專利名稱：去除剪輯錯誤引起的梳狀效應的圖像信號檢測裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像信號檢測裝置和方法，更具體地說，檢測輸入的圖像信號為3:2下拉圖像還是2:2下拉圖像的圖像信號檢測裝置和方法。
背景技術：
如果每秒鐘出現超過16幅的圖片，人們會得到一個連續地圖像。也就是說，在一個運動的圖像中，每秒鐘16幅圖片對應著采樣包含信息的信號所需的最小采樣頻率(也就是Nyquist頻率)。由于這個原因，電影圖像以每秒鐘24幅圖片的速度被處理，電視圖像以每秒鐘25到30幅圖片的速度被處理。
電影使用逐行掃描系統，它瞬間保存電影中的每一幅圖片，在屏幕上逐行地放映圖片。與電影的逐行掃描系統相比，在電視中，由于圖像基本在空中傳送，每一幅圖片通過幾百條掃描線掃描被拍攝和傳播，然后通過掃描顯示在顯像管的屏幕上。在NSTC(National Television System Committee)彩色電視系統中，該系統被美國，日本，韓國等國家所采用，每秒鐘傳送30幅圖片，每一幅圖片由525條掃描線組成。在PAL(Phase alternation by line)系統或者SECAM(Sequential Couleur a Memoire)系統中，每秒鐘傳送25幅圖片，每一幅圖片由625條掃描線組成。
電視也使用隔行掃描的方法，它將一幅圖片(也就是幀)分成兩場，交替地掃描兩場，從而使用有限的掃描線有效地表示一幅運動的圖像。此時，分開的場被稱為頂場和底場，奇場和偶場，上場和下場等等。因此，NTSC系統每秒鐘處理60場圖像，PAL或者SECAM系統每秒鐘處理50場圖像。
當電影通過電視放映時，電影的每一幅圖片通過被稱為電視電影(它是電視和電影的復合詞)的轉換器傳送。此時，如果電影按照電視圖片復制速度被復制，而沒有將每秒鐘電影圖片的數目匹配到每秒鐘電視圖片的數目，由于NTSC系統每秒鐘提供30幅圖片，電視觀眾看到圖像快速移動。因此，為了在NTSC系統的電視中傳送電影，每秒鐘24幅電影圖片需要轉化成60電視場。這個轉化通過從2幅電影圖片得到5場來完成。一個簡單并且在實際中使用的方法是第一幅電影圖片被掃描成3場，另外一幅被掃描成2場，該方法叫做“3:2下拉方法”。在PAL或者SECAM電視系統中傳送電影的情況下，應該從25幅圖片(也就是幀)中得到50場，也就是說，從一幀中得到2場。每幀被掃描成兩場的方法被稱為“2:2下拉方法”。
基本上，不經過中間的處理過程，通過DVD(數字視頻光盤)復制24幀的原始圖像是可能的，比如電影原始圖像。然而，由于目前主流的顯示器件，比如電視，使用隔行掃描的方法，實際上制造的DVD是匹配隔行掃描方法。因此，為了在逐行系統中重新獲得在隔行系統中創建的字幕，3:2下拉方法應該以相反的方式被執行。在去隔行的工作中，正確識別3:2下拉序列(3:2下拉狀態實際上被成為“電影模式”，因為它主要被應用于電影中)非常重要。
圖1是說明3:2下拉處理過程的圖示。參考圖1，2幀被掃描成5場。一個電影幀由奇數線的頂場和偶數線的底場組成。為了從電視的一幀中得到3場，頂場和底場中的任何一場不得不被重復使用。在圖中，幀1的頂場用T1表示，幀1的底場用B1表示，幀2的頂場用T2表示，幀2的底場用B2表示。
圖2是說明傳統的3:2下拉圖像檢測處理過程的方框圖。參考圖2，假設由3:2下拉方法檢測到的10場為F1，F2，F3，F4，F5，F6，F7，F8，F9，F10，通過使用絕對差值和(SAD)的周期性，檢測電影模式，其周期為5。也就是，如果通過周期的兩場得到SAD，那么F1-F3，F6-F8的SAD會非常小(如果沒有噪聲，SAD甚至接近0)。SAD非常小，原因是從原始場中減去重復的場。利用這個規律性，在電影模式檢測中(3:2下拉圖像檢測)，獲得每一個像素在近似1/30秒間隔內兩場的差值(204)，得到差值的絕對值(205)，然后通過累加所有像素的絕對值獲得中間數據(206)。例如，|F2-F3|＝D1，|F2-F4|＝D2，|F3-F4|＝D3，...，SAD中的D1和D6有非常小的絕對值，剩下的SAD有大的絕對值。SAD的規律性為小，大，大，大，小。
然而，在轉換圖片中發生錯誤的情況下，SAD逐漸增大。考慮到這種情況，使用門限值M1進行限幅，這樣，比門限值M1大的SAD被門限值M1代替(207)。通過限幅，SAD序列D1，D2，D3，...，波形的周期為5，幅度變化在限幅的范圍內。當這種波形被傳送給數字門限帶通濾波器(208)的時候，該濾波器的中心頻率為2π/5、DC增益為0，輸出與幅度預定的正弦波形相似且周期為5的波形信號。否則，周期不是5的波形是近似0信號輸出。因此，如果信號的周期為5，那么計算與正弦波形相似的信號功率(209)將得到一個高功率值，而如果信號的周期不是5，輸出近似為0。如果計算的功率值比預定的門限值M2大，可以確定信號是3:2下拉圖像。否則，可以確定信號不是3:2下拉圖像(210)。
