CN1509065A

CN1509065A - 图像信号格式检测装置和方法

Info

Publication number: CN1509065A
Application number: CNA2003101165997A
Authority: CN
Inventors: ֣ά��; 郑维永; 李泳镐; 梁承埈
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2004-06-30
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: CN1263281C; US20040114048A1; US7212246B2; EP1434438A3; KR20040054032A; EP1434438A2

Abstract

一种图像信号格式检测装置和方法。所述图像信号格式检测装置包括第一总计绝对差(SAD)值计算单元，根据时间连续的图像信号的先前半帧、当前半帧和下一半帧来计算关于当前半帧和先前半帧的像素值的第一SAD值。第二SAD值计算单元计算关于当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值。图形产生单元根据所述第一和第二SAD值的比较结果，来产生检测图形；以及图形分析单元按字段来存储所述检测图形，将一个序列字段的所存储的检测图形与预定验证图形进行比较，并且确定所述图像信号是否为以2∶2下拉产生的图像信号。所述装置通过使用半帧之间的SAD值来检测以2∶2下拉产生的图像信号，并且能够被应用到解隔行装置等。

Description

图像信号格式检测装置和方法

技术领域

本发明涉及一种图像信号格式检测装置和方法，具体涉及一种通过应用2∶2下拉算法能够检测从逐行格式图像转换成隔行格式图像的图像的图像信号格式检测装置和方法。

背景技术

通常，图像显示装置利用隔行扫描模式或逐行扫描模式。隔行扫描模式用于普通电视机等，并且将一幅图像帧划分成两个半帧(field)，当显示一幅图像时，在屏幕上依次显示所述半帧(field)。这时，这两个半帧(field)被称作顶半帧(top field)和底半帧(bottom field)，上半帧(upper field)和下半帧(lowerfield)，偶数半帧(even field)或奇数半帧(odd field)等。另一方面，逐行扫描或非隔行扫描模式被用于计算机监视器、数字电视等，并且通过处理一幅图像帧作为帧单元，即在屏幕上显示的胶片，来同时显示整个帧图像。

例如，在480行全国电视系统委员会制式(NTSC)隔行扫描模式(精确为，525行中的487个有效行)的情况下，一帧被划分成两个240行的半帧用于显示，并且如上所述的被划分的240行的半帧以1/60秒(480/60i)逐个地显示在屏幕上。另一方面，逐行扫描模式每1/60秒(480/60p)同时完全显示整个帧图像，即480行图像。因此，基于逐行扫描模式的逐行格式图像与隔行格式图像相比具有更好的图像质量。

与那样的逐行扫描模式紧密相关的一种典型视频格式是DVD电影格式，用于在模拟电视上显示，并且初始生成在胶片(film)上，因为近年来发行的几乎所有的DVD电影题材(film title)的初始源起初都是在胶片(film)上制造的。电影不同于NTSC TV节目，它以每秒24帧来产生制造。在DVD电影的情况下，当然，能够直接制造包括24帧的初始图像的DVD，就象初始胶片电影。然而，由于大多数诸如通用模拟电视的图像显示器目前采用隔行扫描模式，因此以隔行扫描模式来生产DVD电影题材(film title)更加实际。

因此，需要一个处理过程将24帧逐行胶片转换成60个半帧的隔行图像，该隔行图像通常称作3∶2下拉或“电视电影”。该3∶2下拉处理将两个24Hz帧转换成五个60Hz半帧，从第一帧重复地产生三个半帧和从第二帧产生两个半帧。

同时，由于使用了类似3∶2下拉的2∶2下拉，每秒30帧的逐行格式图像被典型地用于广告广播、音乐视频等。也就是说，2∶2下拉是指一种将30帧逐行格式胶片(film)转换成60半帧隔行格式图像的处理。

图1示出了2∶2下拉。在图1中，通过将每个帧划分成两个半帧，在每秒30帧的第二逐行格式中产生的图像被转换成60Hz的隔行格式。例如，帧1被转换成两个半帧T1和B1，帧2被转换成两个半帧T2和B2等。

