專利名稱：轉(zhuǎn)換視頻數(shù)據(jù)幀速率的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換視頻數(shù)據(jù)的幀速率的方法及其裝置，尤其涉及通過應用運動值和時間比轉(zhuǎn)換場或幀速率的方法，及其裝置。
通常，幀速率是每秒發(fā)送的幀數(shù)。當發(fā)送圖像信號，諸如電視信號時，根據(jù)人的視覺特性每秒發(fā)送適當?shù)漠嬅?幀)數(shù)。傳統(tǒng)彩色電視機的幀速率是，對于NTSC(美國國家電視標準委員會)制式為每秒30幀(或60場)，對于PAL(逐行倒相制)和SECAM(順序與存儲彩色電視系統(tǒng))制式為每秒50幀。此外，NTSC的幀是由頂部場和底部場構成的。因此，當不同場或幀速率的圖像信號輸入到圖像再生設備中時，或者當從具有不同場或幀速率的再生設備輸入圖像信號時，需要轉(zhuǎn)換場或幀的裝置。
參照

圖1，通過每隔4個場使場加倍，50Hz的輸入場就轉(zhuǎn)換成60Hz的場。也就是說，將第五個輸入場輸出2次，第二次輸出作為第六輸出場。因此，用于形成6個輸出場輸入的5個場中的前4個按原樣輸出，第五個輸入場輸出2次形成第五和第六輸出場。
參照圖2，通過每隔5個場舍棄掉1個場，60Hz的輸入場就轉(zhuǎn)換成50Hz的場。也就是說，當輸入6個場時，前5個場按原樣輸出，并跳過第六個場。
這種加倍或跳過場來轉(zhuǎn)換幀速率的傳統(tǒng)方法在屏幕中顯示出不連續(xù)性。例如，如果有一個物體從屏幕的左邊飛行到右邊，那么，就會顯示出不連續(xù)部分，并且屏幕上的運動變成不自然。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)換幀速率的方法，其中當具有不同場和/或幀速率的圖像信號輸入到圖像再生設備，或者從具有不同場和/或幀速率的圖像再生設備輸入圖像信號時應用運動值和/或時間加權轉(zhuǎn)換視頻數(shù)據(jù)的場和/或幀速率。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種應用轉(zhuǎn)換幀速率的方法的、用于轉(zhuǎn)換幀速率的裝置。
因此，為了達到前述目的，提供一種轉(zhuǎn)換幀速率的方法，該方法包括(a)檢測輸入視頻數(shù)據(jù)的同步信號和具有不同速率的同步信號；和
(b)如果在步驟(a)檢測到具有不同速率的同步信號，則根據(jù)當前輸入的圖像場和/或幀的時間加權按它們輸入的那樣輸出輸入場，或輸出通過反映運動值和/或時間加權內(nèi)插的場。
為了達到另一個目的，提供一種轉(zhuǎn)換幀速率的裝置，包括信號差檢測器，用于將當前視頻數(shù)據(jù)與以前視頻數(shù)據(jù)相比較，并檢測其中的差值；運動檢測器，用于將信號差檢測器檢測的差值與閾值相比較，并檢測運動；和幀速率轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)相對于當前場的時間加權按它們輸入的那樣輸出輸入場，或通過參照運動檢測器檢測的運動，在場之間或在場內(nèi)進行內(nèi)插，產(chǎn)生場。
通過結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點將更加清楚，在附圖中圖1是顯示轉(zhuǎn)換一般視頻數(shù)據(jù)的幀速率的方法的第一優(yōu)選實施例；圖2是顯示轉(zhuǎn)換一般視頻數(shù)據(jù)的幀速率的方法的第二優(yōu)選實施例；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例轉(zhuǎn)換視頻數(shù)據(jù)的幀速率的裝置的方塊圖；圖4顯示一種轉(zhuǎn)換幀的方法，將以60Hz格式輸入的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成50Hz格式并輸出；和圖5顯示一種轉(zhuǎn)換幀的方法，將以50Hz格式輸入的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成60Hz格式并輸出。
下文將結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)換視頻數(shù)據(jù)的幀速率的裝置的方塊圖。
參照圖3，首先，在具有60Hz或50Hz的標準的副畫面產(chǎn)生設備(未示出)中產(chǎn)生當前輸入的視頻數(shù)據(jù)。
第一存儲器310存儲來自緊接著的前一場的視頻數(shù)據(jù)，第二存儲器320存儲來自比當前場前兩場的場的視頻數(shù)據(jù)，和第三存儲器350存儲在存儲在第一存儲器310中的視頻數(shù)據(jù)中延遲一行的視頻數(shù)據(jù)。
