CN1265634C - 图像格式转换装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像格式转换装置，包括：3:2下拉检测部分，用来确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉过程所产生的3:2下拉格式的图像；滚动文本/图形数据检测部分，用来确定在当前场上是否存在滚动动作；3:2下拉补偿部分，用来通过使用3:2下拉内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；IPC部分，用来通过使用第二内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；以及输出选择部分，用来基于滚动文本/图形检测部分与3:2下拉检测部分的判决结果，选择性地输出3:2下拉补偿部分的内插值或IPC部分的内插值。

Description

图像格式转换装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种图像格式转换装置及其方法，更具体地说，特别涉及一种图像格式转换装置及其方法，该装置及其方法能够检测并且无错误地将隔行格式(interlace format)的水平移动文本与图形数据转换成逐行格式(progressive format)的图像，其中隔行的格式被包含在由3:2下拉所产生的图像中。
背景技术
通常，图像显示设备要么使用隔行扫描模式要么使用逐行扫描模式。隔行扫描模式一般用于电视等等，其将一个图像帧分成两个场(field)，并且当显示一个图像时，将这些场(field)逐一在屏幕上显示，。此时，这两个场(field)被称为顶场(top field)与底场(bottom field)、上场(upper field)与下场(lower field)、奇场(odd field)和偶场(even field)等等。在另一方面，逐行扫描或非隔行扫描模式用于计算机监视器，数字电视等等，通过将一个图像帧当作帧单元处理，其一次显示整个帧图像，恰如在屏幕上显示胶片。
例如，对于480线的NTSC(全国电视系统委员会)隔行扫描模式(精确地讲，为525线中的487个有效线)的情况，一帧被分成两个240线的用于显示的场，而这样分割的240线场每1/60秒在屏幕上逐一显示。在另一方面，逐行扫描模式每1/60秒完整地显示整个帧图像，即480线图像。因此，与隔行格式的图像相比，基于逐行扫描模式的逐行格式的图像具有较高的图像质量。
与这种逐行扫描模式密切相关的一种格式为胶片电影，这是因为几乎所有最近发行的DVD电影都是胶片电影。电影以每秒24帧生成，这不同于NTSC电视节目。对于DVD电影的情况，当然可以从原始电影中的每秒24帧的原始图像直接制造DVD电影。然而，由于大部分图像显示设备，如现在被广泛使用的普通电视，都采用隔行扫描模式，所以考虑到这一现实，DVD电影实际上是以隔行扫描模式生成的。
因此，需要一种处理，其将24帧的逐行胶片转换为60场隔行图像，其被称为3:2下拉(pull-down)或电视电影(telecine)。此3:2下拉过程将两个24Hz的帧转换成五个60Hz的场。
图1解释了该3:2下拉处理的视图。在图1中，以每秒24帧生成的逐行格式的图像被转换成60Hz隔行图像。即如图1所示，从第一帧Frame1产生三个场，从第二帧Frame2产生两个场，等等，因此总体上每两帧产生五个场。
然而，因为越来越需要在使用不同扫描模式的设备之间进行数据交换，而使用逐行扫描模式的图像显示设备越来越多，所以需要一种隔行到逐行转换(IPC)的方法，以将隔行扫描模式转换成逐行扫描格式。在这种IPC处理中，如果知道将要内插的场属于3:2下拉格式的图像，其以3:2下拉内插来产生，则可通过组合隔行格式的场轻易获得在3:2下拉内插之前的逐行格式的完整图像。因此，在实施IPC方法之前，必须检测将要内插的场是否属于3:2下拉格式内插的图像。存在各种现有方法用来检测这种3:2下拉格式的图像。
然而，在3:2下拉格式的图像中可能包含水平滚动的隔行文本、或如字幕的图形数据等等。在这种情况下，如果只通过简单地组合隔行场，而不考虑滚动文本或图形数据，来再现3:2下拉内插之前的逐行图像，则该文本或其类似物在内插后图像中就不能平滑地显示，并且在最坏的情况中，可能显示破碎的文本。
因此，对于输入图像为3:2下拉格式的情况，必须具有一种图像格式转换装置与方法，其在内插之前能够检测是否在水平滚动的隔行文本或图形数据上存在滚动动作，并据此相应地对该图像进行内插。
发明内容
本发明被设计用来解决以上和/或其他问题，因此本发明的一方面提供了一种图像格式转换装置与方法，该装置与方法选择自适应的内插处理，并且根据图像是否为3:2下拉生成以及在该图像中是否存在水平移动的隔行文本或图形数据，无错误地将输入图像转换成逐行格式。
