检测运动矢量和产生内插帧的装置和方法制造方法及图纸

用于产生内插帧的装置包括运算与第一参考帧中的第一块相关的第一运动矢量的第一运算单元，基于第一运动矢量在第二参考帧中提取第二块的第二提取单元，计算第一块和第二块之间的相关性的第一计算单元，提取从第二块移动一定数目像素的第三块的第三提取单元，计算第一块和第三块之间的相关性的第二计算单元，以及基于相关性最高的块对运算内插块的运动矢量的第三运算单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测运动矢量和基于该运动矢量产生内插帧的技术。
技术介绍
一般有两种显示装置，即脉冲型显示装置和保持型显示装置。脉冲型显示装置只在图 像写入显示装置的屏幕之后荧光材料的一定的余辉保留期间发光。举例来说，阴极射线管 (CRT)显示器和场致发光显示器(FED)被归为脉冲型显示装置。保持型显示装置在写 入新图像帧之前保持最后一个图像帧的显示。举例来说，液晶显示器(LCD)和电致发光 显示器(ELD)被归为保持型显示装置。保持型显示装置的一个缺点是在运动图像显示中发生的模糊现象。模糊现象的发生是 由于当运动物体在多个帧的图像中出现并且观察者的眼睛跟随运动物体的运动时该多个 帧的图像在眼中叠加和反射引起的。在被显示图辟中前一帧被下一帧替代之前，原来的前一帧一直被保持显示。虽然如此， 但人眼仍预期图像的下一帧的显示，并通过将其视线移到在前一帧图像上的运动物体的运 动方向观看该运动物体。此外，眼睛在比运动图像的帧间间隔更短的间隔中进行图像取样。 因此，人眼视觉识别出两个连续帧之间的图像以补偿所述间隔，从而观察到模糊现象。这一问题的解决可以通过将显示的帧间间隔设定得更短。这样还能改善几个显示帧的 运动图像中的不自然的运动。作为一种可以想象的具体方法是，利用在MPEG2中使用的 运动补偿产生内插于连续帧之间的内插图像。运动补偿采用通过块匹配检测的运动矢量。根据常用的块匹配，现有帧被划分为多个 块，然后检查各个被划分的块以搜索相似区域的另一帧。从而获得被划分的块和找到的相 似区域之间的运动矢量。然而，如果通过利用基于现有帧获得的运动矢量产生内插帧，则在内插帧上可能产生 块与块之间的重叠或间隙，以致难以产生干净的内插帧。为了解决这一问题，举例来说，第2528103号日本专利和JP-A2004-104656号日本专利申请公开公报披露了防止在内插帧上产生块之间的重叠或间隙的方法。根据该方法，取 代现有帧，将要产生的内插帧被划分为多个块，然后搜索在内插帧之前和之后的帧。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，用于产生内插帧的装置包括从第一参考帧提取与各个内插块 相关的第一块的第一提取单元，各个内插块对应于位于两者之间具有帧间间隔n的第一参 考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，并且该内插帧和第一参考帧之间的间隔为k，其中 k《n/2;运算与各个内插块相关的第一运动矢量的第一运算单元，第一运动矢量连接各个 内插块和第一块；运算通过将第一运动矢量乘以[-(n-k)/k]获得的第二运动矢量的第二运算 单元；提取与各个内插块相关的第二块的第二提取单元，第二块是由第二运动矢量确定的 第二参考帧中的区域；计算第一块和第二块之间的相关性的第一计算单元；提取与第二块 相关的第三块的第三提取单元，第三块位于在第二参考帧上从第二块的位置移动一定数目 .像素的位置；计算第一块和第三块之间的相关性的第二计算单元，第三块的提取与对应于 第一块的第二块相关；利用由第一计算单元获得的计算结果和由第二计算单元获得的计算 结果从第一块和第二块的块对以及第一块和第三块的块对中选择相关于各个内插块相关 性最高的块对的第一选择单元；基于由第一选择单元选择的块对运算内插块的运动矢量的 第三运算单元；和基于由第三运算单元运算的运动矢量进行运动补偿的运动补偿单元。根据本专利技术的另一个方面，用于检测运动矢量的装置包括从第一参考帧提取与各个内 插块相关的第一块的第一提取单元，各个内插块对应于位于两者之间具有帧间间隔n的第 一参考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，并且该内插帧和第一参考帧之间的间隔为k， 其中k《n/2;运算连接基准块和第一块的第一运动矢量的第一运算单元；运算通过将第一 运动矢量乘以[-(n-k)/k]获得的第二运动矢量的第二运算单元；提取作为由第二运动矢量确 定的第二参考帧中的区域的第二块的第二提取单元；计算第一块和第二块之间的相关性的 第一计算单元；提取通过将第二块在第二参考帧中每像素移动一定距离获得的第三块的第三提取单元；计算第一块和第三块之间的相关性的第二计算单元；从由第一计算单元获得的计算结果和由第二计算单元获得的计算结果中选择相关性最高的块对的第一选择单元； 和基于由第一选择单元选择的块对运算该块对的运动矢量的第三运算单元。