TWI393448B - 轉換視頻信號之畫面頻率之方法 - Google Patents

Description

轉換視頻信號之畫面頻率之方法

本發明是有關於一種畫面頻率提高之轉換方法(frame rate up conversion；FRUC)，且特別是有關於一種用於轉換提高畫面頻率而使用之移動補償插補方法。

在一般畫面頻率提高的轉換方法(frame rate up conversion；FRUC)中，若兩原始畫面的資訊已知，則可從兩原始畫面之間插補加入一新的畫面。具體地來說，一旦對兩連續畫面的運動向量進行分析和估算，便可因此獲得連續畫面相關的運動資訊，然後新的畫面便可根據相關的運動資訊或運動向量插補加入於連續畫面之間。

對目前已知的原始資料來說，動畫影像可能以每秒24個畫面(24Hz)的頻率記錄於其中，而原始影像資料則可能以每秒30個畫面(30Hz)的頻率記錄於其中。為了在大螢幕上觀賞具24Hz或30Hz的影像資料，而不影響其顯示的品質，習知技術係利用畫面頻率提高的轉換方法，將24/30Hz的畫面轉換為60Hz的畫面。然而，若是欲進一步改善影像的顯示品質，則必須將60Hz的畫面頻率轉換至更高才行，此時則有必要利用畫面頻率提高的轉換方法，將60Hz的畫面頻率轉換至如120Hz的畫面頻率。

本發明的目的是在提供一種轉換畫面頻率之方法，藉以提升畫面頻率，並因此改善影像的顯示品質。

依照本發明一實施例，提出一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法，包含：接收一折疊影像序列，此折疊影像序列係存在於或轉換自視頻信號之一連續時間之畫面序列，其中折疊影像序列包含複數個互異之原始畫面，且每一個原始畫面存在有相對應數量之重複畫面；修改上述原始畫面；對與修改後之上述原始畫面相關之至少一運動向量進行估算；以及根據運動向量插補新畫面於修改後之原始畫面之間。

依照本發明另一實施例，提出一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法，包含：接收存在於或轉換自視頻信號之一畫面序列；對畫面序列進行運動估算；根據運動估算之結果判別畫面序列是否為一折疊影像序列，其中折疊影像序列包含複數個互異之原始畫面，且每一個原始畫面存在有相對應數量之重複畫面；當畫面序列為折疊影像序列時，修改原始畫面；對與修改後之原始畫面相關之至少一運動向量進行估算；以及根據運動向量插補新畫面於修改後之原始畫面之間。

根據本發明之技術內容，應用前述轉換畫面頻率之方法可將具有高畫面頻率的畫面序列轉換為具有更高畫面頻率的新畫面序列，藉以改善動畫影像的顯示品質。

下列實施例係揭露一種提高視頻信號之畫面頻率的轉換方法(frame rate up conversion；FRUC)。在下述轉換方法中，當兩原始畫面的資訊已知時，則可從兩原始畫面之間插補加入新的畫面。第1圖係繪示依照本發明實施例之一種在連續畫面之間插補新畫面的方式。如第1圖所示，當兩連續畫面A和B的運動向量進行估算時，可因此獲得連續畫面A和B的相關運 動資訊，然後新的畫面C可根據畫面A和B的相關運動資訊插補加入。

第2圖係繪示依照本發明實施例之一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法的流程圖。首先，接收一折疊(pulldown)影像序列(步驟202)，其中此折疊影像序列係存在於或轉換自視頻信號中之一連續時間的畫面序列，並包括複數個互異的原始畫面，且每一個原始畫面均存在有相對應數量且重複的畫面。接著，調整修改折疊影像序列中的原始畫面(步驟204)。之後，對與修改後的原始畫面相關之至少一運動向量進行估算(步驟206)。然後，根據運動向量的估算結果，將新畫面插補於修改後的原始畫面之間(步驟208)。

下列係以例子來說明利用上述轉換方法將60Hz畫面頻率轉換至120Hz畫面頻率的情形。第3a圖至第3d圖係依照本發明實施例繪示藉由如第2圖所示之轉換方法將原始影像序列轉換為新影像序列的過程。如第3a圖所示，首先接收存在於或轉換自連續畫面序列，且具有60Hz畫面頻率的3：2折疊影像序列1 1 1 7 7 13 13 13...，其中數字1、7、13...等係例示性地代表序列中畫面的位置(或順序)。接著，對折疊影像序列中的原始畫面進行修改。以本實施例而言，係對折疊影像序列中原始畫面之重複畫面(即1、7、13...等)進行移除的動作(如第3b圖所示)。

在原始畫面中的重複畫面移除之後，接著對原始畫面中剩餘畫面之兩相鄰畫面(即1和7、7和13、...等)間相關的運動向量進行估算。以本實施例而言，係根據運動向量在原始畫面中剩餘的兩相鄰畫面之間插補連續時間的新畫面。舉例來說，如第3c圖所示，畫面2 3 4 5 6係插補於畫面1和7之間，而畫 面7 8 9 10 11 12則是插補於畫面7和13之間，依此類推。然後，便可因而產生具畫面頻率120Hz的新畫面序列1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13...(如第3d圖所示)。

第4a圖至第4d圖係依照本發明另一實施例繪示藉由如第2圖所示之轉換方法將原始影像序列轉換為新影像序列的過程。同樣地，如第4a圖所示，首先接收存在於或轉換自連續畫面序列，且具有60Hz畫面頻率的3：2折疊影像序列1 1 1 7 7 13 13 13...。接著，對折疊影像序列中的原始畫面進行修改。 以本實施例而言，其方法是對互異原始畫面中之每一者進行選擇性地複製，使得互異原始畫面中之每一者均存在有相同數量的重複畫面。舉例來說，畫面1和13兩者原先均存在有三個重複畫面，而畫面7原先存在有二個重複畫面，因此畫面7會進行複製，而與畫面1和13一樣具有相同數量的畫面(如第4b圖所示)。

