[发明专利]遮掩隔行扫描至逐行扫描转换器中插值缺陷的设备和方法

说明书

本发明涉及视频隔行至逐行扫描转换，较具体地涉及一种探测和校正一个逐行图像的插值部分中的误差的方法。

遵从例如先进电视系统委员会(ATSC)标准的数字电视(DTV)可以具有许多种格式。典型地，这些格式由下述两个因素表征，即图像中的水平行数目以及每帧图像是由每个场分别含有该帧中交替的行的两个场构成(隔行的)还是由含有该帧中的所有行的单个场构成(逐行的)。ATSC标准规定的电视信号格式以分辨率自高到低排列的符号名称为：1080I,720P,480P和480I。这些名称中的数字代表图像中的水平行数目，字母代表图像是隔行的(I)或是逐行的(P)。

按照(美国)国家电视标准委员会(NTSC)规定的标准工作的电视接收机能以两个隔行场显示出480行的有效视频信息，所以它具有480I的分辨率。现有大多数的美国节目遵从NTSC标准。

ATSC电视接收机可以支持许多不同种类的监视器。例如，一个ATSC接收机可以连接到一个能够显示所接收到的任何种类信号的多同步监视器上。由于这种多同步监视器能以期望的分辨率显示出各种可能类型的ATSC信号，所以通常被称作本地模式监视器。或者，也能够购买到能连接在标准NTSC监视器上的ATSC接收机。一种这样的接收机是Panasonic(松下)公司所制造的TU-DST51型数字电视解码器机顶盒。这种接收机能把各种类型的ATSC信号都转换成可以用NTSC监视器显示的480I输出信号。该Panasonic接收机还能支持其他种类的监视器，自动地把接收到的输入信号转换成特定监视器所支持的格式。

众所周知，隔行视频信号具有因隔行视频场发生于两个不同时刻所造成的缺陷。其中一个缺陷是垂直点爬行。这种缺陷出现在图像的垂直边缘上，典型地出现在图像中不同颜色部分之间的边界上。正如该缺陷的名称所表明的，看到的垂直点爬行缺陷表现为有一行点从图像的名称所表明的，看到的垂直点爬行缺陷表现为有一行点从图像帧的底部移动到顶部。如果显示装置能支持逐行扫描信号，则如果在显示之前把隔行视频信号转换成逐行视频信号就可以消除或至少减轻隔行扫描的这些缺陷。

有许多方法可以把隔行视频信号转换成逐行视频信号。典型的方法是把插值的图像行插入到视频信号每个图像场的各已有行之间。这些方法在K.Sugiyama等人的标题为“A Method of De-interlacingwith Motion Compensated Interpolation(一种用运动补偿插值进行非隔行化的方法)”的论文(IEEE Transactions on Consumer Electronics,Vol.45,No.3,1999 pp.611-616)中有所说明。

图1是说明一个隔行视频信号的帧结构的垂向--时间图。图1中的每个“X”代表视频图像场的一个水平行。每条由X构成的垂向线代表一个图像场。在垂向--时间图上，视频图像的各个水平行都垂直于图面，而各个场则随时间沿着图面自左向右地移动。从图1可以看出，第一个图像场100的水平行110、112、114、116和118相对于第二个图像102的水平行120、122、124和126在垂直方向上是错开的。场100和102的结合构成了图像帧105。    

如图2所示，图1中的隔行图像序列通过对每个图像场添加一结水平行而被转换成一个逐行序列。所添加的行在图2中用“0”表示。所添加的行分别位在原始场中的各个行对之间。例如如图2所示，行111、113、115和117被插入在原始行110、112、114、116和118之间，而行121、123和125则被插入在原始行120、122、124和126之间。可以用许多不同的方法来产生这些插入行，其中之一是简单地重复每个场中的前一个(或后一个)行。另一个方法是通过平均相继的行来产生一个空间插值行(作为插入行)。这两种方法都能产生逐行视频显示，但是这种显示的垂直分辨率典型地要低于具有相同垂向行数的真正逐行信号所产生显示的分辨率。