[發明專利]圖像處理裝置和方法以及圖像顯示裝置和方法

有效

• 申請號: 201210422396.X
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103096009A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 久?？∶?/a>;那須督;藤山直之;堀部知篤;小野良樹
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H04N7/01
• 分類號: H04N7/01;H04N5/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;馬建軍

技術領域

本發明涉及圖像處理裝置和方法以及圖像顯示裝置和方法。本發明特別涉及向圖像的幀之間插入新的插值幀的幀插值處理。

背景技術

液晶顯示器等維持型顯示器在1幀期間內持續顯示相同圖像，在圖像中的物體運動的情況下，人眼對于運動物體的追蹤是連續移動的，與此相對，由于物體的移動表現為以1幀為單位的不連續移動，因此，存在邊緣部分看起來模糊的問題。與此相對，可考慮通過對幀進行插值而增多顯示幀數，使物體的移動變得順暢。

并且，關于將電影等的膠片視頻轉換成電視信號的素材，由于兩者（膠片視頻與電視信號）的幀頻的差異，成為由同一幀制作出2幀或3幀的圖像信號，如果直接進行顯示，則存在運動模糊或者產生運動不平滑（jerky）這樣的抖動（judder）的問題。

并且，同樣地，關于將進行計算機處理后的視頻轉換成電視信號的素材，也成為由同一幀制作出2幀的圖像信號，如果直接進行顯示，則同樣存在產生抖動的問題。

作為現有的圖像處理裝置和方法，已知有利用與前一幀的幀相同的圖像對插值幀進行插值的零階保持法、利用前一幀的圖像與后一幀的圖像的平均圖像對插值幀進行插值的平均值插值法等，但是，關于零階保持法，對于在一定方向上運動的圖像，不進行平滑的移動，因此，依然沒有解決維持型顯示器的模糊問題。并且，平均值插值法存在運動的圖像成為重影圖像的問題。

作為其改善策略，根據相對于插值幀的插值像素處于點對稱位置的時間上靠前的幀上的像素與時間上靠后的幀上的像素的像素之間相關性最大的像素，生成插值幀的插值像素（例如參照專利文獻1）。在該方法中，由于進行像素單位的相關性檢測，因此，有時雖然圖像內容不同，但是也檢測為像素之間的相關性較大，有時無法正確生成插值幀。

【專利文獻1】日本特開2006-129181號公報（第8頁、第3圖）

現有的幀插值處理如上所述那樣構成，存在運動模糊或者產生運動不平滑這樣的抖動的問題。并且，在檢測像素單位的相關性的方法中，由于無法正確進行相關性檢測而無法正確生成插值幀，特別是在進行插值的幀前后物體時隱時現的情況下，存在插值幀顯著紊亂這樣的問題、以及幀插值處理的運算量較多（在硬件上，電路規模較大）這樣的問題。

發明內容

本發明的圖像處理裝置在輸入圖像的當前幀與所述當前幀前一幀的幀即第1延遲幀之間插入插值幀，其特征在于，該圖像處理裝置具有：運動矢量檢測部，其參照所述第1延遲幀的數據和所述當前幀前二幀的幀即第2延遲幀的數據，計算從所述第2延遲幀到所述第1延遲幀的第1運動矢量，參照所述當前幀的數據和所述第1延遲幀的數據，計算從所述當前幀到所述第1延遲幀的第2運動矢量；運動矢量轉換部，其將所述第1運動矢量轉換成從所述第1延遲幀到所述插值幀的第3運動矢量，將所述第2運動矢量轉換成從所述當前幀到所述插值幀的第4運動矢量；以及插值幀生成部，其根據所述第3運動矢量、所述第4運動矢量、所述第1延遲幀的數據和所述當前幀的數據，生成所述插值幀的數據，輸出將所述插值幀的數據插入到所述當前幀的數據與所述第1延遲幀的數據之間后的圖像數據，所述運動矢量檢測部設定與所述插值幀的插值對象塊對應的、所述第1延遲幀內的塊，作為處理對象塊，生成多個測試插值數據，該多個測試插值數據包含由構成所述第2延遲幀的一部分的塊的數據和構成所述當前幀的一部分的塊的數據的每個像素的平均值構成的第1組測試插值數據、由構成所述當前幀的一部分的塊的數據構成的第2組測試插值數據、由所述第2延遲幀的塊數據構成的第3組測試插值數據，所述運動矢量檢測部對所述多個測試插值數據中的所述各個測試插值數據相對于所述處理對象塊的數據的相關性強度進行評價，生成與相關性最強的所述測試插值數據對應的運動矢量作為第1運動矢量和第2運動矢量中的至少一方，所述第1組測試插值數據是根據所述第2延遲幀的多個塊和所述當前幀的多個塊而得到的，所述第2組測試插值數據是根據所述當前幀的多個塊而得到的，所述第3組測試插值數據是根據所述第2延遲幀的多個塊而得到的。

根據本發明，設時間上連續的3個幀的中心幀為最準確的幀，對從時間上靠前的幀和靠后的幀到中心幀的運動矢量進行評價，由此，能夠計算高精度的運動矢量，因此，能夠內插插值幀而不會導致圖像紊亂。進而，在進行插值的幀前后物體時隱時現的情況下，也能夠內插插值幀而不會導致圖像紊亂。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式1的圖像顯示裝置的結構的框圖。

圖2是示出圖1的運動矢量檢測部12內的測試插值部4的具體例的框圖。