本发明的其他方面和/或优点将在下面部分地列出，而其他部分将从描述中变得显而易见，或者可以通过对本发明的实践进行了解。
为了达到以上和/或其他方面，根据本发明的图像格式转换装置包括：3:2下拉检测部分，用来确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉处理所产生的3:2下拉格式的图像；滚动文本/图形数据检测部分，用来确定在当前场上是否存在滚动动作；3:2下拉补偿部分，用来通过使用3:2下拉内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；IPC部分，用来通过使用第二内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；以及输出选择部分，用来基于滚动文本/图形检测部分与3:2下拉检测部分的判决结果，有选择性地输出3:2下拉补偿部分的内插值或IPC部分的内插值。输出选择部分可以包括：输出部分，用来选择性地输出3:2下拉补偿部分的内插值或IPC部分的内插值；以及转换处理选择部分，用来基于滚动文本/图形检测部分与3:2下拉检测部分的判决结果，来控制输出部分的输出。转换处理选择部分可以控制输出部分，使其响应于被确定为3:2下拉格式的当前场并且在当前场上存在的滚动动作，输出IPC部分的内插值；以及当当前场被确定为3:2下拉格式的图像并且在当前场上不存在滚动动作时，输出3:2下拉补偿部分的内插值。另外转换处理选择部分可以控制输出部分，使其响应于不是3:2下拉格式的当前场，而输出IPC部分的内插值。
滚动文本/图形检测部分可以包括：场缓冲器单元，用于依次按输入顺序缓冲输入图像场，并且将所缓冲的场提供给滚动检测单元和滚动行检测单元；滚动检测单元，用来确定在当前场上是否存在滚动动作；滚动行检测单元，用来响应于由滚动检测部分正在检测到的滚动动作，而在预定的搜索区域内逐行计算指示是否存在滚动动作的滚动动作信息；滚动标志缓冲器，用来按行存储滚动动作信息；多路分用器，用于将分配给每一行的位置上的滚动动作存储在滚动标志缓冲器单元中；以及多路复用器，用来选择性地输出按行存储在滚动标志缓冲器中的任何一片滚动动作信息。
滚动文本/图形检测部分可以参照当前场以及在当前场之前和之后的场来确定是否存在滚动动作。另外滚动行检测单元可以参照根据基于3:2下拉的预定周期所选择的场，来计算滚动动作信息。
另外，3:2下拉检测部分可以比较在场单元中计算的场动作信息与具有基于3:2下拉的特定周期的场模式，以确定图像是否为3:2下拉格式。
一种图像格式转换方法，包括：确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉处理所产生的3:2下拉格式的图像；确定在当前场上是否存在滚动动作；通过使用3:2下拉内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；通过使用第二内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；以及基于对当前场是否为由3:2下拉格式的图像以及当前场上是否存在滚动动作的判决，来选择性地输出3:2下拉内插方法的或第二内插方法所计算的内插值。对内插值的选择性输出可以：响应于为3:2下拉格式的当前场和在当前场上存在的滚动动作，输出以第二内插方法所计算的内插值；以及当当前场被确定为3:2下拉格式的图像并且当前场不存在滚动动作时，输出以3:2下拉补偿方法所求得的内插值。另外，对内插值的选择性输出可以为响应于不是3:2下拉格式的当前场而输出以第二内插方法所计算的内插值。
确定在当前场上是否存在滚动动作还可以包括：依次按输入顺序缓冲输入图像场，并且提供所缓冲的场；响应于存在的滚动动作，而在预定搜索区域内逐行计算指示是否存在滚动动作的滚动动作信息；按行存储滚动动作信息；存储分配给每一行的位置上的滚动动作；以及选择性地输出按行存储的任何一片滚动动作信息。
确定在当前场上是否存在滚动动作可以包括参照当前场以及在当前场之前和之后的场来检测滚动动作。另外，按行计算滚动信息包括参照根据基于3:2下拉格式的预定周期所选择的场，来计算滚动动作信息。
确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉处理所产生的3:2下拉格式的图像可以包括将在场单元中计算的场动作信息与具有基于3:2下拉格式的特定周期的场模式进行比较。
附图说明
通过结合附图及对本发明以下优选实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面的优点将变得显而易见而且更加容易理解：
图1是说明了3:2下拉处理的视图；
图2是示出了根据本发明的实施例的图像格式转换装置的方框图；
图3是详细示出图2的滚动文本/图形检测单元的方框图；
图4是示出根据本发明的实施例的图像格式转换装置的操作处理的流程图；
图5是说明根据本发明的实施例的图像格式转换装置的操作的视图。