信號差檢測器330檢測在輸入視頻數(shù)據(jù)與存儲在第二存儲器320中的前一視頻數(shù)據(jù)之間的差值。
運動檢測器340通過將信號差檢測器330檢測的差值與閾值相比較檢測運動值。
控制器370根據(jù)主畫面產(chǎn)生設備(未示出)輸入的50Hz或60Hz的垂直同步信號將場轉(zhuǎn)換信號輸出到幀速率轉(zhuǎn)換器360。作為另一個優(yōu)選實施例，控制器370接收從分畫面再生設備輸出的60Hz的同步信號，并輸出作為50Hz的同步信號再生的場轉(zhuǎn)換信號。
每當輸入與具有預定次序的同步信號相對應的幀轉(zhuǎn)換信號時，多路復用器(MUX)380有選擇地輸出當前場和第二存儲器320的場。
幀速率轉(zhuǎn)換器360在控制器370施加幀轉(zhuǎn)換信號時，根據(jù)存儲在第一存儲器310中的場與存儲在第二存儲器320中的場之間的時間比，參照在運動檢測器340中產(chǎn)生的運動值，按原樣輸出輸入場，或者通過在幀或場之間進行內(nèi)插產(chǎn)生新的場。幀速率轉(zhuǎn)換器360利用存儲在第一存儲器310和第二存儲器320中的當前場、先前的場和存儲在第三存儲器350中的行數(shù)據(jù)進行場內(nèi)的內(nèi)插和場之間的內(nèi)插。這里，第一存儲器310和第三存儲器350用于幀內(nèi)的內(nèi)插，和第二存儲器320用于相對于當前場信號在場之間的內(nèi)插。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換幀的方法，將以60Hz輸入的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成50Hz并輸出。
參照圖4，虛線表示以60Hz的速率輸入的視頻數(shù)據(jù)場(1)-(12)，和實線表示轉(zhuǎn)換成50Hz的幀速率的視頻數(shù)據(jù)場(1)-(10)。時間從左向右水平移動。此外，實線和虛線交疊的“0”表示場內(nèi)的行。
如果首先檢測到與當前輸入的視頻數(shù)據(jù)的同步信號不同的同步信號，則以每隔9個輸出場的規(guī)則次序，通過重復根據(jù)時間加權各不相同地確定的轉(zhuǎn)換方法(F、S、T)產(chǎn)生以60Hz輸入的視頻數(shù)據(jù)場作為50Hz的新視頻數(shù)據(jù)場。該轉(zhuǎn)換方法包括1)按原樣取代時間上相同或靠近的場的方法(F)。
2)應用運動值產(chǎn)生新場的方法(S)。
3)應用時間變率內(nèi)插場的方法(T)。
分別與輸入的第一和第二場(1)、(2)相比，輸出的第一和第二場(1)、(2)具有100％和80％的時間加權，因此，輸入的場用作輸出場(方法F)。
分別與第三和第四場(3)、(4)相比，輸出的第三場(3)具有在時間上處于中間的60％和40％的時間加權，因此，通過公式1所示的內(nèi)插，應用運動值形成場，
P＝3D×(1-m)+m×(2D×0.4+3D×0.6)…(1)這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示場內(nèi)內(nèi)插的值，和m表示運動值。
接下來，分別與第四和第五場(4)、(5)相比，第四場(4)具有在時間上處于中間的40％和60％的加權，因此，通過公式(2)所示的內(nèi)插(方法T)，應用運動值形成場，P＝3D×(1-m)+m ×(2D×0.6+3D×0.4)…(2)這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示場內(nèi)內(nèi)插的值，和m表示運動值。
再參照公式1和2，在沒有運動值(m)的靜止部分中，通過場之間的內(nèi)插(3D)簡單地形成新場，和在具有運動值(m)的運動部分中，通過將場之間內(nèi)插的值(3D)與0.6或0.4的加權系數(shù)相乘所得的值與將場內(nèi)內(nèi)插的值(2D)與0.4或0.6的加權系數(shù)相乘所得的值相加形成新的場。
分別與輸入的第五和第六場(5)和(6)相比，接下來的第五場具有20％和80％的時間加權，因此，通過公式(3)所示的內(nèi)插(方法S)，應用運動值形成場，P＝{3D×(8-m)+m×2D}/8…(3)這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示場內(nèi)內(nèi)插的值，和m表示運動值。
再參照圖3，在沒有運動值(m)的靜止部分中，通過場之間的內(nèi)插(3D)簡單地產(chǎn)生場行，和在具有運動值(m)的運動部分中，通過場內(nèi)的內(nèi)插(2D)產(chǎn)生場行。
