專利名稱：信號處理設(shè)備和信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號處理設(shè)備和信號處理方法。
背景技術(shù)：
已知如由塊匹配方法為代表的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)技術(shù)，所述塊匹配方法用于估計(jì)在視頻信號的每幀中出現(xiàn)的人或物體的運(yùn)動(dòng)作為運(yùn)動(dòng)矢量。估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量例如用于在隔行掃描-至-逐行掃描轉(zhuǎn)換或幀率轉(zhuǎn)換中補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)和插值幀(或場)。運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)技術(shù)還是對于幀間預(yù)測不可缺少的技術(shù)，所述幀間預(yù)測用于提高運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼中的壓縮效率。 然而，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)技術(shù)典型地易受視頻信號中包含的重復(fù)模式或噪聲的影響。例如，當(dāng)視頻信號的單個(gè)幀包含多個(gè)類似模式時(shí)，將難以精確地確定之前幀中的給定模式已經(jīng)移動(dòng)到多個(gè)類似模式的哪個(gè)。參照圖17，示出了在時(shí)間T的幀ImOl (左側(cè)示出)和在時(shí)間T+At的巾貞Im02 (右側(cè)示出)。幀ImOl包含具有通過條狀陰影示出的重復(fù)模式的塊Bi。同時(shí)，幀Im02包含每個(gè)具有通過條狀陰影示出的重復(fù)模式的塊B2和B3。當(dāng)將塊匹配方法應(yīng)用到這樣的輸入視頻信號時(shí)，得到塊Bl和塊B2之間的相關(guān)基本等于塊Bl和塊B3之間的相關(guān)。因此，在時(shí)間 T的塊Bl可以解釋為已經(jīng)移動(dòng)到塊B2或在時(shí)間T+ Δ t的塊B3。結(jié)果，當(dāng)視頻信號包含多個(gè)高頻重復(fù)模式或噪聲時(shí)，因?yàn)橄嗤瑤写嬖诙鄠€(gè)類似模式，所以應(yīng)當(dāng)對于各個(gè)像素指引的運(yùn)動(dòng)矢量的方向可能以各種方式改變。這可能由于如矢量中的變化而導(dǎo)致圖像破壞。即，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)矢量中的誤差可能頻繁出現(xiàn)，所以例如存在這樣的問題用戶可能感覺到在對其插值幀后，圖像可能變壞。作為用于減少運(yùn)動(dòng)矢量中的這種誤差的方法，JP 2009-266170A提出了一種方法， 其將已經(jīng)計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量與相鄰矢量比較，并且以這樣的方式校正矢量以便抑制矢量中的空間或時(shí)間變化。此外，在MPEG(運(yùn)動(dòng)圖像專家組)壓縮的領(lǐng)域中，已知這樣的方法，其根據(jù)輸入視頻信號的內(nèi)容適應(yīng)性地對輸入視頻信號應(yīng)用低通濾波器，從而抑制如飛蚊噪聲的噪聲分量(例如，見JP2001-231038A)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，JP 2009-266170A中提出的方法需要存儲(chǔ)過去已經(jīng)計(jì)算的多個(gè)矢量以用于之后的比較目的，因此需要如大幀存儲(chǔ)器的資源。因此，該技術(shù)已經(jīng)不可能滿足例如設(shè)備的尺寸和成本降低的要求。此外，雖然用濾波輸入視頻信號的方法(如JP 2001-231038A中公開的方法)可以抑制噪聲分量，但是該技術(shù)不能簡單地應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)矢量的估計(jì)。例如，如果低通濾波器應(yīng)用到視頻信號，則輸出視頻的圖像質(zhì)量(例如，銳度)可能依賴于濾波器的強(qiáng)度而劣化。然而，如果旨在估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量，則將僅需要從用作運(yùn)動(dòng)矢量的估計(jì)的基礎(chǔ)的信息移除可能導(dǎo)致噪聲的分量。然而，應(yīng)當(dāng)避免影響輸出視頻的圖像質(zhì)量?？赡軐?dǎo)致誤差的分量例如是包含多個(gè)高頻重復(fù)模式或噪聲的視頻信號的高頻分量。在此情況下，預(yù)期可通過在提取或相對強(qiáng)調(diào)低頻分量之后估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量來獲得更有利的估計(jì)結(jié)果。
有鑒于上述，期望提供一種新穎的和改進(jìn)的信號處理設(shè)備和信號處理方法，其可以以較高精度提供用于估計(jì)在輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的視頻信號，而不影響輸出視頻的圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種信號處理設(shè)備，包括測量值獲取單元，配置為獲取特征量的測量值，所述特征量對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響；確定單元，配置為基于由測量值獲取單元獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性；以及濾波單元，配置為通過向輸入視頻信號應(yīng)用具有由確定單元確定的特性的濾波器，生成用于在運(yùn)動(dòng)的估計(jì)中使用的視頻信號。根據(jù)上述配置，基于對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性，并且將具有由此確定的特性的濾波器應(yīng)用到輸入視頻信號。然后，作為濾波處理的結(jié)果生成的視頻信號用于運(yùn)動(dòng)的估計(jì)。對運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量可包括依賴于輸入視頻信號的每幀的水平方向或垂直方向的高頻分量的幅度的特征量。依賴于高頻分量的幅度的特征量可包括第一特征量，所述第一特征量表示輸入視頻信號的每幀的水平方向或垂直方向的每頻帶的直方圖。依賴于高頻分量的幅度的特征量可包括第二特征量，所述第二特征量表示輸入視頻信號的每幀中包含的相鄰像素的像素值之間的差的和。確定單元可根據(jù)輸入視頻信號的每幀中的高頻分量的幅度，改變作為濾波器的特性的高頻頻帶的衰減級別，所述幅度通過由測量值獲取單元獲取的測量值指示。確定單元可根據(jù)指示每頻帶的直方圖中的最大頻率的頻帶的頻率，改變作為濾波器的特性的阻擋頻帶。對運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量可包括依賴于輸入視頻信號的每幀中包含的噪聲分量的強(qiáng)度的第三特征量。濾波器的特性可通過要乘以輸入視頻信號的每個(gè)信號值的濾波器系數(shù)、以及每個(gè)信號值的偏移量表示。確定單元可根據(jù)輸入視頻信號的每幀中的噪聲分量的強(qiáng)度改變偏移量，所述強(qiáng)度通過由測量值獲取單元獲取的測量值指示。所述信號處理設(shè)備還可包括測量單元，配置為測量輸入視頻信號的每幀的特征量。