3:2下拉數據流兩場之間的SAD的時間間隔為1/30秒，周期為5，但是如果噪聲增加，周期性會減弱。同樣的，當限幅模塊去掉一個在圖像轉換時出現的峰值的時候，即使根據輸入數據流得到的SAD很小，該峰值也被預定的數值代替，因此，可能輸出不正確的數值。同樣的，模式檢測模塊有一個預定的門限值，但是在此情況下，既然功率根據輸入數據流變化，設置門限值為固定值是不正確的。
因此，即使傳統的3:2下圖像檢測方法根據許多經驗正確設置了門限，它不可能在輸入數據流有很多噪聲和SAD變化很大的情況下，正確檢測3:2下拉圖像。
同樣的，當在剪輯輸入圖像信號的過程中發生剪輯錯誤的時候，傳統的3:2下拉圖像檢測方法在去隔行的圖像信號中，會引起梳狀(comb)效應。
發明內容
為了解決相關技術中的上述問題，研究了本發明。因此，一方面，本發明提供一種能夠檢測2:2下拉圖像和3:2下拉圖像的圖像信號檢測裝置和方法，同時去除由于剪輯錯誤引起的梳狀效應。
上述方面通過提供圖像信號檢測裝置而獲得，該裝置包括在連續輸入的圖像信號的當前場(n)，前一場(n-1)，和下一場(n+1)中計算絕對差值和(SAD)的SAD計算單元，n＝1，2，3，...，根據計算的SAD檢測下拉圖像的下拉圖像檢測單元，根據計算的SAD和SAD中的絕對變化量確定輸入圖像信號是否為靜態圖像的靜態圖像判決單元，在檢測到的下拉圖像中檢測剪輯錯誤的剪輯錯誤檢測單元，根據下拉圖像檢測結果，由靜態圖像判決單元給出的輸入圖像信號是否為靜態圖像的判決結果，剪輯錯誤發生的檢測結果，確定輸入圖像信號是否為下拉圖像的判決單元。
下拉圖像檢測單元由檢測3:2下拉圖像的3:2下拉圖像檢測單元和檢測2:2下拉圖像的2:2下拉圖像檢測單元組成。3:2下拉圖像檢測單元包括根據間隔1個周期的場之間SAD，檢測3:2下拉圖像的主檢測單元，和根據間隔1個周期的場之間SAD的絕對變化量，檢測3:2下拉圖像的次檢測單元。在此情況下，3:2下拉圖像檢測單元通過產生間隔1個周期場之間的SAD樣式和絕對變化量樣式，將SAD樣式和絕對變化量樣式與3:2下拉圖像的基本樣式進行比較來檢測3:2下拉圖像。
2:2下拉圖像檢測單元包括根據連續場之間SAD，檢測2:2下拉圖像的主檢測單元，和根據連續場之間SAD的絕對變化量，檢測2:2下拉圖像的次檢測單元。在此情況下，2:2下拉圖像檢測單元通過產生連續場之間的SAD樣式和絕對變化量樣式，將SAD樣式和絕對變化量樣式與2:2下拉圖像的基本樣式進行比較來檢測3:2下拉圖像。
同時，圖像信號檢測方法包括在連續輸入的圖像信號的當前場(n)，前一場(n-1)，和下一場(n+1)中計算SAD的SAD計算步驟，n＝1，2，3，...，根據計算的SAD檢測下拉圖像的下拉圖像檢測步驟，根據計算的SAD和SAD中的絕對變化量確定輸入圖像信號是否為靜態圖像的靜態圖像判決步驟，在檢測到的下拉圖像中檢測剪輯錯誤的剪輯錯誤檢測步驟，根據下拉圖像檢測結果，由靜態圖像判決步驟給出的輸入圖像信號是否為靜態圖像的判決結果，和剪輯錯誤發生的檢測結果，確定輸入圖像信號是否為下拉圖像的判決步驟。
下拉圖像檢測步驟由檢測3:2下拉圖像的3:2下拉圖像檢測步驟和檢測2:2下拉圖像的2:2下拉圖像檢測步驟。
3:2下拉圖像檢測步驟包括根據間隔1個周期的場之間SAD，檢測3:2下拉圖像的主檢測步驟，和根據間隔1個周期的場之間SAD的絕對變化量，檢測3:2下拉圖像的次檢測步驟。
2:2下拉圖像檢測步驟包括根據連續場之間SAD，檢測2:2下拉圖像的主檢測步驟，和根據連續場之間SAD的絕對變化量，檢測2:2下拉圖像的次檢測步驟。
主檢測步驟包括連續地存儲間隔1個周期的場之間的SAD，使用連續存儲的SAD計算第一門限值，根據計算的第一門限值產生SAD樣式，連續存儲SAD樣式，將存儲的SAD樣式與預定的SAD基本樣式比較。主檢測步驟根據由SAD樣式比較步驟產生的比較結果，檢測3:2下拉圖像。
同樣的，主檢測步驟包括連續地存儲連續場之間的SAD，使用連續存儲的SAD計算第一門限值，根據計算的第一門限值產生SAD樣式，連續存儲SAD樣式，將存儲的SAD樣式與預定的SAD基本樣式比較。主檢測步驟根據由SAD樣式比較步驟產生的比較結果，檢測2:2下拉圖像。
