[发明专利]内插帧生成方法及内插帧生成设备

说明书

技术领域

本发明的一个实施例涉及一种生成内插帧、在形成移动图像的帧图像之间插入内插帧、以及将物体移动显示为平滑自然的移动的技术。

背景技术

当在液晶显示器(LCD)上显示移动图像时，LCD以(例如)60帧/秒的速率显示帧图像(下文中简称为“帧”)。这些帧是通过处理60场/秒的隔行扫描信号获取的连续扫描图像。具体地，LCD将一帧显示1/60秒。

当观看显示在LCD上的这种图像时，由于观看者眼睛的视觉持续性(persistence of vision)，使得前一帧的图像残留。所以，存在图像中的移动物体显得模糊或物体的移动显得不自然的情况。这种现象在较大屏幕上更加显著。

为了防止这种移动图像的模糊，公知这样的一种方法：通过在两个连续帧之间插入内插帧(interpolated frame)来显示移动图像(参见第2005-6275号日本专利申请KOKAI文件)。在该文件的方法中，在包括在前帧和在后帧的两个输入帧或更多输入帧之间执行形成帧的图像块的匹配，以检测每个块的运动矢量(物体移动的方向和距离)。使用每个块的运动矢量生成位于多个输入帧之间的新的内插帧。将该内插帧插入在两个输入帧之间，从而以更多数目的帧显示移动图像。

上述的块匹配是一种检测在后帧中的哪个图像块与某帧中的预定尺寸的图像块匹配的方法。计算在前帧中的一个图像块的像素和在后帧中的任意一个图像块的相应像素之间的差分(difference)，将具有最低差分累加值(绝对差分和[SAD])的在后帧的图像块检测为最类似于在前帧的图像块的图像块。将在前帧和在后帧的最类似的块之间的位置差检测为运动矢量。

当基于使用SAD的块匹配估计物体的移动时，如果多个输入帧中存在周期性图案，则在周期性图案中的图像块中不能估计出准确的运动矢量。第2005-56410号日本专利申请KOKAI中公开了一种在观测图像是周期性图案的情况下，利用周围图像块的运动矢量校正图像块的运动矢量的方法。另外，作为第2006-208792号日本专利申请(于2006年7月31日递交，下文中称为参考3)，递交了使用两种尺寸的块来检测运动矢量的方法。

如上所述，已知多种使用周围块的运动矢量校正周期性图案中的图像块的运动矢量的方法。但是，在周期性图案的尺寸远大于图像块的情况下，这些方法并不能提供适当的校正。并且，在周围块的运动矢量具有低可靠性的情况下，这些方法也不能提供适当的校正。所以，在上述情况下，这些方法存在不能获取可靠的运动矢量的问题。在图像包括许多周期性图案的情况下，这个问题变得更加显著，所以需要提供针对这个问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够不受图像的画面图案的影响、高准确度地检测运动矢量的内插帧生成方法和内插帧生成设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种使用多个输入帧图像生成插入在多个连续帧之间的新内插帧的内插帧生成方法，包括以下步骤：第一检测，使用固定尺寸的第一块，通过在输入帧图像之间进行块匹配处理，检测至少一个势运动矢量(potential motion vector)；第二检测，使用具有能够在大于第一块的尺寸的范围内变化的尺寸的第二块，通过在输入帧图像之间进行块匹配处理，检测运动矢量；以及当第一检测检测出的势运动矢量的数目为1时，使用该势运动矢量生成内插帧。该生成是在第一检测检测出多个运动矢量的情况下，使用该多个势运动矢量中的最接近于第二检测检测出的运动矢量的势运动矢量生成内插帧。

通过采取这些措施，使用固定尺寸的块(小块)和大于固定尺寸的块的可变尺寸的块(大块)执行块匹配处理。适当改变大块的尺寸。例如，根据诸如图像帧的周期性重复图案的图像画面图案改变大块的尺寸。尽管存在当图像包括周期性重复图案时在使用小块的检测中检测出多个势运动矢量的情况，但是也可以通过使用大块执行块匹配处理来选定一个运动矢量。另外，在上述措施中，大块的尺寸可变，所以可以以更高的精确度检测运动矢量。

根据本发明，可以提供一种能够不受图像的画面图案的影响、高精确度地检测运动矢量的内插帧生成方法和内插帧生成设备。

本发明的其它目的和优点将在下面的描述中阐述，并且部分地通过下面的描述变得显而易见，或可以通过实施本发明而获知。本发明的目的和优点可以通过下文中特别指出的手段及组合实现和获得。

附图说明

结合在说明书中并组成说明书的一部分的附图示出了本发明的多个实施例，并与上面给出的概括描述和下面给出的实施例的详细描述一起用来解释本发明的原理。