然而，由于随着利用逐行扫描模式的图像显示装置的使用的增加，变得更加需要使用不同扫描模式来交换装置之间的数据，因此需要隔行到逐行转换(IPC)方法将隔行扫描模式转换成逐行扫描模式。在这样的IPC处理期间，如果已知当前输入的图像是2∶2下拉转换的图像，则仅通过合并隔行格式半帧，就可以简单地获得2∶2下拉之前的全部的逐行格式图像。因此，在实现IPC方法之前，需要检测将被插入的半帧是否是先前2∶2下拉转换的图像。

常规系统主要使用3∶2下拉，并且在美国专利号5398071、标题为“FilmTo Video Format Detection For Digital Television”的申请中特别披露了用于检测诸如3∶2下拉格式图像的方法的常规技术。然而，通过相对简单的结构来检测2∶2下拉格式图像的技术非常少，甚至没有。因此，期望一种通过相对简单的结构来检测2∶2下拉格式的图像信号格式检测装置和方法。

发明内容

本发明被设计用来解决上面和/或其它问题，因此，本发明的一方面是提供一种图像格式检测装置和方法，它通过相对简单的结构，能够检测图像是否是由2∶2下拉图像格式先前产生的。

本发明的另外方面和/或优点将部分地在下面的描述中阐明，部分地从说明书显而易见，或部分地通过本发明的实践来获得。

为了达到本发明的上面和/或其它方面，提供一种图像信号格式检测装置，包括：第一总计绝对差(SAD)值计算单元，根据具有时间连续半帧的图像信号的先前半帧、当前半帧和下一半帧来计算关于当前半帧和先前半帧的像素值的第一SAD值；第二SAD值计算单元，用于计算关于当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值；图形产生单元，根据所述第一和第二SAD值的比较结果，来产生检测图形；以及图形分析单元，用于存储所述检测图形，将所存储的检测图形与一预定验证图形进行比较，并且确定所述图像信号是否为由2∶2下拉产生的图像信号。

为了实现本发明的上面和/或其它方法，提供一种解隔行装置，用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号，该装置包括：上述的格式检测单元，2∶2下拉补偿单元以及隔行到逐行转换单元，其中，根据2∶2下拉补偿单元由所述解隔行装置或者根据所述格式检测单元的输出由所述隔行到逐行的转换单元对到解隔行装置的输入图像进行选择性地解隔行。

为了实现本发明的上面和/或其它方面，提供一种图像信号格式检测方法。该方法包括步骤：根据具有时间连续半帧的图像信号的先前半帧、当前半帧和下一半帧来计算关于当前半帧和先前半帧的像素值的第一总计绝对差(SAD)值；计算关于当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值；根据所述第一和第二SAD值的比较结果，来产生检测图形；以及存储所述检测图形，将所存储的检测图形与一预定验证图形进行比较，并且确定所述图像信号是否为由2∶2下拉产生的图像信号。

为了实现本发明的上面和/或其它方面，提供一种解隔行方法，用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号，该方法包括步骤：根据来自2∶2下拉补偿操作或根据上述图像信号格式检测方法的隔行到逐行转换操作的插入值，选择性地输出解隔行的图像信号。

为了实现本发明的上面和/或其它方面，提供一种用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号的解隔行装置，包括：格式检测单元，根据所述输入图像的半帧之间的总计绝对差值的比较，来检测输入图像的格式；2∶2下拉补偿单元；以及隔行到逐行转换单元，其中所述解隔行装置根据所述格式检测单元，使用来自2∶2下拉补偿单元或隔行到逐行转换单元的插入输出值，选择性解隔行所述输入图像。

所述输入图像的半帧之间的总计绝对差值的比较可以基于下列两个等式的结果的比较：

Q_{i = 0}^{M - 1} Q_{j = 0}^{N - 1} | f_{n - 1} (i, j) - f_{n} (i, j) |;