所述信號處理設(shè)備還可包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元，配置為基于由濾波單元生成的視頻信號的第一幀和第二幀之間的信號相關(guān)，估計(jì)每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。所述信號處理設(shè)備還可包括插值處理單元，配置為根據(jù)通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元估計(jì)的運(yùn)動(dòng)，在輸入視頻信號的第一幀和第二幀之間插值另一幀。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，提供了一種用于用信號處理設(shè)備處理輸入視頻信號的信號處理方法，所述方法包括以下步驟獲取特征量的測量值，所述特征量對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響；基于獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性；以及通過向輸入視頻信號應(yīng)用具有確定的特性的濾波器，生成用于在運(yùn)動(dòng)的估計(jì)中使用的視頻信號。 如上所述，根據(jù)按照本發(fā)明的信號處理設(shè)備和信號處理方法，可以以較高精度提供用于估計(jì)在輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的視頻信號，而不影響輸出視頻的圖像質(zhì)
5量。


圖1是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號處理設(shè)備的整體配置的示例的框圖；圖2是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的測量單元的更詳細(xì)配置的示例的框圖；圖3是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的頻帶測量單元的更具體配置的示例的框圖；圖4是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的相鄰差測量單元的更具體配置的示例的框圖；圖5是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的噪聲測量單元的更具體配置的示例的框圖；圖6是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的確定單元的更詳細(xì)配置的示例的框圖；圖7A是示出每頻帶直方圖的第一數(shù)據(jù)示例的說明圖；圖7B是示出每頻帶直方圖的第二數(shù)據(jù)示例的說明圖；圖8是示出強(qiáng)度選擇表的數(shù)據(jù)示例的說明圖；圖9是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、基于每頻帶直方圖執(zhí)行的濾波器強(qiáng)度確定處理的示例性流程的流程圖；圖10是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的、基于相鄰差的和執(zhí)行的濾波器強(qiáng)度確定處理的示例性流程的流程圖；圖11是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的特性確定單元的更具體配置的示例的框圖；圖12是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的強(qiáng)度步進(jìn)控制處理的示例性流程的流程圖；圖13是用于圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波器系數(shù)的說明圖；圖14是用于圖示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的偏移量的偏置的說明圖；圖15是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的濾波單元的更詳細(xì)配置的示例的框圖；圖16是示出根據(jù)一個(gè)變體的信號處理設(shè)備的示例性配置的框圖；以及圖17是用于圖示輸入幀中包含的重復(fù)模式對運(yùn)動(dòng)矢量的估計(jì)的影響的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在本說明書和附圖中，具有基本相同功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)元件用相同的參考標(biāo)號描述，并且省略這些結(jié)構(gòu)元件的重復(fù)說明。將按照以下列出的順序給出“具體實(shí)施方式
”。1.根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號處理設(shè)備的整體配置2.每個(gè)部分的描述 2-1.測量單元2-2.測量值獲取單元
2-3.確定單元 2-4.濾波單元 2-5.幀存儲(chǔ)器 2-6.運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元 2-7.插值處理單元3.有利效果的描述
4.變體<1.根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的信號處理設(shè)備的整體配置〉圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號處理設(shè)備100的示例性配置的框圖。參照圖1，信號處理設(shè)備100包括測量單元110、測量值獲取單元130、確定單元140、濾波單元 150、幀存儲(chǔ)器160、運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170和插值處理單元180。除信號處理設(shè)備100的幀存儲(chǔ)器160以外的組件可用如集成電路(如ASIC (專用集成電路)、系統(tǒng)LSI (大規(guī)模集成)等) 或CPU(中央處理單元)的處理器與輔助存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)。幀存儲(chǔ)器160可以用如RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或閃存的存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施例中，信號處理設(shè)備100獲取外部輸入視頻信號Vin，并處理輸入視頻信號Vin，然后輸出輸出視頻信號V。ut，其中，對所述輸入視頻信號Vin插值(各)幀。用于信號處理中的(各)幀的插值的運(yùn)動(dòng)矢量是使用運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vra估計(jì)的矢量。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vrai獨(dú)立于對其插值(各)幀的輸入視頻信號Vin而提供。 下面的部分將提供對于信號處理設(shè)備100的每個(gè)部分的配置的更具體描述，所述信號處理設(shè)備100生成前述運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vra，估計(jì)運(yùn)動(dòng)，并插值(各)幀。<2.每個(gè)部分的描述>[2-1.測量單元]測量單元110測量對輸入視頻信號Vin的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量。由該實(shí)施例中的測量單元110測量的特征量包括依賴于輸入視頻信號Vin的每幀的水平方向和垂直方向上的高頻分量的幅度的特征量、和依賴于輸入視頻信號Vin的每幀中包含的噪聲分量的強(qiáng)度的特征量。