接下來，盡管從第六場(6)開始時間比變得對稱了，但頂部/底部場發(fā)生改變，使得第六和第七場((6)，(7))應用公式3(方法S)，第八場(8)應用公式2(方法T)，第九場(9)應用公式1，和第十場(10)按原樣輸出輸入的場(12)(方法F)。
圖5顯示了一種轉(zhuǎn)換幀的方法，將以50Hz輸入的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成60Hz并輸出。
參照圖5，虛線表示以50Hz的速率輸入的視頻數(shù)據(jù)場(1)-(10)，和實線表示轉(zhuǎn)換成60Hz的幀速率的視頻數(shù)據(jù)場(1)-(12)。時間從左向右水平移動。此外，實線和虛線交疊的“0”表示場內(nèi)的行。
如果首先檢測到與當前輸入視頻數(shù)據(jù)的同步信號不同的同步信號，則以每隔11個場的規(guī)則次序，如圖4中應用的方法，通過重復根據(jù)時間比各不相同地確定的轉(zhuǎn)換方法(F、S、T)產(chǎn)生以50Hz輸入的視頻數(shù)據(jù)場。
因此，與輸入的第一、第二、和第三場(1)、(2)、(3)相比，輸出的第一、第二和第三場(1)、(2)、(3)具有100％、83％和67％的時間加權，這樣，輸入的場用作輸出場(方法F)。
與第三和第四場(3)、(4)相比，輸出的第四場(4)具有在時間上處于中間的50％和50％的時間加權，因此，如公式1所示的內(nèi)插，應用運動值形成新的場，P＝3D×(1-m)+m×(2D×0.5+3D×0.5)…(4)這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示幀內(nèi)內(nèi)插的值、和m表示運動值。
再參照公式4，在沒有運動值(m)的靜止部分中，通過場之間的內(nèi)插(3D)簡單地產(chǎn)生場，和在具有運動值的運動部分中，通過將場之間內(nèi)插的值(3D)與0.5的加權系數(shù)相乘得的值與將場內(nèi)內(nèi)插的值(2D)與0.5的加權系數(shù)相乘所得的值相加產(chǎn)生幀。
與輸入的第四和第五場(4)、(5)相比，接下來的第五和第六場(5)、(6)具有33％和17％的加權，因此，通過像公式2一樣的內(nèi)插(方法S)，應用運動值形成新的場，P＝{3D×(8-m)+m×3D}/8 …(5)這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示場內(nèi)內(nèi)插的值，和m表示運動值。
再參照公式5，在沒有運動值的靜止部分中，通過場之間的內(nèi)插(3D)簡單地產(chǎn)生場，和在具有運動值的運動部分中，通過場內(nèi)的內(nèi)插(2D)產(chǎn)生半行。
盡管從接下來的第七場(7)開始時間比變得對稱了，但頂部/底部場發(fā)生改變，使得第七、第八和第九場(7)、(8)和(9)應用公式5(方法S)、第十場應用公式4(方法T)，和第十一和第十二場(11)、(12)按原樣輸出輸入的場(方法F)。
根據(jù)本發(fā)明，在圖像再現(xiàn)設備中，根據(jù)在場和/或幀的轉(zhuǎn)換過程中輸入的場的運動值，和時間加權，輸出新的場，使得屏幕上的不自然運動可以得到消除。
權利要求
1.一種轉(zhuǎn)換幀速率的方法，包括下列步驟(a)檢測具有不同速率的、與輸入視頻數(shù)據(jù)的同步信號不同的同步信號；(b)如果在步驟(a)檢測到具有不同速率的同步信號，則根據(jù)相對于當前輸入的視頻場和/或幀的時間比按它們輸入的那樣輸出輸入場，或輸出反映運動值和/或時間比內(nèi)插的場。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)輸出的場根據(jù)時間比各不相同地改變，和參照頂部幀和底部幀對稱地輸出。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(b)通過根據(jù)轉(zhuǎn)換的場與當前輸入的場之間的時間比將場之間的內(nèi)插與幀內(nèi)的內(nèi)插相混合產(chǎn)生場。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，在步驟(b)，以3D×T+2D×(1-T)的形式產(chǎn)生場，這里3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示幀內(nèi)內(nèi)插的值，和T表示時間加權。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(b)根據(jù)轉(zhuǎn)換的場與當前輸入的場之間的時間比將場之間的內(nèi)插與幀內(nèi)的內(nèi)插相混合，和通過根據(jù)運動將場之間內(nèi)插的值與時間比相混合產(chǎn)生場。