同樣的，次檢測步驟包括連續地存儲間隔1個周期場之間SAD的絕對變化量，使用連續存儲的絕對變化量計算第二門限值，根據計算的第二門限值產生絕對變化量樣式，連續存儲絕對變化量樣式，將存儲的絕對變化量樣式與預定的絕對變化量的基本樣式比較。次檢測步驟根據由絕對變化量樣式比較步驟產生的比較結果，檢測3:2下拉圖像。
同樣的，次檢測步驟包括連續地存儲連續場之間SAD的絕對變化量，使用連續存儲的絕對變化量計算第二門限值，根據計算的第二門限值產生絕對變化量樣式，連續存儲絕對變化量樣式，將存儲的絕對變化量樣式與預定的絕對變化量的基本樣式比較。次檢測步驟根據由絕對變化量樣式比較步驟產生的比較結果，檢測2:2下拉圖像。
因此，圖像信號檢測裝置能夠檢測2:2下拉圖像和3:2下拉圖像，去除由剪輯錯誤引起的梳狀效應。
本發明的上述方面和其他優點通過典型實施例及其附圖的詳細描述將會越來越明顯，其中圖1是解釋3:2下拉處理過程的圖示；圖2是說明傳統的3:2下拉圖像檢測處理過程的方框圖；圖3是說明本發明的圖像信號檢測裝置的方框圖；圖4是說明圖3的3:2下拉主檢測單元和3:2下拉次檢測單元的方框圖；圖5是說明圖3的3:2下拉主檢測單元的第一門限值計算單元的方框圖；圖6是說明圖3的3:2下拉次檢測單元的第二門限值計算單元的方框圖；圖7說明圖3的2:2下拉主檢測單元和2:2下拉次檢測單元的方框圖。
圖8是說明圖3的2:2下拉主檢測單元的第一門限值計算單元的方框圖；圖9是說明圖3的2:2下拉次檢測單元的第二門限值計算單元的方框圖；圖10是描述由圖3裝置執行的視頻信號檢測方法的流程圖；圖11是說明由圖3的3:2下拉主檢測單元執行3:2下拉圖像檢測方法的流程圖；
圖12是說明由圖3的3:2下拉次檢測單元執行3:2下拉圖像檢測方法的流程圖；圖13是說明由圖3的2:2下拉主檢測單元執行2:2下拉圖像檢測方法的流程圖；圖14是說明由圖3的2:2下拉次檢測單元執行2:2下拉圖像檢測方法的流程圖；圖15A到15F說明在3:2下拉圖像中發生剪輯錯誤的例子的圖示，來解釋圖3的剪輯錯誤檢測單元執行的剪輯錯誤檢測方法；和圖16A到16D說明在2:2下拉圖像中發生剪輯錯誤的例子的圖示，來解釋圖3的剪輯錯誤檢測單元執行的剪輯錯誤檢測方法。
具體實施例方式
現在，本發明的實施例的圖像信號檢測裝置和方法將參考附圖詳細描述，其中圖中的標號表示模塊。
圖3是說明本發明的圖像信號檢測裝置的方框圖。參考圖3，視頻信號檢測裝置包括絕對差值和(SAD)計算單元100，下拉圖像檢測單元300，和下拉序列判決單元390。
SAD計算單元100包括用于存儲前一場(n-1)的前一場存儲單元103，它在當前輸入的視頻信號之前立即輸入，用于存儲當前場(n)的當前場存儲單元105，用于存儲下一場(n+1)的下一場存儲單元107。SAD計算單元分別獲得存儲在前一場存儲單元103、當前場存儲單元105、下一場存儲單元107中的場(n-1)，(n)，(n+1)中的像素值，計算場之間的像素差值，也就是，計算絕對差值和(SAD)。
下拉圖像檢測單元300包括3:2下拉主檢測單元310，3:2下拉次檢測單元330，2:2下拉主檢測單元350，2:2下拉次檢測單元370。3:2下拉主檢測單元310根據間隔1個周期的場之間的SAD，檢測3:2下拉圖像。3:2下拉次檢測單元330根據間隔1個周期的場之間的SAD的絕對變化量，檢測3:2下拉圖像。同樣的，2:2下拉主檢測單元350根據連續場之間的SAD，檢測2:2下拉圖像。2:2下拉次檢測單元370根據連續場之間的SAD的絕對變化量，檢測2:2下拉圖像。
下拉序列判決單元390包括靜態圖像判決單元393，剪輯錯誤檢測單元395，和判決單元397。靜態圖像判決單元393根據由SAD計算單元100計算得到的SAD和SAD之間的絕對變化量確定輸入視頻信號是否為靜態圖像。剪輯錯誤檢測單元395檢測分別由3:2下拉主檢測單元310、3:2下拉次檢測單元330、2:2下拉主檢測單元350和2:2下拉次檢測單元370檢測到的下拉圖像中是否發生剪輯錯誤。判決單元397根據分別由下拉圖像單元300檢測的下拉圖像結果、靜態圖像判決單元393確定的靜態圖像結果和剪輯判決單元395檢測的剪輯錯誤發生結果，決定視頻信號是否為下拉圖像。
圖4是說明圖3的3:2下拉主檢測單元和3:2下拉次檢測單元的方框圖。參考圖4，3:2下拉主檢測單元310包括SAD計算單元313，SAD存儲單元315，第一門限值計算單元317，第一樣式產生單元319，第一樣式存儲單元321，和第一樣式比較單元323。