此外，依賴于高頻分量的幅度的特征量可包括對于輸入視頻信號Vin的每幀的水平方向和垂直方向的每頻帶直方圖、以及輸入視頻信號Vin的每幀中包含的相鄰像素的像素值之間的差的和(以下，稱為“相鄰差和”)。圖2是示出根據(jù)該實(shí)施例的測量單元110的更詳細(xì)配置的示例的框圖。參照圖2， 測量單元Iio包括頻帶測量單元112、相鄰差測量單元114和噪聲測量單元118。輸入到測量單元110的輸入視頻信號Vin輸入到頻帶測量單元112、相鄰差測量單元114和噪聲測量單元118的每個(gè)。然后，頻帶測量單元112輸出每幀的每頻帶直方圖Ml作為上述特征量之一。相鄰差測量單元114輸出每幀的相鄰差和M2。噪聲測量單元118輸出表示每幀中包含的噪聲分量的強(qiáng)度的噪聲級別M3。注意，其他實(shí)施例中的測量單元110不需要配置為測量或輸出前述三種測量值 Ml、M2和M3的一個(gè)或多個(gè)。此外，測量單元110可配置為測量輸入視頻信號Vin的每幀的水平方向和垂直方向之一的特征量。(頻帶測量單元)頻帶測量單元112測量輸入視頻信號Vin的每幀的水平方向和垂直方向的各個(gè)頻帶的重復(fù)分量的強(qiáng)度，并生成水平方向的每頻帶直方圖和垂直方向的每頻帶直方圖。各個(gè)頻帶的重復(fù)分量的強(qiáng)度可通過使用作為適于各個(gè)頻帶的帶通濾波器的水平濾波器和垂直濾波器測量。圖3是示出根據(jù)該實(shí)施例的頻帶測量單元112的更具體配置的示例的框圖。參照圖3，頻帶測量單元112包括M個(gè)水平帶通濾波器到FhM、N個(gè)垂直帶通濾波器Fvl到 FvN、以及直方圖生成單元113。
第一水平帶通濾波器分離輸入視頻信號Vin的水平方向上的第一頻帶分量。 第二水平帶通濾波器冊2分離輸入視頻信號Vin的水平方向上的第二頻帶分量。類似地，第 M水平帶通濾波器FhM分離輸入視頻信號Vin的水平方向上的第M頻帶分量。即，在該實(shí)施例中，單個(gè)幀中包含的水平方向上的重復(fù)分量分離為要測量的M個(gè)頻帶分量。同時(shí)，第一垂直帶通濾波器Fvl分離輸入視頻信號Vin的垂直方向上的第一頻帶分量。第二垂直帶通濾波器Fv2分離輸入視頻信號Vin的垂直方向上的第二頻帶分量。類似地，第N垂直帶通濾波器FvN分離輸入視頻信號Vin的垂直方向上的第N頻帶分量。即，在該實(shí)施例中，單個(gè)幀中包含的垂直方向上的重復(fù)分量分離為要測量的N個(gè)頻帶分量。直方圖生成單元113對單個(gè)幀上的從水平濾波器到FhM和垂直濾波器Fvl到 FvN輸入的各個(gè)頻帶分量的幅度積分，從而生成每頻帶直方圖Ml。每頻帶直方圖Ml包括水平方向上的M個(gè)頻帶的每個(gè)的頻率(濾波器輸出的積分值)和垂直方向上的N個(gè)頻帶的每個(gè)的頻率。(相鄰差測量單元)相鄰差測量單元114對于水平方向和垂直方向的每個(gè)，測量輸入視頻信號Vin的每幀中包含的相鄰差和。圖4是示出根據(jù)該實(shí)施例的相鄰差測量單元114的更具體配置的示例的框圖。參照圖4，相鄰差測量單元114包括延遲單元115a、減法器115b、絕對值計(jì)算單元115c和積分器115d ；以及延遲單元116a、減法器116b、絕對值計(jì)算單元116c和積分器116d。在這些當(dāng)中，延遲單元11 、減法器11 、絕對值計(jì)算單元115c和積分器115d計(jì)算輸入視頻信號 Vin的每幀中包含的水平方向的相鄰差和。同時(shí)，延遲單元116a、減法器116b、絕對值計(jì)算單元116c和積分器116d計(jì)算輸入視頻信號Vin的每幀中包含的垂直方向的相鄰差和。延遲單元11 將處理輸入視頻信號Vin的每個(gè)像素的定時(shí)延遲一像素(IPixel)， 并將延遲的像素值輸出到減法器11恥。減法器11 計(jì)算已經(jīng)輸入到相鄰差測量單元114 的輸入視頻信號Vin的每個(gè)像素的像素值、和從延遲單元11 輸入的延遲像素值之間的差。 絕對值計(jì)算單元115c計(jì)算由減法器11 計(jì)算的差的絕對值。然后，積分器115d將單個(gè)幀上的由絕對值計(jì)算單元115c計(jì)算的差的絕對值積分。因此，計(jì)算輸入視頻信號Vin的每幀中包含的水平方向的相鄰差和。同時(shí)，延遲單元116a將處理輸入視頻信號Vin的每個(gè)像素的定時(shí)延遲一條線(1 Line)，并將延遲的像素值輸出到減法器116b。減法器116b計(jì)算已經(jīng)輸入到相鄰差測量單元114的輸入視頻信號Vin的每個(gè)像素的像素值、和從延遲單元116a輸入的延遲像素值之間的差。絕對值計(jì)算單元116c計(jì)算由減法器116b計(jì)算的差的絕對值。然后，積分器116d 將單個(gè)幀上的由絕對值計(jì)算單元116c計(jì)算的差的絕對值積分。因此，計(jì)算輸入視頻信號Vin 的每幀中包含的垂直方向上的相鄰差和。(噪聲測量單元)噪聲測量單元118測量表示輸入視頻信號Vin的每幀中包含的噪聲分量的強(qiáng)度的噪聲級別。圖5是示出根據(jù)該實(shí)施例的噪聲測量單元118的更具體配置的示例的框圖。參照圖5，噪聲測量單元118包括幀存儲(chǔ)器119a和噪聲級別檢測單元119b。幀存儲(chǔ)器119a暫時(shí)存儲(chǔ)輸入視頻信號Vin的每幀。噪聲級別檢測單元119b將輸入視頻信號Vin的每幀與幀存儲(chǔ)器119a中存儲(chǔ)的之前幀比較，并且基于比較結(jié)果檢測每幀的噪聲級別。用噪聲級別檢測單元11%進(jìn)行的噪聲級別的檢測用例如JP 2009-3599A中公開的已知方法執(zhí)行。噪聲級別的值可以是通過例如使用預(yù)定位數(shù)(例如，10位)表示標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差等的量獲得的值。測量單元110向測量值獲取單元130輸出測量值作為通過上述頻帶測量單元112、 相鄰差測量單元114和噪聲測量單元118獲得的測量結(jié)果，即，每頻帶直方圖Ml、相鄰差和 M2和噪聲級別M3。[2-2.測量值獲取單元]測量值獲取單元130從測量單元110獲取對輸入視頻信號Vin的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量的測量值。在該實(shí)施例中，通過測量值獲取單元130獲取的測量值是前述每頻帶直方圖Ml、相鄰差和M2和噪聲級別M3。然后，測量值獲取單元130將獲取的測量值輸出到確定單元140。[2-3.確定單元]確定單元140基于通過測量值獲取單元130獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的濾波器的特性。要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的濾波器是濾波單元150 (下面描述)中的濾波器。在該實(shí)施例中，要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的濾波器的特性通過要乘以輸入視頻信號Vin的每個(gè)信號值的濾波器系數(shù)和每個(gè)信號值的偏移量(也稱為“縮放參數(shù)”) 來表示。因此，確定單元140基于通過測量值獲取單元130獲取的測量值，確定如下所述要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的濾波器的濾波器系數(shù)和偏移量。圖6是示出根據(jù)該實(shí)施例的確定單元140的更詳細(xì)配置的示例的框圖。參照圖 6，確定單元140包括第一確定單元142、強(qiáng)度選擇表143、第二確定單元144、特性確定單元 146和濾波器系數(shù)表148。在這些當(dāng)中，第一確定單元142和第二確定單元144的每個(gè)根據(jù)輸入視頻信號Vin的每幀中的高頻分量的幅度，執(zhí)行用于改變作為濾波器特性的高頻頻帶的衰減級別的處理。