[发明专利]信号处理设备和信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理设备和信号处理方法。

背景技术

已知如由块匹配方法为代表的运动矢量估计技术，所述块匹配方法用于估计在视频信号的每帧中出现的人或物体的运动作为运动矢量。估计的运动矢量例如用于在隔行扫描-至-逐行扫描转换或帧率转换中补偿运动和插值帧(或场)。运动矢量估计技术还是对于帧间预测不可缺少的技术，所述帧间预测用于提高运动图像压缩编码中的压缩效率。然而，运动矢量估计技术典型地易受视频信号中包含的重复模式或噪声的影响。例如，当视频信号的单个帧包含多个类似模式时，将难以精确地确定之前帧中的给定模式已经移动到多个类似模式的哪个。

参照图17，示出了在时间T的帧Im01(左侧示出)和在时间T+Δt的帧Im02(右侧示出)。帧Im01包含具有通过条状阴影示出的重复模式的块B1。同时，帧Im02包含每个具有通过条状阴影示出的重复模式的块B2和B3。当将块匹配方法应用到这样的输入视频信号时，得到块B1和块B2之间的相关基本等于块B1和块B3之间的相关。因此，在时间T的块B1可以解释为已经移动到块B2或在时间T+Δt的块B3。

结果，当视频信号包含多个高频重复模式或噪声时，因为相同帧中存在多个类似模式，所以应当对于各个像素指引的运动矢量的方向可能以各种方式改变。这可能由于如矢量中的变化而导致图像破坏。即，因为运动矢量中的误差可能频繁出现，所以例如存在这样的问题：用户可能感觉到在对其插值帧后，图像可能变坏。

作为用于减少运动矢量中的这种误差的方法，JP 2009-266170A提出了一种方法，其将已经计算的运动矢量与相邻矢量比较，并且以这样的方式校正矢量以便抑制矢量中的空间或时间变化。此外，在MPEG(运动图像专家组)压缩的领域中，已知这样的方法，其根据输入视频信号的内容适应性地对输入视频信号应用低通滤波器，从而抑制如飞蚊噪声的噪声分量(例如，见JP2001-231038A)。

发明内容

然而，JP 2009-266170A中提出的方法需要存储过去已经计算的多个矢量以用于之后的比较目的，因此需要如大帧存储器的资源。因此，该技术已经不可能满足例如设备的尺寸和成本降低的要求。此外，虽然用滤波输入视频信号的方法(如JP 2001-231038A中公开的方法)可以抑制噪声分量，但是该技术不能简单地应用于运动矢量的估计。例如，如果低通滤波器应用到视频信号，则输出视频的图像质量(例如，锐度)可能依赖于滤波器的强度而劣化。然而，如果旨在估计运动矢量，则将仅需要从用作运动矢量的估计的基础的信息移除可能导致噪声的分量。然而，应当避免影响输出视频的图像质量。可能导致误差的分量例如是包含多个高频重复模式或噪声的视频信号的高频分量。在此情况下，预期可通过在提取或相对强调低频分量之后估计运动矢量来获得更有利的估计结果。

有鉴于上述，期望提供一种新颖的和改进的信号处理设备和信号处理方法，其可以以较高精度提供用于估计在输入视频信号的每帧中出现的运动的视频信号，而不影响输出视频的图像质量。

根据本发明实施例，提供了一种信号处理设备，包括：测量值获取单元，配置为获取特征量的测量值，所述特征量对输入视频信号的每帧中出现的运动的估计有影响；确定单元，配置为基于由测量值获取单元获取的测量值，确定要应用到输入视频信号的滤波器的特性；以及滤波单元，配置为通过向输入视频信号应用具有由确定单元确定的特性的滤波器，生成用于在运动的估计中使用的视频信号。

根据上述配置，基于对输入视频信号的每帧中出现的运动的估计有影响的特征量的测量值，确定要应用到输入视频信号的滤波器的特性，并且将具有由此确定的特性的滤波器应用到输入视频信号。然后，作为滤波处理的结果生成的视频信号用于运动的估计。

对运动的估计有影响的特征量可包括依赖于输入视频信号的每帧的水平方向或垂直方向的高频分量的幅度的特征量。

依赖于高频分量的幅度的特征量可包括第一特征量，所述第一特征量表示输入视频信号的每帧的水平方向或垂直方向的每频带的直方图。

依赖于高频分量的幅度的特征量可包括第二特征量，所述第二特征量表示输入视频信号的每帧中包含的相邻像素的像素值之间的差的和。

确定单元可根据输入视频信号的每帧中的高频分量的幅度，改变作为滤波器的特性的高频频带的衰减级别，所述幅度通过由测量值获取单元获取的测量值指示。

确定单元可根据指示每频带的直方图中的最大频率的频带的频率，改变作为滤波器的特性的阻挡频带。