SAD計算單元313計算視頻信號的間隔1個周期的場之間的SAD。也就是，SAD計算單元計算輸入視頻信號的前一場(n-1)和下一場(n+1)之間的SAD。由SAD計算單元313對連續輸入視頻信號的場重復執行前一場(n-1)和下一場(n+1)之間SAD的計算。SAD存儲單元315連續地存儲由SAD計算單元313計算得到的SAD。為了連續存儲計算得到的SAD，SAD存儲單元315通過預定數目的FIFO(先進先出)緩沖器實現。第一門限值計算單元317使用存儲的SAD計算第一門限值。第一樣式產生單元319根據計算的第一門限值產生SAD樣式。第一樣式存儲單元321連續存儲由第一樣式產生單元319產生的SAD樣式。為了連續存儲由第一樣式產生單元319產生的SAD樣式，第一樣式存儲單元321通過預定數目的FIFO緩沖器實現。第一樣式比較單元323將存儲在第一樣式存儲單元321的SAD樣式與預定的SAD基本樣式進行比較。
同樣的，第一門限值計算單元317包括第一最小值檢測單元317a和第一最大值檢測單元317b(見圖5)。第一最小值檢測單元317a檢測存儲在SAD存儲單元315中的連續5個SAD的最小值。第一最大值檢測單元317b檢測連續5個SAD的最大值。在這種情況下，因為3:2下拉圖像場的SAD每間隔5個周期有一個最小值，第一最小值檢測單元317a每間隔5個周期檢測最小值，這樣實現可以減少操作的負荷。
同時，次檢測單元330包括絕對變化量計算單元333，絕對變化量存儲單元335，第二門限值計算單元337，第二樣式產生單元339，第二樣式存儲單元341，和第二樣式比較單元343。
絕對變化量計算單元333計算由SAD計算單元313計算的SAD之間的絕對變化量。絕對變化量存儲單元335連續地存儲計算得到的絕對變化量。第二門限值計算單元337使用存儲的絕對變化量計算第二門限值。第二樣式產生單元339根據計算的第二門限值產生絕對變化量的樣式。第二樣式存儲單元341連續存儲由第二樣式產生單元339產生的絕對變化量樣式。在典型的實施例中，絕對變化量存儲單元335和第二樣式存儲單元341按照與SAD存儲單元315和第一樣式存儲單元321相同的方式，由FIFO緩沖器實現。
第二樣式比較單元343將存儲在第二樣式存儲單元341的絕對變化量的樣式與預定的絕對變化量的基本樣式進行比較。同樣的，第二門限值計算單元337包括第二最小值檢測單元337a和第二最大值檢測單元337b(見圖6)。第二最小值檢測單元337a檢測存儲在絕對變化量存儲單元335中的連續5個絕對變化量的最小值。第二最大值檢測單元337b檢測連續5個絕對變化量的最大值。在典型的實施例中，第二樣式存儲單元341被實現以便存儲在第一樣式存儲單元321中的SAD之間的絕對變化量可以連續地存儲在第二樣式存儲單元341中。在本實施例中，考慮到3:2下拉圖像的SAD和絕對變化量的基本樣式重復5個連續數值，3:2下拉主檢測單元310中的第一門限值計算單元317和3:2下拉次檢測單元330中的第二門限值計算單元337只檢測該5個連續數值的最大值和最小值。然而，這個不應該被認為是限制。3:2下拉主檢測單元310中的第一門限值計算單元317和3:2下拉次檢測單元330中的第二門限值計算單元337可以從超過5個連續數值中檢測最大值和最小值。
圖7說明圖3的2:2下拉主檢測單元和2:2下拉次檢測單元的方框圖。參考圖7，2:2下拉主檢測單元350包括SAD計算單元353，SAD存儲單元355，第一門限值計算單元357，第一樣式產生單元359，第一樣式存儲單元361，和第一樣式比較單元363。
SAD計算單元353計算視頻信號連續場之間的SAD。也就是，SAD計算單元353計算輸入視頻信號的前一場(n-1)和當前場(n)之間的SAD。SAD存儲單元355連續地存儲由SAD計算單元353計算得到的SAD。為了連續存儲計算得到的SAD，SAD存儲單元355通過預定數目的FIFO緩沖器實現。第一門限值計算單元357使用存儲的SAD計算第一門限值。第一樣式產生單元359根據計算的第一門限值產生SAD樣式。第一樣式存儲單元361連續存儲由第一樣式產生單元359產生的SAD樣式。為了連續存儲由第一樣式產生單元359產生的SAD樣式，第一樣式存儲單元361通過預定數目的FIFO緩沖器實現。第一樣式比較單元363將存儲在第一樣式存儲單元361的SAD樣式與預定的SAD基本樣式進行比較。
同樣的，第一門限值計算單元357包括第一最小值檢測單元357a和第一最大值檢測單元357b(見圖8)。第一最小值檢測單元357a檢測存儲在SAD存儲單元355中的SAD的指定部分的SAD的最小值。第一最大值檢測單元357b檢測指定部分的SAD的最大值。在這種情況下，因為2:2下拉序列在同一幀的兩場之間有SAD最小值，在相鄰兩幀的連續場之間有SAD最大值，第一最小值檢測單元357a和第一最大值檢測單元357b可以被實現以便檢測間隔場之間SAD的最小值和最大值。在典型的實施例中，第一最小值檢測單元357a和第一最大值檢測單元357b被實現，以便第一最小值檢測單元357a檢測同一幀的場之間的SAD，并且第一最大值檢測單元357b檢測相鄰幀的場之間的SAD。
