[发明专利]图像信号制式变换装置以及电视接收机

说明书

本发明涉及一种图像信号制式变换装置以及电视接收机，特别地涉及通过运动补偿的信号处理生成内插帧并且适合于变换图像信号的帧数的的图像信号制式变换装置以及电视接收机。

作为不同电视系统间的信号变换的制式变换广泛地使用在广播领域的节目交换等中。制式变换中一般由于需要进行扫描线数和场频的变换处理，因此将产生分辨率的恶化以及在运动图像中损坏光滑性的动作不稳定等的图像质量恶化。

为防止这些恶化，提出了扫描线数变换中的运动适应型扫描线数·时序扫描变换方法、帧数变换中的运动补偿型帧数变换方法等的信号处理技术。

其中，运动补偿型帧数变换方法是用运动矢量使前后帧的图像位置移动生成内插帧的信号的方法，在去除运动图像的动作不稳定方面极为有效。因此，在广播级的制式变换装置中几乎都采用这种方法。

另外，关于用于电视图像的运动预测方法，例如有在1995年7月4日公开的日本专利公报7-170496号(基于1993年9月8日申请的法国专利申请第93402188.2号以及1993年11月2日申请的德国专利申请第93117661.4号的日本申请的公开公报)中揭示的方法。该方法是使用1个所关注的图像块的运动矢量以及3个相邻的图像块的运动矢量，计算1个像素的运动矢量的方法。由此，该公报提供了兼顾图像块的可靠性高的优点并决定局部位置的运动矢量的性能的装置。

然而，在广播级制式变换装置中使用的运动补偿的帧数变换的信号处理在运动矢量搜索的信号处理中需要巨大的运算量，如果将其直接用于电视接收机中，则从电路规模以及成本方面出发将难于实现。另外，上述用于电视图像的运动预测方法中，在像素单位的运动矢量的精度方面存在问题，不能够得到正确的运动矢量，有可能产生图像质量的恶化。

本发明的目的在于提供高图像质量而且电路规模小的图像信号的制式变换装置。

本发明的另一个目的在于提供对应于多信号源的高图像质量而且低成本的电视接收机。

如果依据本发明的第1方面，则通过图像信号的制式变换装置实现本发明的目的，该制式变换装置构成为根据图像信号搜索图像块单位运动矢量，使用搜索的当前图像块和相邻图像块的运动矢量把以小图像块单位求出的基于预定的运动补偿误差的运动矢量分配到小图像块内的像素单位运动矢量上，使用该像素单位运动矢量生成图像信号的内插帧，由此变换图像信号的帧数。

如果依据本发明的第2方面，则用运动适应型扫描线数内插处理把隔行扫描的图像信号变换为逐行扫描的图像信号。其次，对于变换为逐行扫描的图像信号进行运动补偿帧数变换的信号处理。由此，与隔行扫描的信号相比，能够以高精度进行运动补偿所需要的运动矢量的检测。进而，为谋求大幅度削减运动矢量的搜索、生成时所需要的运算量，进行图像块单位运动矢量的搜索以及把该矢量作为参考矢量生成像素单位运动矢量的至少两个阶段的信号处理。

采用这样的信号处理，能够大幅度减小运动补偿处理中必要的像素单位的运动矢量的搜索、生成中所需要的运算量。另外，由于把运动补偿误差最少的运动矢量分配到小图像块内的像素单位运动矢量上，所以能够大幅度地抑制运动矢量的不正确引起的图像质量的恶化如图像的一部分被置换为不切实的图像这样的孤立点的恶化。

如果依据本发明的第3方面，则仅对于损坏了运动的光滑性的易于引人注意的动作不稳定的速度的变化以及上下图像、水平图像和文字上卷等特殊运动进行运动补偿的帧内插处理。另外，在场景变换中，停止运动矢量的搜索以及运动补偿的帧内插处理的动作。

其结果，能够抑制在运动补偿处理中固有活动图像的边缘部分产生闪烁或者看起来动作不自然的图像质量的恶化。另外，还能够抑制产生场景变换时的巨大的运算量。

如果依据本发明的第4方面，电视接收机具有输入不同制式的多个图像信号的输入单元，通过根据来自输入单元的图像信号搜索图像块单位运动矢量，使用图像块单位运动矢量生成像素单元运动矢量，使用像素单位运动矢量生成图像信号的内插帧由此把图像信号的帧数进行变换处理的多个图像格式变换单元，把来自各图像格式变换单元的输出信号进行多路化的多路化单元，根据多路化单元的输出信号显示图像的显示单元。

由此，能够以极低的成本实现例如PAL-NTSC电视信号的制式变换，PAL50Hz-60Hz变换，帧频24Hz的胶片图像-帧频60Hz的逐行扫描变换，电视信号－微机(个人计算机)图像信号变换的各种帧率变换装置。另外，通过使用这样的制式变换装置，能够得到对应于多信号源的高图像质量而且低成本的电视接收机。