和

Q_{i = 0}^{M - 1} Q_{j = 0}^{N - 1} | f_{n} (i, j) - f_{n + 1} (i, j) |;

其中f_n-1(i，j)表示先前半帧中第i行和第j列的像素值，f_n(i，j)表示当前半帧中第i行和第j列的像素值，以及f_n+1(i，j)表示下一半帧中第i行和第j列的像素值，M-1和N-1分别表示M×N大小的图像的i和j的最大值。

附图说明

结合附图，从下列实施例的描述中，本发明的上面和/或其它方面和优点将变得并且更容易理解，其中：

图1示出了现有的2∶2下拉方法；

图2示出了一种根据本发明的实施例的图像信号格式检测装置；

图3示出了根据本发明的实施例的图像信号格式检测装置的操作的流程图；

图4示出了根据本发明的实施例的用于产生检测图形的处理；以及

图5示出了根据本发明的实施例的使用图像信号格式检测装置的示例性解隔行装置。

具体实施方式

现在将做出对本发明实施例的详细参考，本发明的示例在附图中示出，其中在全文中相同参考标记指向相同的单元。下面将参考附图来描述实施例，以便解释本发明。

图2是举例说明根据本发明的实施例的图像信号格式检测装置的方框图。所述图像信号格式检测装置包括第一和第二总计(Summed)绝对差(SAD)值计算单元100和110、图形产生单元120以及图形分析单元130。图形产生单元120包括SAD比较器123和多路复用器125，而图形分析单元130包括图形缓冲器133、图形存储器135和图形检测器137。

第一和第二SAD值计算单元100和110输入图像信号，该图像信号在连续时间上由多个半帧组成。这时，当前输入半帧被称作当前半帧，当前半帧之前和之后的半帧分别称作先前半帧和下一半帧。第一SAD值计算单元100计算有关当前半帧和先前半帧的像素值的第一SAD值。第二SAD值计算单元110计算有关当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值。

图形产生单元120比较在第一和第二SAD值计算单元100和110中计算的第一和第二SAD值，并且根据比较结果产生一个检测图形。图形分析单元130存储由图形产生单元120产生的检测图形，将预定的预先存储的验证图形与一个序列已存储的检测图形进行比较，并且决定所输入的图像信号是否是由2∶2下拉产生的2∶2下拉格式图像。通过在单个图形，即一个序列中，顺序地引入第一和第二SAD值的比较的输出可以类似地产生所存储的检测图形。

图3示出了一种根据本发明的实施例的图像信号格式检测装置的操作流程图。参考图3的流程图，首先，第一SAD值计算单元100计算有关先前半帧和当前半帧的像素值的第一SAD值(S200)。进一步，第二SAD值计算单元110计算有关当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值(S205)。这时，第一和第二SAD值计算单元100和110通过下列等式来计算第一和第二SAD值：

f_n-1(i，j)表示先前半帧中第i行和第j列的像素值，f_n(i，j)表示当前半帧中第i行和第j列的像素值，以及f_n+1(i，j)表示下一半帧中第i行和第j列的像素值。而且，M-1和N-1分别表示M×N大小的图像的i和j的最大值。

图形产生单元120的SAD比较器123比较在分别第一和第二SAD值计算单元100和110中分别计算的第一和第二SAD值(S210)，并且根据比较结果产生检测结果(S215)。第一和第二SAD值的比较是在图形产生单元120的SAD比较器123中执行的。图形产生单元120中的多路复用器125分别接收值“1”和“0”，并且根据SAD比较器123的控制，输出输入值“1”或输入值“0”。从多路复用器125输出的值变成检测图形。

图4示出了根据本发明的实施例的用于产生检测图形的过程。参考图4，30Hz的逐行格式图像300、310和320被2∶2下拉分别划分成两个半帧301和302、311和312，以及321和322。在这个示例中，如果参考标记302是当前半帧，则参考标记302-1变成关于先前半帧和当前半帧计算的第一SAD值，参考标记302-2变成关于当前半帧和下一半帧计算的第二SAD值。而且，如果值“a”表示第一SAD值和值“b”表示第二SAD值，由于先前半帧301和当前半帧302是从相同帧300中划分的半帧，以及当前半帧302和下一半帧311是从不同帧300和301中产生的半帧，所以值a小于值b(a＜b)。当a＞b时多路复用器125输出值“1”，当a＜b时多路复用器125输出值“0”，在上述示例中，多路复用器125输出的值是“0”。