同時，次檢測單元370包括絕對變化量計算單元373、絕對變化量存儲單元375、第二門限值計算單元377、第二樣式產生單元379，第二樣式存儲單元381，和第二樣式比較單元383。絕對變化量計算單元373計算由SAD計算單元353計算的SAD之間的絕對變化量。絕對變化量存儲單元375連續地存儲計算得到的絕對變化量。第二門限值計算單元377使用存儲的絕對變化量計算第二門限值。第二樣式產生單元379根據計算的第二門限值產生絕對變化量的樣式。第二樣式存儲單元381連續存儲由第二樣式產生單元379產生的絕對變化量的樣式。在典型的實施例中，絕對變化量存儲單元375和第二樣式存儲單元381按照與SAD存儲單元355和第一樣式存儲單元361相同的方式，由FIFO緩沖器實現。
第二樣式比較單元383將存儲在第二樣式存儲單元381的絕對變化量的樣式與預定的絕對變化量的基本樣式進行比較。同樣的，第二門限值計算單元387包括第二最小值檢測單元377a和第二最大值檢測單元377b(見圖9)。第二最小值檢測單元377a檢測存儲在絕對變化量存儲單元375中的絕對變化量的指定部分的絕對變化量的最小值。第二最大值檢測單元377b檢測指定部分的絕對變化量的最大值。在典型的實施例中，第二樣式存儲單元381被實現以便存儲在第一樣式存儲單元361中的SAD的絕對變化量可以連續地存儲在第二樣式存儲單元381中。
圖10是描述由圖3裝置執行的視頻信號檢測方法的流程圖。參考圖示，本發明的視頻信號檢測裝置的操作在下文中將會更詳細的描述。
參考圖10，SAD計算單元100獲得存儲在前一場存儲單元，當前場存儲單元，和狹義場存儲單元的場的像素值，計算場之間的像素值的差值，也就是，前一場(n-1)和當前場(n)之間的SAD，前一場(n-1)和下一場(n+1)之間的SAD(S1010)。下拉圖像檢測單元300根據計算得到的SAD檢測輸入視頻信號的下拉圖像(S1020)。這里，由下拉圖像檢測單元300執行的下拉圖像檢測處理過程被分成3:2下拉圖像檢測處理過程和2:2下拉圖像檢測處理過程。
靜態圖像判決單元393根據計算得到的SAD和SAD之間的絕對變化量，確定輸入視頻信號是否為靜態圖像(S1030)。例如，如果定義前一場(n-1)和當前場(n)之間的像素差值為SAD1，當前場(n)和下一場(n)之間的像素差值為SAD2，SAD之間的絕對變化量是SAD1和SAD2之間像素值的絕對值。
剪輯錯誤檢測單元395檢測在對輸入視頻信號剪輯過程中是否發生剪輯錯誤(S1040)。由剪輯錯誤檢測單元395執行的檢測將在后面詳細描述。
下拉序列判決單元390結合由下拉圖像檢測單元300的3:2下拉主檢測單元310、3:2下拉次檢測單元330、2:2下拉主檢測單元350、2:2下拉次檢測單元370檢測的下拉圖像組合結果，靜態圖像判決單元393確定的靜態圖像結果，剪輯判決單元395檢測的剪輯錯誤發生結果，確定視頻信號是否為下拉圖像(S1050)。由下拉序列判決單元390執行的視頻信號的下拉圖像檢測方法將在后面描述。
圖11是說明由圖3的3:2下拉主檢測單元執行的3:2下拉圖像檢測方法的流程圖。參考圖11，SAD計算單元313計算間隔1個周期場的SAD，也就是，前一場(n-1)和下一場(n+1)之間的SAD。SAD存儲單元315連續地存儲由SAD計算單元313計算得到的SAD(S1101)。第一門限值計算單元317使用連續存儲在SAD存儲單元315中的SAD計算第一門限值。在這種情況下，第一門限值計算單元317中的第一最小值檢測單元317a檢測存儲在SAD存儲單元315中的連續5個SAD的最小值。此時，因為3:2下拉圖像在5場中有一個相同的場，可以實現第一最小值檢測單元317a以只在5場中檢測最小值。同樣的，第一門限值計算單元317中的第一最大值檢測單元317b檢測存儲在SAD存儲單元315中的連續5個SAD的最大值。第一門限值計算單元317根據由第一最小值檢測單元317a和第一最大值檢測單元317b檢測的SAD的最小值和最大值，計算第一門限值，第一門限值根據下面公式進行計算。
T1＝a×MIN+b×MAX這里，T1表示下拉圖像的第一門限值，a和b是保持a+b＝1的某個值，MIN表示連續5個SAD的最小值，MAX表示連續5個SAD的最大值。