具体实施方式
现在将详细引用本发明的优选实施例，这些例子在附图中示出，其中全文中相同的标号指向相同的单元。下面描述的实施例是用来通过参照这些图形来解释本发明的。
图2是示出了根据本发明的实施例的图像格式转换装置的方框图。该图像格式转换装置由下列器件构成：滚动文本/图形检测部分100、3:2下拉检测部分150、3:2下拉补偿部分200、IPC部分250、转换处理选择部分300、以及输出部分350。
用来内插的隔行格式的输入图像被输入到滚动文本/图形检测部分100、3:2下拉检测部分150、3:2下拉补偿部分200、以及IPC部分250，并且该输入图像包括多个在时间上连续的场。此时，当前将要内插的场被称为当前场，而时间上在当前场之前与之后的场分别被称为前场与后场。前场与后场相对于当前场都成为基准(reference)场。
滚动文本/图形检测部分100参照当前场与基准场逐行地确定在当前场中是否在水平滚动的隔行文本或图形数据等上存在滚动动作。
3:2下拉检测部分150检测输入图像是否为3:2下拉格式的图像，该图像由3:2下拉方法产生。3:2下拉补偿部分200根据3:2下拉内插处理为将要内插的像素计算内插值。通过使用适当的补偿方法，如动作补偿内插法、动作自适应内插法等等，IPC部分250为当前场中将要内插的像素计算内插值。
输出部分350有选择性地输出3:2下拉补偿部分200或IPC部分250。参照滚动文本/图形检测部分100与3:2下拉检测部分150的判决结果，转换处理选择部分300控制输出部分350的输出选择。从输出部分350输出的输出图像成为最终的内插值。
图3是详细示出图2的滚动文本/图形检测部分100的方框图。
参照图3，滚动文本/图形检测部分100具有场缓冲器单元105、滚动检测单元110、滚动行检测单元115、多路分用器120、滚动标志缓冲器单元125、以及多路复用器130。
场缓冲器单元105依次按输入顺序缓冲输入图像场，并且将这些场提供给滚动检测单元110与滚动行检测单元115。因此，使用当前输入场与存储在场缓冲器单元105中的场，滚动检测单元110与滚动行检测单元115同时参照前场、当前场与后场。
参照存储在场缓冲器单元105内的当前场与前场，滚动检测单元110确定在水平滚动的文本、图形数据等上是否存在滚动动作。
如果滚动检测单元110确定在当前场上存在滚动动作，则滚动行检测单元115在特定搜索区域内逐行确定是否存在滚动动作。因为滚动文本或图形数据一般在图像的下部被显示，可以通过适当地设定搜索区域而不是在整个场上检测滚动动作来改善检测速度。
滚动标志缓冲器单元125逐行地存储滚动动作信息，该信息指示对于各个行是否存在滚动动作。此时，多路分用器120将分配给每一行的位置上的滚动动作存储在滚动标志缓冲器单元125中，并且多路复用器130读出并向外输出根据外部输入信息存储在滚动标志缓冲单元125中相应位置上的滚动动作信息。
图4是示出根据本发明的实施例的图像格式转换方法的流程图。在图4中，3:2下拉检测单元150检测输入图像是否为由3:2下拉处理所产生的3:2下拉格式的图像(S400)。当监视关于每一场的可变周期的累积绝对差(SAD)值等时，可以检测图像是否为3:2下拉格式。
如果作为3:2下拉检测单元150的检测结果的输入图形不是3:2下拉格式，则使用在IPC部分250中计算的内插值(S410和S440)。
但反过来，如果输入图像是3:2下拉格式，则滚动文本/图形检测部分100确定在当前场中是否在水平滚动的文本或图形数据等上存在滚动动作(S420)。在这种情况下，如图5所示，通过使用从同一帧中产生的场，例如，编号为0与2的场或编号为5与7的场，可以精确判定何时检测到滚动动作。为做到这一点，依次存储在场缓冲器单元105中的场中的对应场被控制输出到滚动检测单元110与滚动行检测单元115。
如果由滚动文本/图形检测单元100检测到滚动动作，则使用IPC单元250的内插值(S440)，而如果不存在滚动动作，则使用3:2下拉补偿部分200的输出值(S430)，作为内插值。
通过以上方法，就能根据输入图像是否为3:2下拉格式以及在3:2下拉格式情况下是否存在水平滚动的隔行文本或图像数据，使用适当的内插值以自适应地内插，由此防止了滚动文本或图形数据在内插图像上的破碎化。
如上所述，当在3:2下拉格式的图像上存在水平移动的隔行文本或图像数据时，本发明检测该文本或图形数据，以能无错误地得到逐行格式的高品质图像。
虽然显示并描述了本发明的几个实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神与范围的情况下，可以对这些实施例作出种种修改，本发明的范围由权利要求及其等价物所限界定。

Claims (13)

1.一种图像格式转换装置，包括：
3:2下拉检测部分，用来确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉过程所产生的3:2下拉格式的图像；