(第一確定單元)第一確定單元142根據(jù)從測量值獲取單元130輸入的每頻帶直方圖M1，改變要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的水平方向的濾波器強(qiáng)度和垂直方向的濾波器強(qiáng)度。如本說明書中使用的，“濾波器強(qiáng)度”指包括輸入信號的衰減級別和阻擋頻帶的寬度的概念。在下述圖8 所示的示例中，濾波器強(qiáng)度通過五個(gè)以下級別(LvO到Lv4)的任一來表示。濾波器強(qiáng)度與包括每個(gè)濾波器抽頭的系數(shù)值的一組濾波器系數(shù)相關(guān)聯(lián)。該組濾波器系數(shù)組基本定義了輸入信號的衰減級別和阻擋頻帶的寬度。更具體地，第一確定單元142對于垂直方向和水平方向的每個(gè)選擇指示每頻帶直方圖中的最大頻率的頻帶。接下來，第一確定單元142將選擇的頻帶的頻率與閾值比較。這里，如果選擇的頻帶的頻率高于預(yù)定閾值，則確定在輸入幀中具有該頻帶的重復(fù)模式是顯著的。在此情況下，選擇的頻帶的頻率越高，由第一確定單元142選擇的濾波器強(qiáng)度越高。 同時(shí)，如果選擇的頻帶的頻率不高于預(yù)定閾值，則確定在輸入幀中具有任何頻帶的重復(fù)模式都不非常顯著。在此情況下，第一確定單元142選擇最低的濾波器強(qiáng)度。圖7A和圖7B是每個(gè)示出每頻帶直方圖的數(shù)據(jù)示例的說明圖。參照圖7A，每頻帶直方圖包括已經(jīng)對于八個(gè)頻帶測量的編號為一到八的頻率。在圖7A的示例中，指示最大頻率的頻帶是第八頻帶，并且第八頻帶的頻率高于閾值Thl。在此情況下，確定在輸入幀中具有第八頻帶的頻率的重復(fù)模式是顯著的。因此，第一確定單元 142參照強(qiáng)度選擇表143，根據(jù)第八頻帶的頻率設(shè)置濾波器強(qiáng)度。同時(shí)，在圖7B的示例中，指示最大頻率的頻帶是第四頻帶，并且第四頻帶的頻率低于閾值Thl。在此情況下，確定在輸入幀中具有任何頻率的重復(fù)模式都不顯著。因此，第一確定單元142選擇最低濾波器強(qiáng)度。圖8是示出強(qiáng)度選擇表143的數(shù)據(jù)示例的說明圖。參照圖8，強(qiáng)度選擇表143包含作為選擇的頻帶和確定的強(qiáng)度值的兩個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。圖8的示例中的第二行示出當(dāng)?shù)谄?#7)或第八(#8)頻帶選擇為指示最大頻率的頻帶時(shí)，濾波器強(qiáng)度可設(shè)置為最高強(qiáng)度級別Lv4。第三行示出當(dāng)?shù)谖?#5)或第六(#6)頻帶選擇為指示最大頻率的頻帶時(shí)，濾波器強(qiáng)度可設(shè)置為第二強(qiáng)級別Lv3。第四行示出當(dāng)?shù)谌?#3)或第四(M)頻帶選擇為指示最大頻率的頻帶時(shí)，濾波器強(qiáng)度可設(shè)置為第三強(qiáng)級別Lv2。第五行示出當(dāng)?shù)谝?(#1)或第二 (#2)頻帶選擇為指示最大頻率的頻帶時(shí)，濾波器強(qiáng)度可設(shè)置為第四強(qiáng)級別Lvl。注意到，如上所述，如果選擇的頻帶的頻率低于閾值Thl，則第一確定單元142將要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的濾波器強(qiáng)度設(shè)置為最低強(qiáng)度級別LvO，而不管強(qiáng)度選擇表143中的頻帶的頻率和確定的強(qiáng)度值。第一確定單元142對于水平方向和垂直方向的每個(gè)執(zhí)行上述濾波器強(qiáng)度確定處理。然后，第一確定單元142向特性確定單元146輸出水平方向的濾波器強(qiáng)度Slhtmp和垂直方向的濾波器強(qiáng)度Slvtmp作為確定結(jié)果。注意，濾波器強(qiáng)度Slhtmp和Slvtmp中的下標(biāo)“tmp” 意味著通過該實(shí)施例中的第一確定單元142確定的濾波器強(qiáng)度是臨時(shí)值。然而，本發(fā)明不限于該實(shí)施例，并且通過第一確定單元142確定的濾波器強(qiáng)度可以處理為最終值。圖9是示出根據(jù)該實(shí)施例的第一確定單元142的濾波器強(qiáng)度確定處理的示例性流程的流程圖。參照圖9，第一確定單元142從水平方向的每頻帶直方圖選擇指示最大頻率的頻帶(步驟S102)。接下來，第一確定單元142確定選擇的頻帶的頻率是否高于預(yù)定閾值 (S104)。這里，如果選擇的頻帶的頻率確定為高于預(yù)定閾值，則第一確定單元142參照強(qiáng)度選擇表143，并且根據(jù)選擇的頻帶的頻率設(shè)置水平方向的濾波器強(qiáng)度Slhtmp (步驟S106)。同時(shí)，如果在步驟S104中選擇的頻帶的頻率確定為不高于預(yù)定閾值，則第一確定單元142將水平方向的濾波器強(qiáng)度Slhtmp設(shè)置為最低級別LvO (步驟S108)。接下來，第一確定單元142從垂直方向的每頻帶直方圖選擇指示最大頻率的頻帶 (步驟S112)。接下來，第一確定單元142確定選擇的頻帶的頻率是否高于預(yù)定閾值(S114)。 這里，如果選擇的頻帶的頻率確定為高于預(yù)定閾值，則第一確定單元142參照強(qiáng)度選擇表 143，并且根據(jù)選擇的頻帶的頻率設(shè)置垂直方向的濾波器強(qiáng)度Slvtmp(步驟S116)。同時(shí)，如果在步驟S114中選擇的頻帶的頻率確定為不高于預(yù)定閾值，則第一確定單元142將垂直方向的濾波器強(qiáng)度Slvtmp設(shè)置為最低級別LvO (步驟Sl 18)。注意，步驟S104中與水平方向的每頻帶直方圖的頻率相比的閾值可以是與步驟 S114中與垂直方向的每頻帶直方圖的頻率相比的閾值相同的值或不同的值。(第二確定單元)第二確定單元144根據(jù)從測量值獲取單元130輸入的相鄰差和M2，改變要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的水平方向的濾波器強(qiáng)度和垂直方向的濾波器強(qiáng)度。更具體地，第二確定單元144將水平方向和垂直方向的每個(gè)的相鄰差和M2與預(yù)定閾值比較。如果相鄰差和M2 的值高于閾值，則第二確定單元144選擇最高濾波器強(qiáng)度，而如果相鄰差和M2不高于閾值， 則第二確定單元144選擇最低濾波器強(qiáng)度。第二確定單元144對于水平方向和垂直方向的每個(gè)執(zhí)行這樣的濾波器強(qiáng)度確定處理。然后，第二確定單元144向特性確定單元146輸出水平方向的濾波器強(qiáng)度S^ltmp和垂直方向的濾波器強(qiáng)度S2vtmp作為確定結(jié)果。圖10是示出根據(jù)該實(shí)施例的第二確定單元144的濾波器強(qiáng)度確定處理的示例性流程的流程圖。參照圖10，第二確定單元144確定水平方向的相鄰差和是否高于預(yù)定閾值(步驟 S152)。這里，如果相鄰差和確定為高于預(yù)定閾值，則第二確定單元144將水平方向的濾波器強(qiáng)度S^ltmp設(shè)置為最高級別Lv4(步驟S154)。同時(shí)，如果在步驟S152中相鄰差和確定為不高于預(yù)定閾值，則第二確定單元144將水平方向的濾波器強(qiáng)度S^ltmp設(shè)置為最低級別 LvO (步驟 S156)。接下來，第二確定單元144確定垂直方向的相鄰差和是否高于預(yù)定閾值(步驟 S162)。這里，如果相鄰差和確定為高于預(yù)定閾值，則第二確定單元144將垂直方向的濾波器強(qiáng)度S2vtmp設(shè)置為最高級別Lv4 (步驟S164)。