第一樣式產生單元319根據由第一門限計算單元317計算得到的第一門限值，產生存儲在SAD存儲單元315中的SAD的樣式(S1105)。在這種情況下，第一樣式產生單元319將SAD與第一門限計算單元317計算得到的第一門限值進行比較，如果SAD比第一門限值大，則產生‘1’。否則，第一樣式產生單元319產生0。
第一樣式存儲單元321連續存儲由第一樣式產生單元319產生的SAD樣式(S1107)。第一樣式比較單元323將存儲在第一樣式存儲單元321的SAD樣式與預定的SAD基本樣式進行比較(S1109)。這里，SAD的基本樣式表示3:2下拉圖像的SAD的基本樣式，有5種類型。也就是，SAD基本樣式的5種類型是，0111101111，1011110111，1101111011，1110111101，1111011110。3:2下拉主檢測單元310根據第一樣式比較單元323的比較結果檢測3:2下拉圖像(步驟S1111)。也就是，如果存儲在第一樣式存儲單元321中的SAD樣式與SAD基本樣式一樣，3:2下拉主檢測單元310確定輸入視頻信號是3:2下拉圖像。對輸入圖像信號重復執行3:2下拉圖像的檢測過程。在畫面突然變化的情況下，通過自適應地改變門限值檢測3:2下拉圖像，這樣它可以正確地處理變化了的畫面。
圖12是說明由圖3的3:2下拉次檢測單元執行的下拉圖像檢測方法的流程圖。參考圖12，絕對變化量計算單元333計算由3:2下拉主檢測單元310中SAD計算單元313計算的間隔1個周期的場的SAD之間的絕對變化量。也就是，如果定義前一場(n-1)和下一場(n+1)之間的像素差值為SAD3，當前場n和下一場(n+2)之間的像素差值為SAD4，絕對變化量計算單元333計算SAD3和SAD4之間的差值的絕對值。絕對變化量存儲單元335連續地存儲由絕對變化量計算單元333計算得到的絕對變化量(S1201)。第二門限值計算單元337使用存儲在絕對變化量存儲單元335中的絕對變化量，計算第二門限值(S1203)。在這種情況下，第二門限值計算單元337中的第二最小值檢測單元317a檢測存儲在絕對變化量存儲單元335中的連續5個絕對變化量的最小值。同樣的，第二門限值計算單元337檢測存儲在絕對變化量存儲單元335中的連續5個絕對變化量的最大值。第二門限值計算單元337根據由第二最小值檢測單元337a和第二最大值檢測單元337b檢測的絕對變化量的最小值和最大值，計算第二門限值，第二門限值根據下面公式進行計算。
T2＝a′×MIN+b′×MAX′這里，T2表示3:2下拉圖像場的第二門限值，a’和b’是保持a’+b’＝1的某個值，MIN’表示連續5個絕對變化量的最小值，MAX’表示連續5個絕對變化量的最大值。
第二樣式產生單元339根據由第二門限值計算單元337計算的第二門限值，產生存儲在絕對變化量存儲單元的絕對變化量的樣式(S1205)。在這種情況下，第二樣式產生單元339將絕對變化量與第二門限計算單元337計算得到的第二門限值進行比較，如果絕對變化量比第二門限值大，則產生‘1’。否則，第二樣式產生單元339產生0。
第二樣式存儲單元341連續存儲由第二樣式產生單元339產生的絕對變化量樣式(步驟S1207)。第二樣式比較單元343將存儲在第二樣式存儲單元341的絕對變化量的樣式與預定的絕對變化量的基本樣式進行比較(步驟S1209)。這里，絕對變化量的基本樣式表示3:2下拉圖像的絕對變化量的基本樣式，有5種類型。也就是，絕對變化量基本樣式的5種類型是，1000110001，1100011000，0110001100，0011000110，0001100011。3:2下拉次檢測單元330根據第二樣式比較單元343產生的比較結果檢測3:2下拉圖像。也就是，如果存儲在第二樣式存儲單元341中的絕對變化量的樣式與絕對變化量的基本樣式一樣，3:2下拉次檢測單元330確定輸入圖像信號是3:2下拉圖像。
圖13是說明由圖3的2:2下拉主檢測單元執行的下拉圖像檢測方法的流程圖。參考圖13，SAD計算單元353計算連續場的SAD，也就是，前一場(n-1)和當前場(n)之間的SAD，當前場(n)和下一場(n+1)之間的SAD。SAD存儲單元355連續地存儲由SAD計算單元353計算得到的SAD(S1301)。第一門限值計算單元357使用連續存儲在SAD存儲單元355中的SAD計算第一門限值(S1303)。在這種情況下，第一門限值計算單元357中的第一最小值檢測單元357a檢測存儲在SAD存儲單元355中的SAD指定部分的SAD的最小值。第一門限值計算單元357中的第一最大值檢測單元357b檢測存儲在SAD存儲單元355中的SAD指定部分的SAD的最大值。此時，因為通常情況SAD在同一幀的兩場之間有最小值，第一最小值檢測單元357a可以被實現，以便通過只搜索同一幀兩場之間SAD來檢測最小值。同樣的，因為通常情況在相鄰幀的場之間SAD被改變，第一最大值檢測單元357b可以被實現，以便只搜索相鄰幀的場之間SAD來檢測最大值。
