内插帧生成方法及内插帧生成设备技术

根据一个实施例，使用多个输入帧图像生成插入在多个连续帧之间的新内插帧的内插帧生成方法，包括以下步骤：第一检测（ＳＴ１０１），使用固定尺寸的第一块，通过在输入帧图像之间进行块匹配处理，检测至少一个势运动矢量；第二检测（ＳＴ１０５），使用具有能够在大于第一块的尺寸的范围内变化的尺寸的第二块，通过在输入帧图像之间进行块匹配处理，检测运动矢量；以及使用势运动矢量生成内插帧（ＳＴ１０７）。该生成（ＳＴ１０７）是在第一检测检测出多个运动矢量时，使用该多个势运动矢量中的最接近第二检测检测出的运动矢量的势运动矢量生成内插帧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的 一 个实施例涉及 一 种生成内插帧、在形成移动图像的 帧图像之间插入内插帧、以及将物体移动显示为平滑自然的移动的 技术。
技术介绍
当在液晶显示器(LCD)上显示移动图^f象时，LCD以(例如) 60帧/秒的速率显示帧图像(下文中简称为帧)。这些帧是通过 处理60场/秒的隔行扫描信号获取的连续扫描图像。具体地，LCD 将一帧显示1/60秒。当7见看显示在LCD上的这种图^f象时，由于^见看者眼睛的一见觉 持续性(persistence of vision ),仅L得前一帧的图像残留。所以，存 在图像中的移动物体显得模糊或物体的移动显得不自然的情况。这 种现象在较大屏幕上更加显著。为了防止这种移动图像的才莫糊，公知这样的一种方法通过在 两个连续帧之间4翁入内4翁帧(interpolated frame )来显示移动图 <象(参 见第2005-6275号日本专利申i青KOKAI文件)。在该文件的方法中， 在包括在前帧和在后帧的两个输入帧或更多输入帧之间执行形成 帧的图像块的匹配，以;险测每个块的运动矢量(物体移动的方向和 距离)。4吏用每个块的运动矢量生成位于多个输入帧之间的新的内插帧。将该内插帧插入在两个输入帧之间，乂人而以更多凄t目的帧显 示移动图像。上述的块匹配是一种4企测在后帧中的哪个图 <象块与某帧中的 预定尺寸的图 <象块匹配的方法。计算在前帧中的 一 个图像块的^f象素和在后帧中的任意一个图像块的相应像素之间的差分(difference )， 将具有最低差分累加值(绝对差分和[SAD])的在后帧的图像块检 测为最类似于在前帧的图像块的图像块。将在前帧和在后帧的最类 似的块之间的位置差检测为运动矢量。当基于^f吏用SAD的块匹配估计物体的移动时，如果多个4命入 帧中存在周期性图案，则在周期性图案中的图像块中不能估计出准 确的运动矢量。第2005-56410号日本专利申请KOKAI中公开了一 种在观测图像是周期性图案的情况下，利用周围图像块的运动矢量 校正图像块的运动矢量的方法。另外，作为第2006-208792号曰本 专利申请(于2006年7月31日递交，下文中称为参考3)，递交了 -使用两种尺寸的块来4企测运动矢量的方法。如上所述，已知多种使用周围块的运动矢量校正周期性图案中 的图像块的运动矢量的方法。但是，在周期性图案的尺寸远大于图 像块的情况下，这些方法并不能提供适当的校正。并且，在周围块 的运动矢量具有低可靠性的情况下，这些方法也不能提供适当的校 正。所以，在上述情况下，这些方法存在不能获取可靠的运动矢量 的问题。在图像包括许多周期性图案的情况下，这个问题变得更加 显著，所以需要提供针对这个问题的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够不受图像的画面图案的影 响、高准确度地4企测运动矢量的内插帧生成方法和内插帧生成i殳 备。