CN101938658B

CN101938658B - 画面速率转换的装置及方法

Info

Publication number: CN101938658B
Application number: CN200910139693.1A
Authority: CN
Inventors: 孙维廷; 黄铃琇; 卜令楷
Original assignee: Himax Media Solutions Inc
Current assignee: Himax Technologies Ltd
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: CN101938658A

Abstract

本发明涉及一种画面速率转换装置及方法。所述方法包括步骤：接收多个连续输入视频画面；检测一目前画面的亮度信息；以及根据目前画面以及在目前画面之前的一先前画面的亮度信息产生一第一输出画面，以及根据目前画面及在目前画面之后的一后续画面的亮度信息产生一第二输出画面，其中于第一输出画面之后输出第二输出画面。

Description

画面速率转换的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种画面速率转换(FRUC)，特别是涉及一种具有亮度补偿的画面速率转换的装置及方法。

背景技术

液晶屏幕(LCD)是由许多像素组成。每个像素可驱动到特定亮度的像素值。然而，因为液晶改变像素值时响应时间的延迟会导致LCD面板显示的移动物体发生运动模糊。为了克服运动模糊现象会应用画面速率转换的技术。通常，FRUC是视频译码器中视频内插的处理，可以用来增加重建视频的感知画面速率。此外，FRUC需要实行运动评估以发现两个画面之间所需要的运动向量，然后基于精确的运动向量内插一个新画面差于两画面之间。不幸的是，精确运动向量的评估是困难复杂且高成本。

为解决上述问题，有必要提供一种降低LCD运动模糊的方法及装置。

发明内容

本发明提供一种画面速率转换的方法，包括步骤：接收多个连续输入视频画面；检测一目前画面的亮度信息；以及根据目前画面以及在目前画面之前的一先前画面的亮度信息产生一第一输出画面，以及根据目前画面及在目前画面之后的一后续画面的亮度信息产生一第二输出画面，其中于第一输出画面之后输出第二输出画面。

本发明提供一种接收多个连续输入画面的画面速率转换器，包括：一亮度检测器，用以检测一目前画面的亮度信息；一过驱动控制器，用以根据目前画面以及在目前画面之前的一先前画面的亮度信息产生一第一输出画面，以及根据目前画面及在目前画面之后的一后续画面的亮度信息产生一第二输出画面，其中于第一输出画面之后输出第二输出画面。过驱动控制器包括一补偿电路及一画面产生器。补偿电路根据目前画面及一先前画面的亮度信息产生第一调整信息，以及根据目前画面及一后续画面的亮度信息产生第二调整信息。画面产生器根据第一调整信息产生第一输出画面以及根据第二调整信息产生第二输出画面。

以上所述的画面速率转换方法及装置以一输入画面速率接收一连续输入视频画面以得到快于输入画面速率的一新画面速率的新连续视频画面，然后以亮度过驱动改善新视频画面的响应时间以有效地降低运动模糊。

附图说明

图1示出了基于欠驱动亮度响应以及过驱动亮度响应显示像素的亮度在时间轴上的变化；

图2是根据本发明的实施例显示补偿过的输出画面的像素亮度的示意图；

图3示出了根据本发明的实施例显示像素的亮度在时间轴上变化的连续输入画面以及相对应的输出画面；

图4是根据本发明的实施例显示说明画面速率转换的方法的流程图；以及

图5显示用于实行本发明的画面速率转换器。

附图符号说明

402、404、406、408、410、412～流程步骤

500～画面速率转换器

510～运动评估器

520～边缘检测器

530～亮度检测器

540～过驱动控制器

542～补偿电路

544～画面产生器

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下：

图1示出了基于欠驱动亮度响应以及过驱动亮度响应显示像素的亮度在时间轴上的变化。在画面2的起始像素的亮度是数值S，并且决定在画面3的起始达到目标值T。通常，当像素没有过驱动时(例如施加电压V2)，在下一个画面3的起始像素的亮度是T1而非目标值T。数值T1低于目标值T在后续的画面中导致运动模糊。因此，当像素过驱动(例如施加电压V1)，在下一画面3的起始像素的亮度会达到目标值T而因此减少后续画面中的模糊。

须注意到，过驱动方法需要实时以及精确的LCD面板光响应特性的信息。过驱动单元根据LCD面板光响应的特性决定像素亮度的施加的电压值以显示LCD上视频画面的像素亮度。