同時(shí)，如果在步驟S162中相鄰差和被確定為不高于預(yù)定閾值，則第二確定單元144將垂直方向的濾波器強(qiáng)度S2vtmp設(shè)置為最低級別 LvO (步驟 S166)。注意，步驟S152中與水平方向的相鄰差和比較的閾值可以是與步驟S162中與垂直方向的相鄰差和比較的閾值相同的值或不同的值。(特性確定單元)特性確定單元146基于從第一確定單元142輸入的水平方向的濾波器強(qiáng)度Slhtmp 和從第二確定單元144輸入的水平方向的濾波器強(qiáng)度Saltmp，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號 Vin的水平方向上的濾波器的濾波器系數(shù)。特性確定單元146還基于從第一確定單元142 輸入的垂直方向的濾波器強(qiáng)度Slvtmp和從第二確定單元144輸入的垂直方向的濾波器強(qiáng)度 S2vtmp，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的垂直方向上的濾波器的濾波器系數(shù)。此外，特性確定單元146基于從測量值獲取單元130獲取的噪聲級別M3，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin 的濾波器的偏移量。圖11是示出根據(jù)該實(shí)施例的特性確定單元146的更具體配置的示例的框圖。參照圖11，特性確定單元146包括強(qiáng)度確定單元147a、強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b、噪聲級別步進(jìn)控制單元147c和參數(shù)輸出單元147d。(1)濾波器系數(shù)的確定強(qiáng)度確定單元147a根據(jù)從第一確定單元142輸入的水平方向的濾波器強(qiáng)度Slhtmp 和從第二確定單元144輸入的水平方向的濾波器強(qiáng)度Saltmp，計(jì)算單個(gè)濾波器強(qiáng)度Sh。濾波器強(qiáng)度Si可以是濾波器強(qiáng)度Sihtmp和Saltmp的平均值。替代地，濾波器強(qiáng)度Si可以通過例如將濾波器強(qiáng)度Sihtmp和Saltmp的每個(gè)乘以預(yù)定加權(quán)因子并對于加權(quán)的濾波器強(qiáng)度Sihtmp 和Saltmp求平均而計(jì)算。注意，如果計(jì)算的平均值具有小數(shù)點(diǎn)以下的分?jǐn)?shù)，則這樣的分?jǐn)?shù)例如可舍去。類似地，強(qiáng)度確定單元147a根據(jù)從第一確定單元142輸入的垂直方向的濾波器強(qiáng)度Slvtmp和從第二確定單元144輸入的垂直方向的濾波器強(qiáng)度S2vtmp，計(jì)算單個(gè)濾波器強(qiáng)度Sv。然后，強(qiáng)度確定單元147a將由此計(jì)算的濾波器強(qiáng)度證和Sv輸出到強(qiáng)度步進(jìn)控制單元 147b。強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b控制強(qiáng)度的輸出值，使得濾波器強(qiáng)度以步進(jìn)方式改變， 以防止否則由于濾波器強(qiáng)度的突然改變而可能出現(xiàn)的矢量誤差。例如，如果之前幀的強(qiáng)度的輸出值是LvO并且從強(qiáng)度確定單元147a輸入的最后強(qiáng)度是Lv4，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b以逐幀為基礎(chǔ)控制強(qiáng)度的輸出值，使得輸出到參數(shù)輸出單元147d的強(qiáng)度是 LvO — Lvl — Lv2 — Lv3 — Lv4。圖12是示出根據(jù)該實(shí)施例的強(qiáng)度步進(jìn)控制處理的示例性流程的流程圖。參照圖12，強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b從強(qiáng)度確定單元147a獲取濾波器強(qiáng)度( 或 Sv)(步驟S2(^)。接下來，強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b確定獲取的濾波器強(qiáng)度是否等于之前強(qiáng)度的輸出值(S204)。這里，如果獲取的濾波器強(qiáng)度確定為等于之前強(qiáng)度的輸出值，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將濾波器強(qiáng)度輸出到參數(shù)輸出單元147d(步驟S206)。同時(shí)，如果確定獲取的濾波器強(qiáng)度不等于之前強(qiáng)度的輸出值，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b進(jìn)一步確定獲取的濾波器強(qiáng)度是否高于之前強(qiáng)度的輸出值(步驟S210)。這里，如果確定獲取的濾波器強(qiáng)度高于之前強(qiáng)度的輸出值，則處理進(jìn)行到步驟S212。同時(shí)，如果確定獲取的濾波器強(qiáng)度不高于之前強(qiáng)度的輸出值，則處理進(jìn)行到步驟S222。在步驟S212，強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將通過將預(yù)定變化加到之前強(qiáng)度的輸出值而獲得的值代入濾波器強(qiáng)度(步驟S212)。例如，如果之前強(qiáng)度的輸出值是LvO并且變化定義為級別1，則新濾波器強(qiáng)度是Lvl。接下來，強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b確定新濾波器強(qiáng)度是否在濾波器強(qiáng)度的上限值之上(步驟S214)。這里，如果確定新濾波器強(qiáng)度在濾波器強(qiáng)度的上限值之上，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將濾波器強(qiáng)度的上限值(例如，Lv4)輸出到參數(shù)輸出單元147d(步驟S216)。同時(shí)，如果確定新濾波器強(qiáng)度不在濾波器強(qiáng)度的上限值之上，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將新濾波器強(qiáng)度輸出到參數(shù)輸出單元147d(步驟S218)。在步驟S222，強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將通過從之前強(qiáng)度的輸出值減去預(yù)定變化而獲得的值代入濾波器強(qiáng)度(步驟S222)。例如，如果之前強(qiáng)度的輸出值是Lv4并且變化定義為級別1，則新濾波器強(qiáng)度是Lv3。接下來，強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b確定新濾波器強(qiáng)度是否在濾波器強(qiáng)度的下限值之下(步驟S224)。這里，如果確定新濾波器強(qiáng)度在濾波器強(qiáng)度的下限值之下，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將濾波器強(qiáng)度的下限值(例如，LvO)輸出到參數(shù)輸出單元147d(步驟。同時(shí)，如果確定新濾波器強(qiáng)度不在濾波器強(qiáng)度的下限之下，則強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b將新濾波器強(qiáng)度輸出到參數(shù)輸出單元147d (步驟。強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b的上述步進(jìn)控制處理對于水平方向的濾波器強(qiáng)度和垂直方向的濾波器強(qiáng)度Sv的每個(gè)并行執(zhí)行。參數(shù)輸出單元147d從濾波器系數(shù)表148獲取與從強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b輸入的濾波器強(qiáng)度Si和Sv相關(guān)聯(lián)的濾波器系數(shù)組。然后，參數(shù)輸出單元147d將獲取的濾波器系數(shù)組輸出到濾波單元150。圖13是用于圖示根據(jù)該實(shí)施例的濾波器系數(shù)作為示例的說明圖。濾波器系數(shù)表 148存儲(chǔ)多個(gè)預(yù)定義的濾波器強(qiáng)度和對應(yīng)于各個(gè)濾波器強(qiáng)度的濾波器系數(shù)組，同時(shí)將它們彼此相關(guān)。在圖13中，通過特性曲線圖示出通過對應(yīng)于各個(gè)濾波器強(qiáng)度的濾波器系數(shù)組定義的濾波器特性。首先，當(dāng)濾波器強(qiáng)度是LvO(左上曲線圖)時(shí)，濾波器特性是在0到最高頻率(采