根据本专利技术的一个方面，提供了 一种使用多个输入帧图像生成 插入在多个连续帧之间的新内插帧的内插帧生成方法，包括以下步骤第一检测，使用固定尺寸的第一块，通过在输入帧图像之间进 4亍块匹配处J里，冲全测至少一个势运动矢量(potential motion vector ); 第二才企测，使用具有能够在大于第 一块的尺寸的范围内变化的尺寸 的第二块，通过在输入帧图像之间进行块匹配处理，检测运动矢量； 以及当第一检测检测出的势运动矢量的数目为1时，使用该势运动 矢量生成内插帧。该生成是在第一4企测;险测出多个运动矢量的情况 下，4吏用该多个势运动矢量中的最4妻近于第二才企测才企测出的运动矢 量的势运动矢量生成内插帧。通过采取这些措施，使用固定尺寸的块(小块)和大于固定尺 寸的块的可变尺寸的块(大块)4丸4亍块匹配处理。适当改变大块的 尺寸。例如，根据诸如图像帧的周期性重复图案的图像画面图案改 变大块的尺寸。尽管存在当图像包括周期性重复图案时在使用小块 的才企测中检测出多个势运动矢量的情况，但是也可以通过使用大块 执行块匹配处理来选定一个运动矢量。另外，在上述措施中，大块 的尺寸可变，所以可以以更高的精确度4全测运动矢量。才艮据本专利技术，可以提供 一 种能够不受图像的画面图案的影响、 高精确度地冲企测运动矢量的内插帧生成方法和内插帧生成设备。本专利技术的其它目的和优点将在下面的描述中阐述，并且部分;也 通过下面的描述变得显而易见，或可以通过实施本专利技术而获知。本专利技术的目的和优点可以通过下文中特别指出的手^L及组合实现和 获得。附图说明结合在i兌明书中并组成i兌明书的一部分的附图示出了本专利技术 的多个实施例，并与上面给出的概括描述和下面给出的实施例的详 细描述一起用来解释本专利技术的原理。图1是示出根据本专利技术的内插帧生成设备的实施例的框图2是用于解释块匹配处理的实例的示意图3是示出^f吏用固定尺寸的块和可变尺寸的块的块匹配处理的 SAD特性的图表；图4是图1的运动矢量4企测部12的处理过程的流程图5是用于解释块匹配的精确度受块尺寸的影响的示意图；以及图6是用于解释块匹配的精确度受块尺寸的影响的另 一个示意图。具体实施例方式下文中将参考附图，描述根据本专利技术的各种实施例。总地来讲， 才艮据本专利技术的一个实施例，4是供了一种使用多个输入帧图像，生成1tL//、4^3^ 'I J^;六WVr'J gtUTOi w V r'J 1±/TJ/《乂JAj77 /A ， 。-cr r乂、 l 少骤第一检测，使用固定尺寸的第一块，通过在输出帧图像之间进 4亍块匹配处理，片企测至少一个势运动矢量；第二碎企测，V吏用具有能够在大于第一块的尺寸的范围内变化的尺寸的第二块，通过在输入帧图像之间进行块匹配处理，检测运动矢量；以及当第一检测检测 出的势运动矢量的数目为1时，使用该势运动矢量生成内插帧。其 中，该生成是在第一冲企测4全测出多个运动矢量的情况下，使用该多 个势运动矢量中的最4妻近于第二 #r测#r测出的运动矢量的势运动 矢量生成内4翁帧。图1是示出根据本专利技术的内插帧生成设备(帧数改变设备)的 实施例的一匡图。内^帧生成i殳备10包4舌帧存4诸部11、运动矢量 才企测部12、及内插图^f象生成部13。运动矢量冲企测部12通过块匹配 处理，在(例如)输入图<象信号中的两个连续帧中才全测运动矢量。 输入图像信号的帧频(frame rate )是(例如)60帧/秒。内插图像生成部13基于运动矢量检测部12的检测结果生成内 插帧，并将内插帧插入在两个帧之间。其中插入了内插帧的输出图 ^f象信号的帧频是(例如)120帧/秒。运动矢量4企测部12和内插图 <象生成部13可以由4吏用单3虫电子电^各(individual electronic circuits ) 的硬件或CPU^丸行的软件(未示出)形成。同时，运动矢量才全测部12具有固定尺寸块处理部121、可变尺 寸块处理部122、及块尺寸调整部123,作为与本专利技术相关的处理 功能部。