图2是根据本发明的实施例显示补偿过的输出画面的像素亮度的示意图。如图2所示，输入画面具有800*600的可视尺寸以及画面速率1/60。位于输入画面F_n-1，F_n与F_n+1内的坐标100*100的像素P_n-1，P_n与P_n+1分别具有对应的亮度值L_n-1，L_n与L_n+1。位于输入画面F’_n与F”_n内的坐标100*100的像素P’_n与P”_n分别具有对应的亮度值L’_n与L”_n。像素P_n的彩度信息(色度与饱和度)等于像素P’_n与P”_n的彩度信息。简言之，输入画面(亦即F_n)的彩度信息等于两对应输出画面(亦即F’_n与F”_n)的彩度信息。介于亮度L_n与L_n-1之间的第一亮度差W_L1是-50(L_n-L_n-1)，并且介于亮度L_n与L_n+1之间的第一亮度差W_L2是40(L_n-L_n+1)。因此，亮度L’_n与L”_n基于亮度差W_L1与W_L2分别是50与120。根据上述，输入画面F_n根据第一与第二亮度差W_L1与W_L2产生二对应输出画面F’_n与F”_n。于另一实施例，亮度检测器检测输入画面。检测每一个像素的亮度以及计算二连续输入画面之间每一个对应的亮度差。此外，也考虑物体运动信息以及边缘对比。边缘检测识别是否像素位于输入画面内的对象的边缘。此外，执行运动评估以评估二连续输入画面之间的移动对象的轨迹(亦即运动向量)。根据亮度差、边缘信息以及运动信息补偿输出画面内的像素亮度。

图3示出了根据本发明的实施例显示像素的亮度在时间轴上变化的连续输入画面以及相对应的输出画面。输入画面F_n-F_n+3内位在坐标(100，100)的像素亮度分别是150、100、60及120。在补偿亮度之后，输出画面F”_n-1，F’_n，F”_n，F’_n+1，F”_n+1与F’_n+2的坐标(100，100)的像素亮度分别是200、50、120、40、20及160。输入画面F_n产生二对应输出画面F’_n与F”_n，其中二对应输出画面F’_n与F”_n的彩度信息是等于输入画面F_n的彩度信息。同样方式下，产生输出画面F’_n+2、F”_n+2、F’_n+3与F”_n+3。画面数目增加两倍，并且因此画面速率增加两倍。二连续输出画面之间的亮度差也会增强。

图4是根据本发明的实施例显示说明画面速率转换的方法的流程图。在步骤402，接收画面速率在1/60的连续输入画面。在步骤404，检测输入画面的亮度信息(光度、强度)。产生目前画面与先前画面的亮度信息之间的第一亮度差信息以及产生目前画面与后续画面的亮度信息之间的第二亮度差信息。在步骤406，产生目前画面与先前画面之间的第一运动信息(运动相位)以及产生目前画面与后续画面之间的第二运动信息(运动相位)。在步骤408，产生目前画面的边缘信息。在步骤410，根据第一运动信息、边缘信息以及第一亮度差信息产生第一调整信息，以及根据第二运动信息、边缘信息以及第二亮度差信息产生第二调整信息。在步骤412，根据第一调整信息产生第一输出画面，以及根据第二调整信息产生第二输出画面。此外，藉由补偿目前画面的亮度信息产生第一与第二输出画面的亮度信息，并且第一与第二输出画面的彩度信息等于目前画面的彩度信息。

举例来说，在图2，输入画面F_n-1与F_n之间的亮度差是-50。目前画面F_n的边缘信息会被检测到。先前画面F_n-1与目前画面F_n之间的第一运动信息会被检测到。根据第一亮度差、第一运动信息以及边缘信息产生第一调整值。根据第一调整值补偿第一输出画面F’_n内的像素P’_n亮度。像素P’_n的彩度信息等于像素P_n的彩度信息。基于像素接着像素的基础产生第一输出画面F’_n。在此方法之下，根据第二调整信息以及目前画面F_n的彩度信息亦产生第二输出画面F”_n。像素P’_n可经由以下函数求得：

W＝a*(L_n-L_n-1)+b*M+c*E

P′_n＝P_n*(1+d*W)

其中符号M表示第一运动信息，符号E表示边缘信息，符号W表示第一调整信息，符号a到d表示对应的系数。

因为一输入画面根据二相邻输入画面产生二对应的输出画面，输出画面数目是输入画面数目的两倍。因此，输出画面速率也会增加。较佳地，当比较输入画面之间像素的亮度差，相邻画面之间像素的亮度差会增强。同时，像素组件的过驱动电压也可决定并且用于较佳亮度。然后，根据视频处理算法施加过驱动电压到驱动硬件(像素组件)以到达目标像素数值，根据新画面速率由先前值到下一目标值的每一个像素的亮度转态会显示于显示装置。

图5显示用于实行本发明的画面速率转换器。画面速率转换器500包含运动评估器510、边缘检测器520、亮度检测器530以及过驱动控制器540。过驱动控制器540还包含画面产生器542以及补偿电路544。运动评估器510、边缘检测器520、亮度检测器530以及过驱动控制器540接收输入画面。运动评估器510产生介于目前画面与先前画面之间的第一运动信息(运动向量)，以及目前画面与后续画面之间的第二运动信息(运动向量)。亮度检测器530检测目前画面的亮度信息(光度或强度)。过驱动控制器540根据目前画面与先前画面的第一运动信息、边缘信息以及亮度信息产生第一输出画面，以及根据目前画面与后续画面的第二运动信息、边缘信息以及亮度信息产生第二输出画面，其中第二输出画面在第一输出画面之后输出。