第一門限值計算單元357根據由第一最小值檢測單元357a和第一最大值檢測單元357b檢測的SAD的最小值和最大值，計算第一門限值，第一門限值根據下面公式進行計算。
T3＝c×MIN+d×MAX這里，T3表示2:2下拉圖像場的第一門限值，c和d是保持c+d＝1的某個值，MIN表示指定部分的SAD的最小值，MAX表示指定部分的SAD的最大值。
第一樣式產生單元359根據由第一門限計算單元357計算得到的第一門限值，產生存儲在SAD存儲單元355中的SAD的樣式(S1305)。在這種情況下，第一樣式產生單元359將SAD與第一門限計算單元357計算得到的第一門限值進行比較，如果SAD比第一門限值大，則產生‘1’。否則，第一樣式產生單元359產生0。
第一樣式存儲單元361連續存儲由第一樣式產生單元359產生的SAD樣式(步驟S1307)。第一樣式比較單元363將存儲在第一樣式存儲單元361的SAD樣式與預定的SAD基本樣式進行比較(S1309)。這里，SAD的基本樣式表示2:2下拉圖像的SAD的基本樣式，有2種類型。也就是，SAD基本樣式的2種類型是，0101010101，1010101010。2:2下拉主檢測單元350根據第一樣式比較單元363的比較結果檢測2:2下拉圖像(步驟S1311)。也就是，如果存儲在第一樣式存儲單元361中的SAD樣式與SAD基本樣式一樣，2:2下拉主檢測單元350確定輸入圖像信號是2:2下拉圖像。對輸入圖像信號重復執行2:2下拉圖像的檢測過程。在畫面突然變化的情況下，通過自適應地改變門限值檢測2:2下拉圖像，這樣它可以正確地處理變化了的畫面。
圖14是說明由圖3的2:2下拉次檢測單元執行的下拉圖像檢測方法的流程圖。參考圖14，2:2下拉次檢測單元370中的絕對變化量計算單元373計算由2:2下拉主檢測單元350中SAD計算單元計算的SAD之間的絕對變化量。也就是，絕對變化量計算單元373計算前一場(n-1)和當前場(n)之間與當前場(n)和下一場(n+1)之間計算得到的SAD的絕對變化量。絕對變化量存儲單元375連續地存儲由絕對變化量計算單元373計算得到的絕對變化量(S1401)。第二門限值計算單元377使用連續存儲在絕對變化量存儲單元375中的絕對變化量，計算第二門限值(S1403)。在這種情況下，第二最小值檢測單元377a檢測存儲在絕對變化量存儲單元375中的絕對變化量指定部分的絕對變化量的最小值。同樣的，第二門限值計算單元377中的第二最大值檢測單元377b檢測存儲在絕對變化量存儲單元375中的絕對變化量指定部分的絕對變化量的最大值。
第二門限值計算單元377根據由第二最小值檢測單元377a和第二最大值檢測單元377b檢測的絕對變化量的最小值和最大值，計算第二門限值，第二門限值根據下面公式進行計算。
T4＝c′×MIN′+d′×MAX′這里，T4表示2:2下拉圖像場的第二門限值，c’和d’是保持c’+d’＝1的某個值，MIN’表示指定部分的絕對變化量的最小值，MAX’表示指定部分的絕對變化量的最大值。
第二樣式產生單元379根據由第二門限值計算單元377計算的第二門限值產生存儲在絕對變化量存儲單元375中的絕對變化量的樣式(S1405)。在這種情況下，第二樣式產生單元379將絕對變化量與第二門限計算單元377計算得到的第二門限值進行比較，如果絕對變化量比第二門限值大，則產生‘1’。否則，第二樣式產生單元379產生0。在圖中，‘+’代替‘1’，‘-’代替‘0’。
第二樣式存儲單元381連續存儲由第二樣式產生單元379產生的絕對變化量樣式(步驟S1407)。第二樣式比較單元383將存儲在第二樣式存儲單元381的絕對變化量的樣式與預定的絕對變化量的基本樣式進行比較(步驟S1409)。這里，絕對變化量的基本樣式表示2:2下拉圖像的絕對變化量的基本樣式，有2種類型。也就是，絕對變化量基本樣式的2種類型是，-+-+-+-+-+和+-+-+-+-+-。
次檢測單元370根據第二樣式比較單元383的比較結果檢測2:2下拉圖像(S1411)。也就是，如果存儲在第二樣式存儲單元381中的絕對變化量的樣式與絕對變化量的基本樣式一樣，2:2下拉次檢測單元370確定輸入圖像信號是2:2下拉圖像。
圖15A到15F說明在3:2下拉圖像中發生剪輯錯誤的例子，來解釋圖3的剪輯錯誤檢測單元執行的剪輯錯誤檢測方法。