如果根据半帧301、311、312和321执行上述过程，则从多路复用器125输出的值变成序列“...0101...”。同样地，当图像是2∶2下拉格式图像时，多路复用器125将重复输出值“0”和“1”。

从多路复用器125输出的检测图形存储在图形缓冲器133中。因此，存储在图形缓冲器133中的值变成一定长度的“...0101...”。

存储在图形缓冲器133中的检测图形序列“...0101...”与存储在图形存储器135中的验证图形进行比较(S225)。存储在图形存储器135中的验证图形是一种基于2∶2下拉的某一重复周期的图形，例如“...0101...”。

然后，确定存储在图形缓冲器133中的检测图形的序列“...0101...”是否匹配存储在图形存储器135中的验证图形，例如“...0101...”(S230)。

如果存储在图形缓冲器133中的检测图形与存储在图形存储器135中的验证图形相匹配，则产生2∶2下拉模式信号(S230和S235)。相反，如果图形不匹配，则决定检测图形不是2∶2下拉格式图像。

通过上述过程，可以确定输入半帧是否是由2∶2下拉产生的2∶2下拉格式半帧。因此，这样的图像信号格式检测装置可以应用到IPC处理等中。

图5示出了根据本发明的实施例的使用图像信号格式检测装置的示例性解隔行装置。解隔行装置是指一种用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号的装置。图5所示的隔行装置包括格式检测单元400、2∶2下拉补偿单元410、IPC单元420以及多路复用器430。

格式检测单元400通过例如图3和图4所示的上述处理中的一个，来检测输入图像半帧是否是由2∶2下拉产生的半帧。2∶2下拉补偿单元410假设输入图像是2∶2下拉图像，并且根据该假设输出插入值。IPC单元420通过使用诸如运动补偿插入方法等的合适的插入方法来输出插入值。多路复用器430通过从格式检测单元400输出的2∶2下拉模式信号，输出2∶2下拉补偿单元410或IPC单元420的插入值作为最后插入值。因此，如果输入图像是2∶2下拉图像，则使用由2∶2下拉补偿单元410插入的值。相反，使用从IPC单元420输出的插入值，从而能够有效地获取高质量的图像。

如上所述，本发明可以根据半帧之间的SAD值来检测输入图像是否是由2∶2下拉产生的图像。而且，根据本发明的图像信号格式检测装置和方法由于其相对简单的结构可容易地被实现。这样的图像信号格式检测装置和方法可以应用到隔行到逐行转换(IPC)方法等，能够有效地获取高质量的图像。

尽管已经示出和描述了本发明实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的权利要求书及其等价物所定义的原则和精神的情况下，可以做出对本实施例的修改。