滚动文本/图形数据检测部分，用来确定在当前场上是否存在滚动动作；
3:2下拉补偿部分，用来通过使用3:2下拉内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；
隔行到逐行转换部分，用来通过使用第二内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；以及
输出选择部分，用来基于滚动文本/图形数据检测部分与3:2下拉检测部分的判决结果，选择性地输出3:2下拉补偿部分的内插值或隔行到逐行转换部分的内插值，
其中输出选择部分包括：
输出部分，用来选择性地输出3:2下拉补偿部分的内插值或隔行到逐行转换部分的内插值；以及
转换过程选择部分，用来基于滚动文本/图形检测部分与3:2下拉检测部分的判决结果，控制输出部分的输出，
其中转换过程选择部分控制输出部分，使其响应于被确定为3:2下拉格式的当前场和在该当前场上存在的滚动动作，输出隔行到逐行转换部分的内插值；以及当当前场被确定为3:2下拉格式的图像并且在当前场中不存在滚动动作时，输出3:2下拉补偿部分的内插值，
其中转换过程选择部分控制输出部分，使其响应于不是3:2下拉格式的当前场，来输出隔行到逐行转换部分的内插值。
2.根据权利要求1的图像格式转换装置，其中滚动文本/图形检测部分包括：
场缓冲器单元，用于依次按输入顺序缓冲输入图像场，并且将所缓冲的场提供给滚动检测单元和滚动行检测单元；
滚动检测单元，用来确定在当前场上是否存在滚动动作；
滚动行检测单元，用来响应于由滚动检测部分正在检测到的滚动动作，而在预定搜索区域内逐行计算指示是否存在滚动动作的滚动动作信息；
滚动标志缓冲器，用来按行存储滚动动作信息；
多路分用器，用于将分配给每一行的位置上的滚动动作存储在滚动标志缓冲器单元中；以及
多路复用器，用来选择性地输出按行存储在滚动标志缓冲器内的任何一片滚动动作信息。
3.根据权利要求2的图像格式转换装置，其中滚动文本/图形检测部分参照当前场以及在当前场之前和之后的场来确定是否存在滚动动作。
4.根据权利要求2的图像格式转换装置，其中滚动行检测单元参照根据基于3:2下拉的预定周期所选择的场，计算滚动动作信息。
5.根据权利要求2的图像格式转换装置，其中滚动行检测单元还包括场缓冲器单元，该单元依次按输入顺序缓冲输入图像场，并将所缓冲的场提供给滚动检测单元与滚动行检测单元。
6.根据权利要求1的图像格式转换装置，其中3:2下拉检测单元比较在场单元中计算的场动作信息与具有基于3:2下拉的特定周期的场模式，以确定图像是否为3:2下拉格式。
7.根据权利要求1的图像格式转换装置，其中由隔行到逐行转换部分所使用的第二内插方法为动作补偿内插方法。
8.根据权利要求1的图像格式转换装置，其中由隔行到逐行转换部分所使用的第二内插方法为动作自适应内插方法。
9.一种图像格式转换方法，该方法包括：
确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉过程所产生的3:2下拉格式的图像；
确定在当前场上是否存在滚动动作；
通过使用3:2下拉内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；
通过使用第二内插方法为将要内插的当前场的像素计算内插值；以及
基于对当前场是否为由3:2下拉格式的图像以及当前场上是否存在滚动动作的判决，选择性地输出3:2下拉内插方法的或第二内插方法的内插值，
其中对内插值的选择性输出为响应于为3:2下拉格式的当前场并且在当前场上存在的滚动动作，输出以第二内插方法所计算的内插值；以及当当前场被确定为3:2下拉格式的图像并且在当前场上不存在滚动动作时，输出以3:2下拉内插方法所计算的内插值，
其中对内插值的选择性输出为响应于不是3:2下拉格式的当前场而输出以第二内插方法所计算的内插值。
10.根据权利要求9的图像格式转换方法，其中确定在当前场上是否存在滚动动作的过程还包括：
依次按输入顺序缓冲输入图像场，并且提供所缓冲的场；
响应于存在的滚动动作，而在预定的搜索区域内按行计算指示是否存在滚动动作的滚动动作信息；
按行存储滚动动作信息；
存储分配给每一行的位置上的滚动动作；以及
选择性地输出按行存储的任何一片滚动动作信息。
11.根据权利要求10的图像格式转换方法，其中确定在当前场上是否存在滚动动作的过程包括参照当前场以及在当前场之前和之后的场来检测滚动动作。
12.根据权利要求10的图像格式转换方法，其中按行计算滚动信息的过程包括参照根据基于3:2下拉格式的预定周期所选择的场，来计算滚动动作信息。
13.根据权利要求9的图像格式转换方法，其中确定在时间上连续的多个场中的当前场是否为由3:2下拉过程所产生的3:2下拉格式的图像的过程包括将在场单元中计算的场动作信息与具有基于3:2下拉格式的特定周期的场模式。
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