用於幀率升頻轉換的裝置及方法

2023-05-18 00:31:06

專利名稱：用於幀率升頻轉換的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及視訊處理，且更明確地說涉及一種用於幀率升頻轉換的裝 置及其方法。
背景技術：
為了支持高幀率顯示器，可能需要將所接收的低幀率視訊信號(例如 60 Hz)轉換為高幀率視訊信號(例如120 Hz )。
在幀率升頻壽爭:f奐(frame rate up conversion; FRUC )中， <吏用所才姿 收幀作為參考基準來建立內插幀。當前，幀內插可基於所接收幀的運動向 量而獲得，從而使得內插幀內的移動目標可正確地被定位。
雖然運動補償(motion-compensated)幀率升頻轉換(MC-FRUC )在大多 數情況下提供一些優勢，但其在運動估計不正確時亦遭受假影(artifact) 的影響。特別是，當所接收的幀為複雜或迅速時，運動估計就成為很困難 的事。
因此，就需要判定運動補償幀率升頻轉換是否具有一定的質量。此外， 當運動補償幀率升頻轉換不具有足夠的質量時，可使用另一原始幀率升頻 轉換(諸如幀平均化或幀重複)作為取代。

發明內容
本發明的 一 目標是提供 一種用於以一改良方式來顯示高幀率視訊信號 的幀率升頻轉換的裝置及方法。藉由判定運動補償幀率轉換器是否具有一 定的質量，用於幀率升頻轉換的裝置可選擇性地使用運動補償幀率轉換器 或原始幀率轉換器，以便提供優良的輸出質量。
為了實現該目標，本發明揭示一種用於幀率升頻轉換的裝置。該裝置 包含一運動補償幀率轉換器、 一原始幀率轉換器及決定電路。該決定電路 根據一評估運動補償幀率轉換器的輸出質量的指數來指定運動補償幀率轉 換器或原始幀率轉換器輸出 一 內插幀。在另一實施例中，本發明揭示一種用於幀率升頻轉換的方法。首先， 計算一評估運動補償幀率轉換的輸出質量的指數。根據該指數來選擇運動 補償幀率轉換及原始幀率轉換中的 一者而輸出 一 內插幀。


圖1顯示本發明用於幀率升頻轉換的裝置10的功能方塊圖2顯示本發明用於幀率升頻轉換的方法的流程圖3例示本發明如何計數由運動補償幀率轉換所輸出的運動補償內插 幀的邊緣區域中的不合格運動向量的頻率，及基於該頻率而將一質量標誌 指定給運動補償內插幀的流程圖；及
圖4顯示解釋如何基於一連串運動補償內插幀的質量標誌來累積等級 作為指數的圖表。
附圖符號說明
10 裝置
11 運動補償幀率轉換器
12 原始幀率轉換器
13 決定電路 fl、 f2、 ....... f16 內插幀
具體實施例方式
圖1顯示本發明用於幀率升頻轉換的裝置10的功能方塊圖。裝置10包含 一運動補償幀率轉換器ll、 一原始幀率轉換器12及一決定電路13。決定電 路13可根據一評估運動補償幀率轉換器11的輸出質量的指數，並來指定運 動補償幀率轉換器11或原始幀率轉換器12輸出一內插幀。該指數可藉由計
數自運動補償幀率轉換器ll所輸出的運動補償內插幀的邊緣區域中不合格 運動向量的頻率，又基於該頻率而來指定運動補償內插幀的一質量標誌， 且基於一連串運動補償內插幀的多個質量標誌來累積等級以作為並獲得該 指數。
圖2顯示本發明用於幀率升頻轉換的方法的流程圖。參看步驟21，計算 一評估運動補償幀率轉換的輸出質量的指數。該指數可藉由計算由運動補償幀率轉換所輸出的運動補償內插幀的邊緣區域中的不合格運動向量的頻 率、基於該頻率而將一質量標誌指定給運動補償內插幀且基於一連串運動
補償內插幀的多個質量標誌來累積等級作為並獲得該指數。如步驟22中所 示，轉換方法根據該指數來判定運動補償幀率轉換的輸出質量是否滿足一 可接受電平。亦即，運動補償幀率轉換的輸出質量經評估處於一可接受狀 態中或一不合格狀態中。其後，如步驟S23中所示，有可能實施幀平均化或 幀重複的原始幀率轉換，或者運動補償幀率轉換會基於上述判定而適應性 地被指定以輸出 一較合適的內插幀。