固定尺寸块处理部121使用固定尺寸的块(下文中称为固 定尺寸块)，通过块匹配处理4企测势运动矢量。具体地，固定尺寸 块处理部121通过计算部121a计算两个l叙入帧图^象中的图^f象块的 相应1象素<|[之间的绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用多个输入帧图像生成插入在多个连续帧之间的新内插帧的内插帧生成方法，其特征在于，包括以下步骤：第一检测（ＳＴ１０１），使用固定尺寸的第一块，通过在所述输入帧图像之间进行块匹配处理，检测至少一个势运动矢量；第二检测（ＳＴ１０５），使用具有能够在大于所述第一块的尺寸的范围内变化的尺寸的第二块，通过在所述输入帧图像之间进行块匹配处理，检测运动矢量；以及当通过所述第一检测检测出的所述势运动矢量的数目为１时，使用所述势运动矢量生成所述内插帧（ＳＴ１０７），其中所述生成（ＳＴ１０７）是，当通过所述第一检测检测出多个运动矢量时，使用所述多个势运动矢量中的最接近通过所述第二检测检测出的所述运动矢量的势运动矢量生成所述内插帧。

【技术特征摘要】
JP 2006-12-8 2006-3323841.一种使用多个输入帧图像生成插入在多个连续帧之间的新内插帧的内插帧生成方法，其特征在于，包括以下步骤第一检测(ST101)，使用固定尺寸的第一块，通过在所述输入帧图像之间进行块匹配处理，检测至少一个势运动矢量；第二检测(ST105)，使用具有能够在大于所述第一块的尺寸的范围内变化的尺寸的第二块，通过在所述输入帧图像之间进行块匹配处理，检测运动矢量；以及当通过所述第一检测检测出的所述势运动矢量的数目为1时，使用所述势运动矢量生成所述内插帧(ST107)，其中所述生成(ST107)是，当通过所述第一检测检测出多个运动矢量时，使用所述多个势运动矢量中的最接近通过所述第二检测检测出的所述运动矢量的势运动矢量生成所述内插帧。2. 根据权利要求1所述的内插帧生成方法，其特征在于，进一步 包4舌以下步艰i:才艮据至少一个所述输入帧图 <象的画面图案，自适应地调 整所述第二块的尺寸(ST105)。3. 根据权利要求2所述的内插帧生成方法，其特征在于，所述调 整(ST105)是调整所述第二块的尺寸，以将通过所述第二冲企 测才企测出的运动矢量的凄t目i殳置为1。4. 才艮据^^又利要求3所述的内插帧生成方法，其特4正在于，所述调 整(ST105)是将所述第二块的尺寸设置为所述第一块的尺寸 的N倍。5. 根据权利要求2所述的内插帧生成方法，其特征在于，所述调 整(ST105)包括以下步骤测量在所述输入帧图{象之间通过所述第一才企测冲企测出多 个势运动矢量的事件连续出现的次^:;以及根据所述测量结果，计算所述输入帧图像之一 中的周期 性重复图案的宽度，并将所述第二块的尺寸设置为宽于计算出 的宽度。6. 4艮据权利要求2所述的内插帧生成方法，其特征在于，所述调 整(ST105)包括以下步骤测量 一 行所述输入帧图^f象之 一 上的单元图案的重复次 数；以及基于所述测量结果，计算所述输入帧图像之一中的周期 性重复图案的宽度，并将所述第二块的尺寸设置为宽于计算出 的宽度。7. 根据权利要求1所述的内插帧生成方法，其特征在于，所述第 一检测(ST101)包括以下步骤计算所述输入帧图<象中的图l象块的相应像素值之间的绝 对差分值；以及选定对应于所述绝对差分值的累加和的最低值的运动矢 量作为所述势运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎雅也，滨川洋平，庄野温夫，吉村博，平山桂子，佐藤考，道庭贤一，小川佳彦，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]