[发明专利]帧率提升转换装置与方法

说明书

一种FRC装置与方法。运动向量产生电路比较前原始帧与目前原始帧来获得目前原始帧的多个块的第一运动向量，以及比较目前原始帧与后原始帧来获得目前原始帧的这些块的第二运动向量。依据第一原始帧、第二原始帧与第三原始帧的这些第一运动向量与这些第二运动向量，运动向量校正电路检查第二原始帧的这些块是否位于遮蔽区域以及校正在遮蔽区域中的这些块的运动向量。内插帧产生电路依据经校正运动向量来在第一原始帧与第二原始帧之间建立至少一个内插帧。

技术领域

本申请是有关于一种视频装置，且特别是有关于一种帧率提升转换(frame rateup-conversion，简称FRC)装置与方法。

背景技术

帧率提升转换(FRC)操作可以增加画面的显示频率，例如，显示频率从30帧/秒增加为60帧/秒。图1示出了FRC操作的示意图。图1的横轴方向可以表示时间或是显示顺序。FRC操作可以在第一原始帧F1与第二原始帧F2之间插入一个内插帧Fint。FRC操作会进行运动估计(motion estimation,ME)。一般而言，一个图像帧(image frame)可以被划分为多个块(block)。运动估计是寻找一个块的运动向量(motion vector,MV)的过程。运动向量可以指出某个块的运动方向与运动距离。FRC操作会进行运动估计以便计算第一原始帧F1与第二原始帧F2之间的运动向量。一般而言，FRC操作可以进行三维递归搜索(3dimensionrecursive search，简称3DRS)或其他运动估计算法以计算出这些运动向量。在完成运动估计后，FRC操作可以根据这些运动向量来做帧内插，以便在第一原始帧F1与第二原始帧F2之间建立一个(或多个)内插帧Fint。

于图1所示实施例中，第一原始帧F1的背景(background)BG以某一运动向量(例如图1所示背景运动向量111、112、113与114)移动到新的位置，也就是图1所示第二原始帧F2的背景BG的位置。第一原始帧F1的前景(foreground)FG以另一运动向量(例如图1所示前景运动向量121与122)移动到新的位置，也就是图1所示第二原始帧F2的前景FG的位置。除了遮蔽(occlusion)区域131与132之外，第一原始帧F1的任何一个块可以在第二原始帧F2中找到一个相似块(配对块)，而运动向量可以表示配对块在第一原始帧F1与第二原始帧F2之间的移动状况。遮蔽区域131可以称为被覆盖(covered)区域。前景FG以运动向量121与122进行移动而遮住了部份背景，致使在第一原始帧F1的遮蔽区域131内的块无法在第二原始帧F2中找到相似块。遮蔽区域132可以称为去覆盖(de-cover)区域。因为第一原始帧F1的前景FG移动到第二原始帧F2的前景FG，使得第二原始帧F2的遮蔽区域132内的块无法在第一原始帧F1中找到相似块。

在进行帧内插时，为了解决“在遮蔽区域131中的这些块无法在第二原始帧F2中找到相似块”的问题，以及为了解决“在遮蔽区域132中的这些块无法在第一原始帧F1中找到相似块”的问题，一般会进行去光晕(de-halo)算法。可想而知，在完成运动估计后，在遮蔽区域131与132中的这些块的运动向量通常是不稳定(不正确)的。去光晕算法是在这不稳定运动向量下来检测遮蔽区域131与132，因此去光晕算法的检测结果并不是很理想。

再者，在某一些状况下，3DRS运动估计算法对内插帧Fint的某一些块会计算出的多个最佳向量。同一个块具有多个最佳向量，此问题被称为多匹配(multi-match)问题，或被称为时间孔径(Temporal Aperture)问题。例如图1所示内插帧Fint的块blki，此块blki是前景FG的一个，因此可以找到最佳向量123(前景运动向量)。然而，3DRS运动估计算法也可以为此块blki找到另一个最佳向量115(背景运动向量)，因为使用此运动向量115所算出来的绝对差和(sum of absolute difference,SAD)值也非常小。运动向量123与运动向量115都是此块blki的最佳向量。如果运动向量115被错选作为此块blki的运动向量，则在内插帧Fint中的前景区域就会发生数据破损(data broken)。

发明内容