圖3例示本發明如何計數由運動補償幀率轉換所輸出的運動補償內插 幀的邊緣區域中的不合格運動向量的頻率，及基於該頻率而將一質量標誌 指定給運動補償內插幀的流程圖。如步驟31中所示，藉由將由運動補償幀 率轉換所輸出的運動補償內插幀的邊緣區域內的不合格運動向量的數目C0b 除以相同區域中所有運動向量的數目CO"就可獲得由運動補償幀率轉換所 輸出的運動補償內插幀的邊緣區域中不合格運動向量的頻率。依此例所示， 若運動補償內插幀與其參考幀中對應宏區塊之間的絕對差總和(SAD)值大 於一閾值值，則可將一運動向量評估為一不合格運動向量。此外，藉由已 知邊緣檢測技術(為了簡單起見，本文中將不對其進行描述)，亦可檢測運 動補償內插幀的邊緣區域。當不合格運動向量的頻率小於第一電平時，將 一 "G (良好)"質量標誌指定給運動補償內插幀，如步驟32及34中所示。 舉例而言，若不合格運動向量的頻率小於表示最大容許頻率的60%,則運動 補償內插幀的質量為可接受的，且向其指定一 "G(良好)"質量標誌。當 不合格運動向量的頻率大於第二電平時，將一 "B (不良)"質量標誌指定 給運動補償內插幀，如步驟33及35中所示。舉例而言，若不合格運動向量 的頻率大於表示最小不容許頻率的70%，則運動補償內插幀的質量為不容許 的，且向其指定一 "B(不良)"質量標誌。如步驟36中所示，當不合格運 動向量的頻率恰巧低於最大容許頻率且高於最小不容許頻率，就難以決定 運動補償內插幀的質量，因此可向其指定與被指定給先前運動補償內插幀
的質量標誌相同的質量標誌。
圖4顯示解釋如何基於一連串運動補償內插幀的質量標誌來累積等級 作為指數的圖表。假設幀fl-fl6為由有可能實施幀重複或幀平均化的原始 幀率轉換，或者由運動補償幀率轉換所輸出的連續內插幀。可記錄由運動補償幀率轉換所輸出的連續運動補償內插幀的質量標誌。
藉由基於該等質量標誌來累積等級(例如自等級0至等級8變動)作 為的指數，可獲得評估運動補償幀率轉換的輸出質量的指數。若將第一內 插幀fl期間的等級初始化於中間(在此情況下為等級4),且(例如)在等 級5與等級6之間界定運動補償幀率轉換的可接受電平。當將所累積的等級 增加為超過可接受電平時，可由運動補償幀率轉換輸出對應的內插幀。相 反地，當將所累積的等級降低為低於可接受電平時，可由原始幀率轉換輸 出對應的內插幀。
此外，在一實施例中，若運動補償內插幀經指定為"B(不良)"質量 標誌，則可將所累積的等級降低某一值。如圖4中所示，將第二內插幀f2期 間的所累積的等級自第一內插幀fl期間的等級4降級至等級2。相反地，若 運動補償內插幀經指定為"G(良好)"質量標誌，則可將所累積的等級增 加某一值。如圖4中所示，將第三內插幀f3期間的所累積的等級自第二內插 幀f2期間的等級2升級至等級3。另外，可將所累積的等級限於一 (例如) 介於等級8與等級0之間的範圍內。因此，若所累積的等級達到等級8，則該 所累積的等級將在等級8處保持不變，即使下一運動補償內插幀經指定為"G (良好)"質量標誌亦維持於等級8。類似地，若所累積的等級降至等級O, 則該所累積的等級亦將在等級O處保持不變，即使下一運動補償內插幀經指 定為"B (不良)"質量標誌亦維持於等級O。
藉由使用所累積的等級作為指數，當諸如第六內插幀f 6的內插幀期間 的所累積的等級自等級5增加至高於可接受電平的等級6時，該內插幀可藉 由運動補償幀率轉換來輸出。類似地，當諸如第十二內插幀fl2的內插幀期 間的所累積的等級自等級6降低至低於可接受電平的等級4時，該內插幀可 藉由原始幀率轉換來輸出。
還值得注意的是，用於等級累積的降低步級數經較佳地設計為大於增 加步級數，使得當運動補償幀率轉換的輸出質量不具有足夠的質量時，內 插幀可藉由原始幀率轉換來快速地切換及輸出。
本發明的上述實施例僅意欲為說明性的。在不脫離本發明權利要求的 範疇的情況下，本領域的技術人員可設計出眾多的替代實施例。
權利要求
1.一種用於幀率升頻轉換的裝置，包含一運動補償幀率轉換器，執行一運動補償內插；一原始幀率轉換器，執行一原始內插；及一決定電路，適應性地指定該運動補償幀率轉換器或該原始幀率轉換器輸出一內插幀。
2. 根據權利要求l所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中該決定電路根 據一評估該運動補償幀率轉換器的輸出質量的指數來輸出該內插幀。
