向量； 影像移動手段，實施第m個（l^mSN-1)上述內插 畫面之補正時，用以將對應上述原畫面之檢測圖素之圖素 資料之位置僅移動上述動態向量之m/N、及將對應上述參 照畫面之檢測圖素之圖素資料之位置僅移動上述動態向量 之_ ( N-m) /N ;以及

補正手段，用以對利用上述影像移動手段移動之對應 上述原畫面之檢測圖素之圖素資料、及對應上述參照畫面 之檢測圖素之圖素資料實施特定加權並疊合，執行上述內 插畫面之影像信號之補正。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項之動態補正裝置，其中 上述補正手段係依據對應於上述原畫面及上述參照畫 面之檢測圖素之圖素資料之位置之移動量，實施上述特定 加權並疊合。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之動態補正裝置，其中 上述補正手段係分別針對對應於上述原畫面及上述參 照畫面之檢測圖素之圖素資料，實施和上述影像移動手段 -6- t.智·獨.罠 6..2 9 月 B] 1246332 陳 (7) 之移動量成反比之加權 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項之動態補正裝置，其中 i：述補正手段係對對應於上述原畫面之檢測圖素之圖 素資料實施（N-m ) /N之加權，而對對應於上述參照晝面 之檢測圖素之圖素資料則實施m/N之加權。

19. 一種動態補正方法，係用以對插入至視頻信號之 原畫面、及其下一原畫面間之新N-1個內插畫面之影像信 號實施動態補正，其特徵爲具有： 動態向量檢測步驟，用以從上述原畫面之影像資訊、 及該原畫面之下一原畫面之參照畫面之影像資訊，檢測上 述原畫面之檢測圖素、及上述參照畫面之檢測圖素間之動 態向量；

影像移動步驟，實施第m個（lSm^N-1)上述內插 畫面之補正時，用以將對應上述原畫面之檢測圖素之圖素 資料之位置僅移動上述動態向量之m/N、及將對應上述參 照畫面之檢測圖素之圖素資料之位置僅移動上述動態向量 之-(N-m ) /N ;以及 補正步驟，用以對利用上述影像移動步驟移動之對應 上述原畫面之檢測圖素之圖素資料、及對應上述參照畫面 之檢測圖素之圖素資料實施特定加權並疊合，執行上述內 插畫面之影像信號之補正。