[发明专利]产生运动补偿图像的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及根据两幅连续源图像来内插运动补偿图像的新方法和设备。

背景技术

众所周知，为了将50Hz的视频信号转换为100Hz的视频信号，需要产生内插图像。应该对这些内插图像进行运动补偿，以免产生视觉伪像。

一般而言，使用运动估计器对50Hz信号中源图像的每个像素计算运动矢量。运动矢量表示两幅连续源图像之间的像素运动(由像素数目表示)。然后将像素的运动矢量用于确定该像素在内插图像中的位置。

在一些情况下，使用这种运动估计器是不令人满意的，特别是两幅连续源图像之间存在放大(zoom in)或缩小(zoom out)时。放大的图像区域中出现一些孔洞，缩小的区域中出现一些冲突。冲突指出了存在两个运动矢量对给定像素施加两种不同位移。孔洞指出了缺少给定像素的运动矢量。

发明内容

本发明提出了一种根据两幅连续图像来内插运动补偿图像而不使用运动估计器的新方法。

本发明涉及一种用于根据两幅源图像来内插运动补偿图像的方法。其中帧存储器中存储了所述两幅连续源图像中的一幅，所述一幅源图像被称作第一源图像，所述方法包括以下确定运动补偿图像中坐标为(x，y)的每个像素的像素值的步骤：

-针对水平方向上第一运动值范围中的每个运动值mx和垂直方向上第二运动值范围中的每个运动值my，在第一源图像中坐标为(x-mx，y-my)的像素周围，定义像素块，并在称作第二源图像的另一幅源图像中坐标为(x+mx，y+my)的像素周围，定义像素块；

-计算每个运动值对(mx，my)的相关系数，所述系数与针对所述运动值对而定义的两个像素块之间的差值成反比；

-向运动补偿图像中坐标为(x，y)的像素分配值，对于所有运动值对(mx，my)，所述值是第一源图像中坐标为(x-mx，y-my)的像素和第二源图像中坐标为(x+mx，y+my)的像素的像素值的算术平均值和对应的相关系数的加权平均。

如果每幅源图像包括至少两个颜色分量，则根据所述颜色分量的视频灰度级计算所述块差值。

本发明还涉及一种根据两幅源图像来内插运动补偿图像的设备。为了确定运动补偿图像中坐标为(x，y)的每个像素的像素值，所述设备包括：

-帧存储器，用于存储所述两幅源图像中称作第一源图像的一幅图像，另一幅源图像被称作第二源图像；

-第一产生器，用于计算每个运动值对(mx，my)的相关系数，其中运动值mx属于水平方向上第一运动值范围，运动值my属于垂直方向上第二运动值范围，所述系数与在第一源图像中坐标为(x-mx，y-my)的像素周围定义的像素块与在第二源图像中坐标为(x+mx，y+my)的像素周围定义的像素块之间的差值成反比；

-第二产生器，用于针对所有运动值对(mx，my)，计算第一源图像中坐标为(x-mx，y-my)的像素和第二源图像中坐标为(x+mx，y+my)的像素的像素值的算术平均值；以及

-模糊内插块，用于计算作为由第一产生器计算的相关系数和由第二产生器计算的对应算术平均值的加权平均的值。

附图说明

本发明的典型实施例在附图中示出，并在以下描述中得到更加详细的说明。

图1示出了源图像中用于定义内插图像中像素值的像素块；以及

图2示出了本发明方法的可能电路实现的方框图。

具体实施方式

根据本发明，所述方法是对内插图像进行逐像素计算。在处理开始时，该图像中没有任何已知像素值。这些值是依次逐像素地确定的。例如，首先分别确定第一行的像素，然后第二行的像素，依此类推确定内插图像的其余像素。也可以采用其他扫描方式，但是无论扫描方式如何，像素值受到一次且只有一次处理。

根据被称作第一源图像的当前源图像(帧t)和被称作第二源图像的在后源图像(帧t+1)，产生内插图像(帧t+1/2)。

针对该图像的每个空间方向，定义包括运动值的运动范围。运动值定义内插图像与两幅源图像相比较时的运动。例如，在水平方向上，被称作mx的运动值包括在范围[-Mx，+Mx]中，在垂直方向上，被称作my的运动值包括在范围[-My，+My]中。根据两幅源图像之间的最大可能运动(水平方向上是2*Mx，垂直方向上是2*My)，选择这些范围。对这些范围进行限制，以限制计算的次数。