3. 根據權利要求2所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中該指數藉由計 數 一 由該運動補償幀率轉換器所輸出的運動補償內插幀的邊緣區域中的不 合格運動向量的頻率、根據該頻率來指定該運動補償內插幀的一質量標誌 且基於一連串運動補償內插幀的多個質量標誌來累積一等級作為並獲得該 指數。
4. 根據權利要求3所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中藉由將該等邊 緣區域中的不合格運動向量的數目除以相同區域中的所有運動向量的數目 來獲得不合格運動向量的該頻率，且若該運動補償內插幀與其參考幀中對 應宏區塊之間的絕對差總和值大於 一 閾值值，則所述不合格運動向量被確 認。
5. 根據權利要求3所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中若該頻率低於 一最大容許頻率，則該質量標誌被指定為良好；若該頻率高於一最小不容 許頻率，則該質量標誌被指定為不良；且若該頻率介於該最大容許頻率與 該最小不容許頻率之間，則該質量標誌保持與一先前運動補償內插幀的質 量標誌相同。
6. 根據權利要求5所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中若該對應質量 標誌經指定為良好，則該等級增加，或若該對應質量標誌經指定為不良， 則該等級降低。
7. 根據權利要求6所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中若該對應質量 標誌經指定為良好，則該等級經增加一第一級，或若該對應質量標誌經指 定為不良，則該等級經降低一大於該第一級的第二級。
8. 根據權利要求l所述的用於幀率升頻轉換的裝置，其中該原始幀率轉換器提供實施幀重複或幀平均化。
9. 一種用於幀率升頻轉換的方法，包含下列步驟計算一評估運動補償幀率轉換的質量的指數；根據該指數來判定該運動補償幀率轉換是否滿足一可接受電平；及 基於該判定來指定該運動補償幀率轉換或一原始幀率轉換輸出一內插幀。
10. 根據權利要求9所述的用於幀率升頻轉換的方法，其中該指數藉由 計數一由該運動補償幀率轉換所輸出的運動補償內插幀的邊緣區域中的不 合格運動向量的頻率、根據該頻率來指定該運動補償內插幀的一質量標誌 且基於一連串運動補償內插幀的多個質量標誌來累積一等級作為並獲得該 指數。
11. 根據權利要求10所述的用於幀率升頻轉換的方法，其中藉由將所述 邊緣區域中的不合格運動向量的數目除以相同區域中的所有運動向量的數 目來獲得不合格運動向量的該頻率，且若該運動補償內插幀與其參考幀中 的對應宏區塊之間的絕對差總和值大於一 閾值值，則所述不合格運動向量被確認。
12. 根據權利要求10所述的用於幀率升頻轉換的方法，其中若該頻率低 於一最大容許頻率，則該質量標誌被指定為良好；若該頻率高於一最小不 容許頻率，則該質量標誌被指定為不良；且若該頻率介於該最大容許頻率 與該最小不容許頻率之間，則該質量標誌保持與 一先前運動補償內插幀的 質量標誌相同。
13. 根據權利要求12所述的用於幀率升頻轉換的方法，其中若該對應質 量標誌經指定為良好，則該等級增加，或若該對應質量標誌經指定為不良， 則該等級降低。
14. 根據權利要求13所述的用於幀率升頻轉換的方法，其中若該對應質 量標誌經指定為良好，則該等級經增加一第一級，或若該對應質量標誌經 指定為不良，則該等級經降低一大於該第 一級的第二級。
15. 根據權利要求9所述的用於幀率升頻轉換的方法，其中該原始幀率 轉換提供實施幀重複或幀平均化。
全文摘要
本發明提供一種用於幀率升頻轉換的裝置，該裝置包含一運動補償幀率轉換器、一原始幀率轉換器及一決定電路。該決定電路根據一指數來指定該運動補償幀率轉換器或該原始幀率轉換器輸出一內插幀，該指數用於評估該運動補償幀率轉換器的輸出質量。
文檔編號H04N7/01GK101309356SQ200810091000
公開日2008年11月19日 申請日期2008年4月8日 優先權日2007年5月16日
發明者張芳甄 申請人:奇景光電股份有限公司