根据本专利技术的又一个方面，产生内插帧的方法包括使用第一提取单元从第一参考帧提 取与各个内插块相关的第一块，各个内插块对应于位于两者之间具有帧间间隔n的第一参 考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，并且该内插帧和第一参考帧之间的间隔为k，其中 k《n/2;使用第一运算单元运算与各个内插块相关的第一运动矢量，该第一运动矢量连接 各个内插块和第一块；使用第二运算单元运算通过将第一运动矢量乘以[-(n-k)/k]获得的第 二运动矢量；使用第二提取单元提取与各个内插块相关的第二块，该第二块是由'第二运动 矢量确定的第二参考帧中的区域；使用第一计算单元计算第一块和第二块之间的相关性； 使用第三提取单元提取与第二块相关的第三块，该第三块位于在第二参考帧上从第二块的 位置移动一定数目像素的位置；使用第二计算单元计算第一块和第三块之间的相关性，第 三块与对应于第一块的第二块相关地提取；使用第一选择单元利用由第一计算单元获得的 计算结果和由第二计算单元获得的计算结果从第一块和第二块的块对以及第一块和第三 块的块对中选择相关于各个内插块相关性最高的块对；使用第三运算单元基于由第一选择 单元选择的块对运算内插块的运动矢量；以及使用运动补偿单元基于第三运算单元运算的 运动矢量进行运动补偿。根据本专利技术的再一个方面，检测运动矢量的方法包括从第一参考帧提取与各个内插块 相关的第一块；运算与各个内插块相关的第一运动矢量，各个内插块对应于位于两者之间 具有帧间间隔n的第一参考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，并且该内插帧和第一参考 帧之间的间隔为k，其中k《n/2，第一运动矢量连接各个内插块和第一块；运算通过将第 一运动矢量乘以[-(n-k)/k]获得的第二运动矢量；提取与各个内插块相关的第二块，该第二 块是由第二运动矢量确定的第二参考帧中的区域；计算第一块和第二块之间的相关性；提 取与第二块相关的第三块，该第三块位于在第二参考帧上从第二块的位置移动一定数目像 素的位置；计算第一块和第三块之间的相关性，该第三块与对应于第一块的第二块相关地 提取；利用第一块和第二块之间的相关性计算结果和第一块和第三块之间的相关性计算结 果从第一块和第二块的块对以及第一块和第三块的块对中选择相关于各个内插块相关性 最高的块对；以及基于所选择的块对运算内插块的运动矢量。附图说明图1是根据本专利技术的第一实施例的内插帧产生装置的功能方框图；图2是说明由图1所示的内插帧产生装置产生的内插帧的示意图；图3是说明根据第一实施例的第一运动矢量和第二运动矢量的示意图；图4是说明根据第一实施例的第一块和第二块之间的第三运动矢量的示意图5是说明第三运动矢量的示意图，其中11=3， ik=l; 图6是说明第三运动矢量的示意图，其中11=4，且1^1; 图7是说明根据第一实施例的第三块的示意图，其中11=2，且1^1; 图8是说明第三块的示意图，其中11=3，且k-l; 图9是说明第三块的示意图，其中11=4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生内插帧的装置，其特征在于，该装置包括：从第一参考帧提取与各个内插块相关的第一块的第一提取单元，各个内插块对应于位于两者之间具有帧间间隔ｎ的第一参考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，且该内插帧和第一参考帧之间的间隔为ｋ，其中ｋ≤ｎ／２；运算与各个内插块相关的第一运动矢量的第一运算单元，该第一运动矢量连接各个内插块和第一块；运算通过将第一运动矢量乘以［－（ｎ－ｋ）／ｋ］获得的第二运动矢量的第二运算单元；提取与各个内插块相关的第二块的第二提取单元，该第二块是由第二运动矢量确定的第二参考帧中的区域；计算第一块和第二块之间的相关性的第一计算单元；提取与所述第二块相关的第三块的第三提取单元，该第三块位于在所述第二参考帧上从第二块的位置移动一定数目像素的位置；计算第一块和与对应于第一块的第二块相关地提取的第三块之间的相关性的第二计算单元；利用由第一计算单元获得的计算结果和由第二计算单元获得的计算结果从第一块和第二块的块对以及第一块和第三块的块对中选择关于各个内插块相关性最高的块对的第一选择单元；基于由第一选择单元选择的块对运算内插块的运动矢量的第三运算单元；和基于由第三运算单元运算的运动矢量进行运动补偿的运动补偿单元。...