在原始畫面進行調整修改之後，接著對與修改後之畫面中相鄰兩互異畫面(即1和7、7和13、...等)相關的運動向量進行估算。以本實施例而言，其方法是在估算運動向量之後，在修改後之原始畫面中相鄰兩互異畫面之間，根據運動向量插補數個新畫面。在此值得注意的是，新畫面插補的數量係小於原始畫面中重複畫面的數量。舉例來說，如第4c圖所示，畫面4 4係插補於相鄰畫面1和7之間，而畫面10 10係插補於相鄰畫面7和13之間，依此類推；其中畫面4、10、...等的數量係小於畫面1、7、13、...等的數量。然後，便可因而產生具畫面頻率120Hz的新3：2折疊影像序列1 1 1 4 4 7 7 7 10 10 13 13 13...(如第4d圖所示)。

在此值得注意的是，雖然上述實施例係以3：2折疊影像 序列來實現，其僅是用來說明本發明，而非用以限制本發明。因此，2：2折疊影像序列或其他折疊影像序列亦可以相同的方式適用於本發明中。

第5圖係依照本發明另一實施例繪示一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法的流程圖。首先，接收存在於或轉換自視頻信號的畫面序列(步驟502)。接著，對畫面序列進行運動估算(步驟504)。之後，根據運動估算之結果判別所接收之畫面序列是否為折疊影像序列(步驟506)，其中折疊影像序列包括複數個互異的原始畫面，且每一個原始畫面均存在有相對應數量且重複的畫面，例如第3a圖所示的3：2折疊影像序列1 1 1 7 7 13 13 13...。若是畫面序列為一般序列而非折疊影像序列的話，則畫面序列會經由一般的運動補償方法來進行處理(步驟508)。反之，若是畫面序列為折疊影像序列的話，則對序列中的原來畫面進行調整修改(步驟510)。然後，對與修改後的原始畫面相關之至少一運動向量進行估算(步驟512)。而後，根據運動向量估算的結果，插補新畫面於修改後的原始畫面之間(步驟514)。在此值得注意的是，本實施例中的步驟510、512和514係分別類似於第2圖中所示之步驟204、206和208。

由上述本發明之實施例可知，應用前述轉換畫面頻率之方法可將具有高畫面頻率(如：60Hz)的畫面序列轉換為具有更高畫面頻率(如：120Hz)的新畫面序列，藉以改善影像的顯示品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

202~208、502~514‧‧‧步驟

第1圖係繪示依照本發明實施例之一種在連續畫面之間插補新畫面的方式。

第2圖係繪示依照本發明實施例之一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法的流程圖。

第3a圖至第3d圖係依照本發明實施例繪示藉由如第2圖所示之轉換方法將原始影像序列轉換為新影像序列的過程。

第4a圖至第4d圖係依照本發明另一實施例繪示藉由如第2圖所示之轉換方法將原始影像序列轉換為新影像序列的過程。

第5圖係依照本發明另一實施例繪示一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法的流程圖。

502~514‧‧‧步驟

Claims (6)

1. 一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法，包含：接收一折疊影像序列，該折疊影像序列係存在於或轉換自該視頻信號之一連續時間之畫面序列，其中該折疊影像序列包含複數個互異之原始畫面，且每一該些原始畫面存在有相對應數量之重複畫面；修改該些原始畫面，其中修改之步驟更包含選擇性地複製該些互異原始畫面中之每一者，使得該些互異原始畫面中之每一者均存在有一第一數量之重複畫面；對與修改後之該些原始畫面相關之至少一運動向量進行估算，其中進行估算之步驟更包含對與修改後之該些原始畫面中相鄰之兩互異畫面相關之至少一運動向量進行估算；以及根據該運動向量插補新畫面於修改後之該些原始畫面之間，其中插補之步驟更包含根據該運動向量插補一第二數量之新畫面於修改後之該些原始畫面中相鄰之兩互異畫面之間，其中該第二數量係小於該第一數量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該折疊影像序列係為一3：2折疊影像序列。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該折疊影像序列係為一2：2折疊影像序列。
4. 一種轉換視頻信號之畫面頻率之方法，包含：接收存在於或轉換自該視頻信號之一畫面序列； 對該畫面序列進行運動估算；根據運動估算之結果判別該畫面序列是否為一折疊影像序列，其中該折疊影像序列包含複數個互異之原始畫面，且每一該些原始畫面存在有相對應數量之重複畫面；當該畫面序列為該折疊影像序列時，修改該些原始畫面，其中修改之步驟更包含選擇性地複製該些互異原始畫面中之每一者，使得該些互異原始畫面中之每一者均存在有一第一數量之重複畫面；對與修改後之該些原始畫面相關之至少一運動向量進行估算，其中進行估算之步驟更包含對與修改後之該些原始畫面中相鄰之兩互異畫面相關之至少一運動向量進行估算；以及根據該運動向量插補新畫面於修改後之該些原始畫面之間，其中插補之步驟更包含根據該運動向量插補一第二數量之新畫面於修改後之該些原始畫面中相鄰之兩互異畫面之間，其中該第二數量係小於該第一數量。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該折疊影像序列係為一3：2折疊影像序列。
6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該折疊影像序列係為一2：2折疊影像序列。