过驱动控制器540包括补偿电路542以及画面产生器544。补偿电路542根据目前画面与先前画面的第一运动信息、边缘信息以及亮度信息产生第一调整信息，以及根据目前画面与后续画面的第二运动信息、边缘信息以及亮度信息产生第二调整信息。详言之，补偿电路542也可仅藉由参考目前画面与先前画面的亮度之间的差异信息产生第一调整信息，以及。补偿电路542藉由参考目前画面与后续画面的亮度之间的差异信息产生第二调整信息。画面产生器544根据第一调整信息产生第一输出画面，以及根据第二调整信息产生第二输出画面，其中藉由补偿目前画面的亮度信息产生第一与第二输出画面的亮度信息，并且第一与第二输出画面的彩度信息(色度与饱和度)等于目前画面的彩度信息。

以图2举例决定输出像素。运动评估器510产生介于先前画面F_n-1与目前画面F_n之间的第一运动信息。边缘检测器520产生目前画面F_n的边缘信息。亮度检测器530分别检测先前画面F_n-1与目前画面F_n的内的像素L_n-1与L_n的亮度。补偿电路542根据第一移动信息、边缘信息以及像素L_n-1与L_n的亮度产生第一调整值。此外，补偿电路542参考像素L_n-1与L_n的亮度之间亮度差W_L1。画面产生器544根据第一调整值以及像素P_n的彩度信息产生输出画面F’_n的内的像素P’_n，然后基于像素接着像素操作产生第一输出画面F’_n。详言之，根据第一调整值产生像素P’_n的亮度，并且像素P’_n的彩度信息等于像素P_n的彩度信息。因此，产生第一输出画面P’_n的内的每一个像素。同样方式之下，根据第二调整信息以及目前画面F_n的彩度信息产生第二输出画面F”_n。

因为输入画面(亦即画面F_n)可能产生二对应的输出画面(亦即画面F’_n与F”_n)，所以输出画面的数目可能增加并且画面速率也会较快。此外，输出画面内的像素的亮度会被补偿但是像素的彩度信息(色度与饱和度)等于对应的输入画面。对于二连续的输出画面，相较二连续输入画面，像素的亮度差会增强。因此，输出画面具有不同于输入视频画面的画面速率以及亮度差信息。

本领域的技术人员可体认到他们可以轻易地使用揭示的观念以及特定实施例为基础而变更及设计可以实施同样目的的其它结构且不脱离本发明以及权利要求的范围。

Claims

1.一种画面速率转换的方法，包括步骤：

接收多个连续输入视频画面；

检测一目前画面的亮度信息；以及

根据该目前画面以及在该目前画面之前的一先前画面的亮度信息产生一第一输出画面，以及根据该目前画面及在该目前画面之后的一后续画面的亮度信息产生一第二输出画面，其中于该第一输出画面之后输出该第二输出画面，

该产生步骤还包括：

产生该目前画面与该先前画面之间的第一运动信息，以及该目前画面与该后续画面之间的第二运动信息；

产生该目前画面的边缘信息；以及

根据该第一运动信息以及该边缘信息产生该第一输出画面，以及根据该第二运动信息以及该边缘信息产生该第二输出画面。

2.如权利要求1所述的画面速率转换的方法，其中以像素接着像素的基础实施该方法。

3.如权利要求1所述的画面速率转换的方法，其中藉由补偿该亮度信息产生该第一与第二输出画面的亮度信息，并且该第一与第二输出画面的彩度信息等于该目前画面的彩度信息。

4.一种接收多个连续输入画面的画面速率转换器，包括：

一亮度检测器，用以检测一目前画面的亮度信息；

一过驱动控制器，用以根据该目前画面以及在该目前画面之前的一先前画面的亮度信息产生一第一输出画面，以及根据该目前画面及在该目前画面之后的一后续画面的亮度信息产生一第二输出画面，其中于该第一输出画面之后输出该第二输出画面；

一运动评估器，用以产生该目前画面与该先前画面之间的第一运动信息，以及该目前画面与该后续画面之间的第二运动信息；

一边缘检测器，用以产生该目前画面的边缘信息；以及

该过驱动控制器，用以根据该第一运动信息以及该边缘信息产生该第一输出画面，以及根据该第二运动信息以及该边缘信息产生该第二输出画面。

5.如权利要求4所述的画面速率转换器，其中该装置以像素接着像素的基础实施。

6.如权利要求4所述的画面速率转换器，其中藉由补偿该亮度信息产生该第一与第二输出画面的亮度信息，并且该第一与第二输出画面的彩度信息等于该目前画面的彩度信息。