Claims

1.一种图像信号格式检测装置，包括：

第一总计绝对差(SAD)值计算单元，根据具有时间连续半帧的图像信号的先前半帧、当前半帧和下一半帧来计算关于当前半帧和先前半帧的像素值的第一SAD值；

第二SAD值计算单元，用于计算关于当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值；

图形产生单元，根据所述第一和第二SAD值的比较结果，来产生检测图形；以及

图形分析单元，用于存储所述检测图形，将所存储的检测图形与预定的验证图形进行比较，并且确定所述图像信号是否为由2∶2下拉产生的图像信号。

2.根据权利要求1所述的图像信号格式检测装置，其中所述图形产生单元包括：

SAD比较器，用于比较第一和第二SAD值的幅度；以及

多路复用器，根据所述SAD比较器的比较结果，来选择性地输出第一SAD值或第二SAD值。

3.根据权利要求2所述的图像信号格式检测装置，其中当第一SAD值是“0”时，第二SAD值是“1”。

4.根据权利要求1所述的图像信号格式检测装置，其中所述图形分析单元包括：

图形缓冲器，用于顺序地存储所述检测图形；

图形存储器，用于存储所述预定的验证图形；以及

图形检测单元，用于比较存储于所述图形缓冲器中的检测图形和存储于图形存储器中的验证图形。

5.根据权利要求4所述的图像信号格式检测装置，其中所述预定验证图形是具有根据2∶2下拉的预定重复周期的图形。

6.根据权利要求1所述的图像信号格式检测装置，其中所述检测图形是一个序列。

7.一种图像信号格式检测方法，包括步骤：

根据具有时间连续半帧的图像信号的先前半帧、当前半帧和下一半帧来计算关于当前半帧和先前半帧的像素值的第一总计绝对差(SAD)值；

计算关于当前半帧和下一半帧的像素值的第二SAD值；

根据所述第一和第二SAD值的比较结果，来产生检测图形；以及

存储所述检测图形，将所存储的检测图形与预定验证图形进行比较，并且确定所述图像信号是否为由2∶2下拉产生的图像信号。

8.根据权利要求7所述的图像信号格式检测方法，其中所述产生检测图形的步骤包括：

比较第一和第二SAD值的幅度；以及

根据所述SAD比较器的比较结果，选择性地输出第一SAD值或第二SAD值。

9.根据权利要求8所述的图像信号格式检测方法，其中当第一SAD值是“0”时，第二SAD值是“1”。

10.根据权利要求7所述的图像信号格式检测方法，其中所述存储检测图形和比较所存储的检测图形的步骤包括：

顺序地存储所述检测图形；

存储所述预定验证图形；以及

比较存储于所述图形缓冲器中的检测图形和存储于图形存储器中的验证图形。

11.根据权利要求10所述的图像信号格式检测方法，其中所述预定验证图形是具有根据2∶2下拉的预定重复周期的图形。

12.根据权利要求7所述的图像信号格式检测方法，其中所述检测图形是一个序列。

13.一种用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号的解隔行装置，包括：

权利要求1所述的格式检测单元；

2∶2下拉补偿单元；以及

隔行到逐行的转换单元，

其中，由基于2∶2下拉补偿单元的或者隔行到逐行的转换单元的所述解隔行装置根据所述格式检测单元的输出对输入到解隔行装置的输入图像进行选择性地解隔行。

14.一种用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号的解隔行方法，包括步骤：基于权利要求7所述的图像信号格式检测方法并根据来自2∶2下拉补偿操作或隔行到逐行转换操作的插入值，来选择性地输出已解隔行的图像信号。

15.一种用于将隔行扫描模式图像信号转换成逐行扫描模式图像信号的解隔行装置，包括：

格式检测单元，根据所述输入图像的半帧之间的总计绝对差值的比较，来检测输入图像的格式；

2∶2下拉补偿单元；以及

隔行到逐行转换单元，

其中所述解隔行装置根据所述格式检测单元的输出，使用来自2∶2下拉补偿单元或隔行到逐行转换单元的插入输出值，来选择性地对所述输入图像进行解隔行。

16.根据权利要求15所述的解隔行装置，其中所述隔行到逐行转换单元使用运动补偿插入方法，来执行对所述输入图像的插入操作。

17.根据权利要求15所述的解隔行装置，还包括多路复用器，根据从所述格式检测单元输出的下拉模式信号，输出2∶2下拉或隔行到逐行的插入值。

18.根据权利要求15所述的解隔行装置，其中所述输入图像的半帧之间的总计绝对差值的比较是基于下列两个等式的结果的比较：

Q_{i = 0}^{M - 1} Q_{j = 0}^{N - 1} | f_{n - 1} (i, j) - f_{n} (i, j) |;

和

Q_{i = 0}^{M - 1} Q_{j = 0}^{N - 1} | f_{n} (i, j) - f_{n + 1} (i, j) |,