12樣速率fs的1/ 的范圍上的特性。即，在此情況下，濾波器按原樣通過所有信號。當(dāng)濾波器強(qiáng)度是Lvl到Lv4時(shí)，濾波器特性展現(xiàn)低通濾波器的特性。因此，濾波器強(qiáng)度越高，高頻頻帶的衰減級別越高。此外，濾波器強(qiáng)度越高，阻擋頻帶的最低頻率越低。例如，當(dāng)濾波器強(qiáng)度是Lvl (中上曲線圖)時(shí)，僅接近最高頻率(fs/幻的頻帶的信號被阻擋，而fs/4周圍的頻帶的信號很少衰減。相反，當(dāng)濾波器強(qiáng)度是Lv4(右下曲線圖)時(shí)，下到fs/4的頻率之下的頻帶的較寬頻帶的信號被阻擋。注意，圖13所示的濾波器特性僅是示例性的。即，可提供更多種類或更少種類的濾波器系數(shù)組，或可提供展現(xiàn)與圖13的特性不同的特性的濾波器系數(shù)組。參數(shù)輸出單元147d根據(jù)從強(qiáng)度步進(jìn)控制單元147b輸入的濾波器強(qiáng)度，對于水平方向和垂直方向的每個(gè)獲取展現(xiàn)上述濾波器特性的濾波器系數(shù)組，并將獲取的濾波器系數(shù)組輸出到濾波單元150。注意，濾波器系數(shù)表148進(jìn)一步存儲(chǔ)偏移量的預(yù)設(shè)值，同時(shí)將其與濾波器系數(shù)組相關(guān)。偏移量的預(yù)設(shè)值用于參數(shù)輸出單元147d如下所述確定偏移量。(2)偏移量的確定在該實(shí)施例中，“偏移量”指通過由濾波單元150執(zhí)行的偏移操作而偏移的位數(shù)，偏移操作用于防止最大濾波器輸出值超過輸出動(dòng)態(tài)范圍。由于通過偏移操作移除信號值的較低階位，因此如果偏移量大，則幀的銳度可以降低，同時(shí)可以更多地移除幀中包含的噪聲。噪聲級別步進(jìn)控制單元147c控制噪聲級別的輸出值，使得噪聲級別以步進(jìn)方式改變，以減輕基于噪聲級別確定的偏移量的突然改變。例如，噪聲級別步進(jìn)控制單元147c 修改(加或減)從噪聲測量單元118輸出的噪聲級別M3的值，使得噪聲級別M3的值通過恒定量以逐幀為基礎(chǔ)改變。噪聲級別步進(jìn)控制單元147c可通過與圖12所示的強(qiáng)度步進(jìn)控制處理類似的邏輯處理或通過使用IIR(無限脈沖響應(yīng))實(shí)現(xiàn)。參數(shù)輸出單元147d參照濾波器系數(shù)表148，并且獲取與從噪聲級別步進(jìn)控制單元 147c輸入的噪聲級別相關(guān)聯(lián)的偏移量的偏置。然后，參數(shù)輸出單元147d將通過將偏移量的偏置與從濾波器系數(shù)表148獲取的偏移量的預(yù)設(shè)值相加而獲得的值輸出到濾波單元150， 作為最終要使用的偏移量。圖14是用于圖示根據(jù)該實(shí)施例的偏移量的偏置作為示例的說明圖。濾波器系數(shù)表148存儲(chǔ)噪聲級別值的范圍和對應(yīng)于每個(gè)噪聲級別的偏移量的偏置，同時(shí)將它們彼此相關(guān)。在圖14的示例中，當(dāng)噪聲級別值是nO到nl時(shí)，偏移量的偏置是O。當(dāng)噪聲級別值是nl到n2時(shí)，偏移量的偏置是1。當(dāng)噪聲級別值是π2到η3時(shí)，偏移量的偏置是2。當(dāng)噪聲級別值是η3以上時(shí)，偏移量的偏置是3。注意，定義噪聲級別的范圍的值n0、nl、n2和 η3可以根據(jù)信號處理設(shè)備100定義，并根據(jù)由信號處理設(shè)備100處理的輸入視頻信號來適當(dāng)?shù)馗淖儭＜僭O(shè)用濾波器系數(shù)組預(yù)先定義的偏移量的預(yù)設(shè)值是Sfin，根據(jù)噪聲級別獲取的偏移量的偏置是Sf。ffset，并且從參數(shù)輸出單元147d輸出的偏移量是Sf。ut，則Sf。ut可通過以下公式給出。[公式1]Sfout = Sf in+Sf。ffset (1)
[2-4.濾波單元]濾波單元150將具有已經(jīng)通過確定單元140確定的特性的濾波器應(yīng)用到輸入視頻信號Vin，從而生成運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號ν 。圖15是示出根據(jù)該實(shí)施例的濾波單元150的更詳細(xì)配置的示例的框圖。參照圖 15，濾波單元150包括水平方向?yàn)V波器152、垂直方向?yàn)V波器IM和縮放單元156。在從確定單元140輸入到濾波單元150的濾波器特性數(shù)據(jù)FD當(dāng)中，水平方向的濾波器系數(shù)組輸入到水平方向?yàn)V波器152，垂直方向的濾波器系數(shù)組輸入到垂直方向?yàn)V波器154，并且偏移量輸入到縮放單元156。水平方向?yàn)V波器152使用水平方向的濾波器系數(shù)組，濾波輸入信號Vin的每幀，從而阻擋或衰減每幀中包含的水平方向上的高頻分量。通過水平方向?yàn)V波器152執(zhí)行的濾波操作通過以下公式表示。[公式2]
MVhout [χ,少]=Σ Coeffh [i + M]· Vin [χ + i,少](2)
i=-M這里，Vin[x, y]指示在輸入視頻信號的單個(gè)幀的坐標(biāo)(X，y)的像素值。M指示確定水平方向?yàn)V波器152的濾波器抽頭的數(shù)量的值。Coeffh
到Coeffh[2M]指示水平方向的濾波器系數(shù)組。\。ut[x，y]指示在水平方向?yàn)V波器152的輸出信號的單個(gè)幀的坐標(biāo)(X， y)的像素值。垂直方向?yàn)V波器IM使用垂直方向的濾波器系數(shù)組，從水平方向?yàn)V波器152濾波輸出信號\。ut的每幀，從而阻擋或衰減每幀中包含的垂直方向上的高頻分量。通過垂直方向?yàn)V波器IM執(zhí)行的濾波操作通過以下公式表示。
N[公式3] J7voJxj]= Σ CoeffXi + Λ^] · VhoJx, y + j] (3)