【技术特征摘要】
JP 2006-9-19 2006-2534781.一种用于产生内插帧的装置，其特征在于，该装置包括从第一参考帧提取与各个内插块相关的第一块的第一提取单元，各个内插块对应于位于两者之间具有帧间间隔n的第一参考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，且该内插帧和第一参考帧之间的间隔为k，其中k≤n/2；运算与各个内插块相关的第一运动矢量的第一运算单元，该第一运动矢量连接各个内插块和第一块；运算通过将第一运动矢量乘以[-(n-k)/k]获得的第二运动矢量的第二运算单元；提取与各个内插块相关的第二块的第二提取单元，该第二块是由第二运动矢量确定的第二参考帧中的区域；计算第一块和第二块之间的相关性的第一计算单元；提取与所述第二块相关的第三块的第三提取单元，该第三块位于在所述第二参考帧上从第二块的位置移动一定数目像素的位置；计算第一块和与对应于第一块的第二块相关地提取的第三块之间的相关性的第二计算单元；利用由第一计算单元获得的计算结果和由第二计算单元获得的计算结果从第一块和第二块的块对以及第一块和第三块的块对中选择关于各个内插块相关性最高的块对的第一选择单元；基于由第一选择单元选择的块对运算内插块的运动矢量的第三运算单元；和基于由第三运算单元运算的运动矢量进行运动补偿的运动补偿单元。2. 如权利要求l所述的装置，其特征在于， 第三提取单元从距离第二块(n-k)/k或更近的区域提取第三块。3. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，第一提取单元提取在第一参考帧上的搜索区域中存在的所有第一块；第一计算单元计算所有所提取的第一块和每一个都对应于各个第一块的各个对应的第 二块之间的相关性； 第三提取单元提取每一个都与各个第一块相关地确定的所有第三块；第二计算单元计算所有第一块和第三块之间的相关性，各个第三块与对应于各个第一 块的第二块相关地提取；以及第一选择单元通过使用由第一计算单元获得的所有相关性计算结果和由第二计算单元 获得的所有相关性计算结果选择相关性最高的块对。4. 如权利要求l所述的装置，其特征在于，第一提取单元提取在第一参考帧上的搜索区域中存在的所有第一块；第一计算单元计算所提取的所有第一块和每一个都对应于各个第一块的各个对应的第 二块之间的相关性；该装置进一步包括从由第一计算单元获得的计算结果选择相关性最高的第一块和第二块的块对的第二选择单元；第三提取单元提取与由第二选择单元选择的块对中包括的第一块相关地确定的第三块；第二计算单元计算由第二选择单元选择的块对中包括的第一块和由第三提取单元提取 的第三块之间的相关性；以及第一选择单元从由第二选择单元选择的块对和由第二计算单元获得的计算结果中选择 相关性最高的块对。5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，当第一选择单元在第一块和第三块之间选择 块对时，运动补偿单元通过使用由第三运算单元运算的运动矢量参考第一参考帧和第二参 考帧中的至少一个参考帧进行运动补偿。6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，当第一选择单元在第一块和第三块之间选择 块对时，运动补偿单元参考第一块和第二参考帧上由第三运算单元运算的运动矢量确定的 区域进行运动补偿。7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，当第一选择单元在第一块和第三块之间选择 块对时，运动补偿单元参考第一块中的像素和第三块中的像素进行运动补偿。8. —种用于检测运动矢量的装置，其特征在于，该装置包括 从第一参考帧提取与各个内插块相关的第一块的第一提取单元，各个内插块对应于位于两者之间具有帧间间隔n的第一参考帧和第二参考帧之间的一个内插帧，并且内插帧和第一参考帧之间的间隔为k，其中k《n/2;运算连接基准块和第一块的第一运动矢量的第一运算单元； 运算通过将第一运动矢量乘以[-(n-k) /k]获得的第二运动矢量的第二运算单元；提取第二块的第二提取单元，该第二块是由第二运动矢量确定的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：大胁一泰，武山泰丰，伊藤刚，三岛直，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]