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，在步驟(b)，以3D×(1-m)+m×{3D×T+2D×(1-T)}的形式產(chǎn)生場，這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示幀內(nèi)內(nèi)插的值，T表示時間加權，和m表示運動值。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(b)通過參照在場之間檢測的運動值將場之間的內(nèi)插與場內(nèi)的內(nèi)插相混合產(chǎn)生場。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，在步驟(b)，以{3D×(8-m)+m×2D}/8的形式產(chǎn)生場，這里，3D表示場之間內(nèi)插的值，2D表示幀內(nèi)內(nèi)插的值，和m表示運動值。
9.一種轉(zhuǎn)換幀速率的方法，將60Hz的輸入視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成50Hz，該方法包括下列步驟(a)產(chǎn)生50Hz的同步信號；(b)根據(jù)在步驟(a)產(chǎn)生的同步信號的次序，重復下列步驟，其中，第一和第二輸出場是按它們輸入時那樣輸出的第一和第二輸入場；第三和第四輸出場是輸入場和/或通過應用預定的時間比，根據(jù)運動在輸入幀之間內(nèi)插的場；第五、第六和第七輸出場是輸入場和/或通過應用幀間的運動值在輸入場之間內(nèi)插的場；第八和第九場是輸入場和/或通過應用預定時間比，根據(jù)運動在輸入幀之間內(nèi)插的場；和第十輸出場是按它們輸入時那樣輸出的輸入場。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，第三和第四輸出場分別將0.6和0.4的加權應用于場之間的內(nèi)插和將0.4和0.6的加權應用于幀內(nèi)的內(nèi)插，和第八和第九場分別將0.4和0.6的加權應用于場之間的內(nèi)插和將0.6和0.4的加權應用于幀內(nèi)的內(nèi)插。
11.一種轉(zhuǎn)換幀/場速率的方法，將60Hz的輸入視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成50Hz，該方法包括下列步驟(a)產(chǎn)生60Hz的同步信號；(b)根據(jù)在步驟(a)產(chǎn)生的同步信號，重復下列步驟，其中，第一、第二和第三輸出幀是按它們輸入時那樣輸出的輸入場；第四輸出場是輸入場和/或通過應用預定的時間比，根據(jù)運動在輸入場之間內(nèi)插的場；第五至第九輸出場是輸入場和/或通過應用場之間的運動值在輸入幀之間內(nèi)插的場；第十輸出場是輸入場和/或通過應用預定的時間比，根據(jù)運動在輸入幀之間內(nèi)插的場；和第十一和第十二輸出場是按它們輸入時那樣輸出的輸入場。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，在步驟(b)，如果檢測到運動值，則第四和第十場分別將0.5的時間加權應用于場之間的內(nèi)插和幀內(nèi)的內(nèi)插，和第五和第九場分別將0.5的時間加權應用于場之間的內(nèi)插和幀內(nèi)的內(nèi)插。
13.一種轉(zhuǎn)換幀速率的裝置，包括信號差檢測器，用于將當前視頻數(shù)據(jù)與以前視頻數(shù)據(jù)相比較，并檢測其差值；運動檢測器，用于將信號差檢測器檢測的差值與閾值相比較，并檢測運動；和幀速率轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)相對于當前場的時間加權按它們輸入的那樣輸出輸入場，或通過參照運動檢測器檢測的運動，在輸入場之間或在輸入場內(nèi)進行內(nèi)插，產(chǎn)生場。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用運動應用和時間比轉(zhuǎn)換場和/或幀速率的方法及其裝置。根據(jù)相對于當前輸入的圖像場和/或幀的時間比輸入的場按它們輸入時那樣輸出,或通過反映運動值和/或時間比對場進行內(nèi)插,以便可以通過應用該方法和裝置消除屏幕上的不自然運動。
文檔編號H04N7/30GK1335716SQ0110170
公開日2002年2月13日 申請日期2001年1月20日 優(yōu)先權日2000年7月21日
發(fā)明者成在升, 金信幸 申請人:三星電子株式會社