J=-N這里，N是確定垂直方向?yàn)V波器154的濾波器抽頭的數(shù)量的值。CoffJO]到 Coeffv[2N]指示垂直方向的濾波器系數(shù)組。Vv。ut[x，y]指示垂直方向?yàn)V波器154的輸出信號的單個(gè)幀的坐標(biāo)(x，y)的像素值?？s放單元156偏移垂直方向?yàn)V波器154的輸出信號，使得來自濾波單元150的輸出信號不超過動(dòng)態(tài)范圍。通過縮放單元156執(zhí)行的偏移操作通過以下公式表示。[公式4]Vex [X，y] = Vvout [x, y] >> Sfout (4)Vex[χ, y]指示作為濾波處理的結(jié)果、在從濾波單元150輸出的運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號 Vex的單個(gè)幀的坐標(biāo)(X，y)的像素值。[2-5.幀存儲(chǔ)器]幀存儲(chǔ)器160臨時(shí)存儲(chǔ)從濾波單元150輸出的運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vex的每幀。存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器160中的運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vrai的每幀用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量。 此外，幀存儲(chǔ)器160還臨時(shí)存儲(chǔ)輸入到信號處理設(shè)備100的輸入視頻信號Vin的每幀。此外， 幀存儲(chǔ)器160還臨時(shí)存儲(chǔ)由運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170估計(jì)的每幀的運(yùn)動(dòng)矢量。幀存儲(chǔ)器160中存儲(chǔ)的輸入視頻信號Vin的每幀和每幀的運(yùn)動(dòng)矢量用于插值處理單元180插值新的(各)幀。
[2-6.運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元]運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170基于通過濾波單元150生成的運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vex的第一幀和第二幀之間的信號相關(guān)，確定表示每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)矢量。第一幀和第二幀例如對應(yīng)于當(dāng)前(最近)幀和之前幀。通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170的運(yùn)動(dòng)矢量的估計(jì)可用已知方法 (如塊匹配方法)執(zhí)行。然后，運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170將估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量輸出到插值處理單元 180。[2-7.插值處理單元]插值處理單元180根據(jù)通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元170估計(jì)的運(yùn)動(dòng)，即，從運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元 170輸入的運(yùn)動(dòng)矢量，在輸入視頻信號Vin的第一幀和第二幀之間插值新的(各)幀。通過插值處理單元180的(各)幀的插值也可用已知方法執(zhí)行。然后，插值處理單元180輸出具有插值的(各)幀的輸出視頻信號V。ut。輸出視頻信號V。ut可直接用作經(jīng)幀率轉(zhuǎn)換的視頻信號或用于如隔行掃描-至-逐行掃描轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。<3.有利效果的描述〉已經(jīng)參照圖1到圖5詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號處理設(shè)備。根據(jù)該實(shí)施例，基于對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量的測量值確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性。具有由此確定的特性的濾波器應(yīng)用到輸入視頻信號。然后，作為濾波處理的結(jié)果生成的視頻信號用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)這樣的配置，動(dòng)態(tài)控制用于生成運(yùn)動(dòng)估計(jì)的視頻信號的濾波器的特性。因此，如果輸入視頻信號包含重復(fù)模式或強(qiáng)噪聲， 則可以有效地減少這樣的影響。同時(shí)，如果輸入視頻信號不包含重復(fù)模式或強(qiáng)噪聲，則抑制要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的強(qiáng)度。因此，可以提供這樣的視頻信號，從該視頻信號可以以高健壯度估計(jì)輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。此外，根據(jù)該實(shí)施例，與為隨后處理 (如幀插值)輸入的視頻信號分離地提供用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的視頻信號。因此，即使當(dāng)強(qiáng)濾波器用于減少運(yùn)動(dòng)矢量中的矢量誤差時(shí)，濾波處理也不可能影響輸出視頻的圖像質(zhì)量。此外，根據(jù)該實(shí)施例，對運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量包括依賴于輸入視頻信號的每幀的水平方向或垂直方向上的高頻分量的幅度的特征量。即，使用水平方向或垂直方向 (或兩者)的高頻分量的幅度作為用于確定濾波器特性的基礎(chǔ)，使得可以識(shí)別輸入幀中出現(xiàn)的重復(fù)模式的強(qiáng)度，并選擇將允許移除或減輕這樣的重復(fù)模式的濾波器特性。依賴于高頻分量的幅度的特征量是例如輸入視頻信號的每幀的水平方向或垂直方向的每頻帶直方圖。使用每頻帶直方圖允許根據(jù)頻帶的數(shù)量將高頻分量的幅度分類為多個(gè)級別。因此，可更靈活地控制濾波器特性。依賴于高頻分量的幅度的特征量的另一示例是輸入視頻信號的每幀中包含的相鄰像素的像素值之間的差的和。確定相鄰像素的像素值之間的差的和將不需要復(fù)雜的計(jì)算處理。因此，可以以低計(jì)算成本和相對小的電路尺寸確定這樣的和。此外，根據(jù)該實(shí)施例，對運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量包括表示輸入視頻信號的每幀中包含的噪聲分量的強(qiáng)度的噪聲級別。例如，如果根據(jù)噪聲級別確定偏移量作為濾波器特性之一，則當(dāng)噪聲級別低時(shí)，可以維持幀的銳度，并且當(dāng)噪聲級別高時(shí)，可以移除噪聲。因此，可進(jìn)一步改進(jìn)運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)的健壯度。<4.變體〉前述實(shí)施例已經(jīng)圖示了其中信號處理設(shè)備100包括測量單元110、運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元 170和插值處理單元180的示例。然而，本發(fā)明不限于此。例如，可提供這樣的設(shè)備，其僅包
15括上述測量值獲取單元130、確定單元140和濾波單元150 ；或僅包括測量值獲取單元130 和確定單元140。例如，根據(jù)圖16所示的一個(gè)變體的信號處理設(shè)備200僅包括測量值獲取單元130和確定單元140。在此情況下，信號處理設(shè)備200連接到具有與前述測量單元110 大約相等功能的測量設(shè)備210。信號處理設(shè)備200的測量值獲取單元130從測量設(shè)備210 獲取對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量的測量值。信號處理設(shè)備 200還連接到視頻處理設(shè)備沈0。然后，信號處理設(shè)備200的確定單元140基于通過測量值獲取單元130獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號Vin的濾波器的特性，并且將由此確定的濾波器特性通知視頻處理設(shè)備260的濾波單元150。視頻處理設(shè)備沈0的濾波單元 150將具有通知的特性的濾波器應(yīng)用到輸入視頻信號Vin，由此生成運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vra， 然后將由此生成的運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vex輸出到視頻處理單元270。視頻處理單元270使用運(yùn)動(dòng)估計(jì)視頻信號Vra估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量，并輸出通過例如對輸入視頻信號Vin插值新的(各) 幀而或獲得的輸出視頻信號Vout。信號處理設(shè)備100或200不需要使用前述三種測量值(Ml、M2和M3)的一個(gè)或多個(gè)以用于確定濾波器特性。例如，如果不使用相鄰差和M2，則確定單元140的特性確定單元 146可僅基于從第一確定單元142輸入的濾波器強(qiáng)度Slhtmp和Slvtmp來確定濾波器強(qiáng)度。類似地，如果不使用每頻帶直方圖Ml，則確定單元140的特性確定單元146可僅基于從第二確定單元144輸入的濾波器強(qiáng)度S^ltmp和S2vtmp來確定濾波器特性。此外，信號處理設(shè)備100 或200不需要對水平方向和垂直方向之一確定濾波器特性或執(zhí)行濾波處理。注意，該說明書中描述的通過信號處理設(shè)備100和200執(zhí)行的一系列處理的一些或全部可用軟件實(shí)現(xiàn)。構(gòu)成用于實(shí)現(xiàn)該系列處理的一些或全部的這樣的軟件的程序預(yù)先存儲(chǔ)在設(shè)備的內(nèi)部或外部提供的存儲(chǔ)介質(zhì)中。這樣的程序當(dāng)被執(zhí)行時(shí)讀入RAM，并由如CPU的處理器執(zhí)行。盡管已經(jīng)參照附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見，各種修改或變化是可能的，只要它們在權(quán)利要求或其等效的技術(shù)范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，這樣的修改或變化也在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。本申請包含涉及于2010年5月4日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP 2010-112273中公開的主題，在此通過引用并入其全部內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種信號處理設(shè)備，包括測量值獲取單元，配置為獲取特征量的測量值，所述特征量對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響；確定單元，配置為基于由所述測量值獲取單元獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性；以及濾波單元，配置為通過向輸入視頻信號應(yīng)用具有由所述確定單元確定的特性的濾波器，生成用于在運(yùn)動(dòng)的估計(jì)中使用的視頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，其中，對運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量包括依賴于輸入視頻信號的每幀的水平方向或垂直方向的高頻分量的幅度的特征量。
3.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中依賴于高頻分量的幅度的特征量包括第一特征量，所述第一特征量表示輸入視頻信號的每幀的水平方向或垂直方向的每頻帶的直方圖。
4.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中，依賴于高頻分量的幅度的特征量包括第二特征量，所述第二特征量表示輸入視頻信號的每幀中包含的相鄰像素的像素值之間的差的和。
5.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中，所述確定單元根據(jù)輸入視頻信號的每幀中的高頻分量的幅度，改變作為濾波器的特性的高頻頻帶的衰減級別，所述幅度通過由所述測量值獲取單元獲取的測量值指示。
6.如權(quán)利要求3所述的信號處理設(shè)備，其中，所述確定單元根據(jù)指示每頻帶的直方圖中的最大頻率的頻帶的頻率，改變作為濾波器的特性的阻擋頻帶。
7.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，其中，對運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響的特征量包括依賴于輸入視頻信號的每幀中包含的噪聲分量的強(qiáng)度的第三特征量。
8.如權(quán)利要求7所述的信號處理設(shè)備，其中濾波器的特性通過要乘以輸入視頻信號的每個(gè)信號值的濾波器系數(shù)、以及每個(gè)信號值的偏移量表示；并且所述確定單元根據(jù)輸入視頻信號的每幀中的噪聲分量的強(qiáng)度改變偏移量，所述強(qiáng)度通過由所述測量值獲取單元獲取的測量值指示。
9.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，還包括測量單元，配置為測量輸入視頻信號的每幀的特征量。
10.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，還包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元，配置為基于由所述濾波單元生成的視頻信號的第一幀和第二幀之間的信號相關(guān)，估計(jì)每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的信號處理設(shè)備，還包括插值處理單元，配置為根據(jù)通過所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元估計(jì)的運(yùn)動(dòng)，在輸入視頻信號的第一幀和第二幀之間插值另一幀。
12.一種用于用信號處理設(shè)備處理輸入視頻信號的信號處理方法，所述方法包括以下步驟獲取特征量的測量值，所述特征量對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響；基于獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性；以及通過向輸入視頻信號應(yīng)用具有確定的特性的濾波器，生成用于在運(yùn)動(dòng)的估計(jì)中使用的視頻信號。
全文摘要
提供了一種信號處理設(shè)備，包括測量值獲取單元，配置為獲取特征量的測量值，所述特征量對輸入視頻信號的每幀中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)的估計(jì)有影響；確定單元，配置為基于由測量值獲取單元獲取的測量值，確定要應(yīng)用到輸入視頻信號的濾波器的特性；以及濾波單元，配置為通過向輸入視頻信號應(yīng)用具有由確定單元確定的特性的濾波器，生成用于在運(yùn)動(dòng)的估計(jì)中使用的視頻信號。
文檔編號H04N7/26GK102244782SQ20111011797
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者井原利升, 元山琢人 申請人:索尼公司