如果輸入3:2下拉圖像的正常圖像信號，也就是，沒有剪輯錯誤，在3:2下拉主檢測單元310中的SAD以0111101111的樣式出現。同時，在2:2下拉主檢測單元350中的SAD以OXOXOXOXOX或者XOXOXOXOXO的樣式出現。3:2下拉主檢測單元310中的SAD樣式和2:2下拉主檢測單元350中的SAD樣式為了解釋的方便，以不同形式表示。
如果發生剪輯錯誤，其中從幀A中省略了一場，3:2下拉主檢測單元310中的SAD樣式為1，而2:2下拉主檢測單元350中SAD的所有樣式，也就是，在當前場C和下一場N之間的SAD樣式和在當前場C和前一場P之間的SAD樣式變為全‘x’。同樣的，對于幀B的底場，在當前場C和下一場N之間的SAD樣式變為‘x’并且在當前場C與前一場P之間的SAD樣式變為‘o’，而前一場P和下一場N之間的SAD樣式變為1。這種樣式偏離了SAD基本樣式，這就意味著在3:2下圖像中發生了剪輯錯誤。圖15B到15F說明發生剪輯錯誤的幾個例子。
圖16說明在2:2下拉圖像中發生剪輯錯誤的例子，來解釋圖3的剪輯錯誤檢測單元的剪輯錯誤檢測方法。在正常的沒有剪輯錯誤的2:2下拉圖像信號中，在當前場C和下一場N之間的SAD樣式和在當前場C和前一場P之間的SAD樣式以交替的方式出現(見圖16A)。
如果發生剪輯錯誤，其中從幀C中省略了底場，在當前場C和下一場N之間的SAD樣式和在當前場C和前一場P之間的SAD樣式變為全‘x’。這些樣式偏離了2:2下拉圖像的SAD的基本樣式，這就意味著在2:2下圖像中發生了剪輯錯誤。圖16B到16D說明發生剪輯錯誤的幾個例子。
如上所述，剪輯錯誤檢測單元395通過搜索SAD的樣式和絕對變化量的樣式檢測在3:2下拉圖像或者2:2下拉圖像中是否發生剪輯錯誤，這些樣式通過3:2下拉主檢測單元310、3:2下拉次檢測單元330，2、2下拉主檢測單元350、和2:2下拉次檢測單元370分別被檢測。
靜態圖像判決單元393根據SAD和絕對變化量確定輸入圖像信號是否為靜態圖像。例如，如果目前計算的SAD和前一場計算的SAD與前一個SAD相比非常小，并且目前計算的SAD和前一場計算的SAD之間的絕對變化量與前一個絕對變化量相比非常小，那么目前輸入圖像接近靜態圖像。在這種情況下，存儲在第一樣式存儲單元321和第二樣式存儲單元381的SAD樣式和絕對變化量樣式如下:
SAD_樣式[n-1]＝0SAD_樣式[n]＝0|ΔSAD|_樣式[n-1]＝0判決單元397通過結合由3:2下拉主檢測單元310、3:2下拉次檢測單元330、2:2下拉主檢測單元350和2:2下拉次檢測單元370給出的3:2下拉圖像的檢測結果，由靜態圖像判決單元390確定圖像信號是否為靜態圖像的結果，以及由剪輯錯誤檢測單元395給出的是否發生剪輯錯誤的檢測結果，確定輸入圖像信號是3:2下拉序列還是2:2下拉序列。由判決單元390確定下拉序列的幾個例子如表1所示。
當由3:2下拉主檢測單元310和3:2下拉次檢測單元330檢測到圖像信號是3:2下拉圖像的時候，如果3:2下拉圖像在預定的時間內不連續，判決單元397不考慮前一個標志、靜態標志、和剪輯錯誤標志，確定圖像信號不是下拉序列。相反，如果3:2下拉圖像在預定時間內連續，判決單元397根據由3:2下拉主檢測單元310和3:2下拉次檢測單元330給出的3:2下拉圖像檢測結果，確定圖像信號是3:2下拉序列。
如果3:2下拉主檢測單元310和2:2下拉主檢測單元350在前一個標志是“0”的狀態下檢測3:2下拉圖像和2:2下拉圖像，判決單元397在保持前一個標志的時候，確定圖像信號是3:2下拉序列。
如果3:2下拉主檢測單元310，3:2下拉次檢測單元330、2:2下拉主檢測單元350、和2:2下拉次檢測單元370沒有檢測到下拉圖像，剪輯錯誤檢測單元395在前一個標志是“1”的狀態下檢測剪輯錯誤，判決單元397確定圖像信號是3:2下拉序列，并且保持該前一個標志。這里，前一個標志是“0”表示沒有根據前一個圖像信號確定是3:2下拉圖像。
因此，本發明的圖像信號檢測裝置通過使用SAD和絕對變化量來檢測3:2下拉圖像和2:2下拉圖像，可以正確地檢測下拉圖像。同樣的，裝置通過減少下拉圖像標志開/關操作的頻率，可以防止顯示圖像不自然。
同樣的，如上所述，因為圖像信號檢測裝置通過剪輯錯誤檢測單元檢測剪輯錯誤，根據檢測的結果來檢測圖像信號，可以獲得圖像信號的補償。
在本發明被詳細描述時，應該理解，如所附的權利要求中定義，在沒有脫離本發明的精神和范圍情況下，可以進行不同的變化、代替、和改造。
權利要求
1.一種圖像信號檢測裝置，包括在連續輸入的圖像信號的當前場(n)、前一場(n-1)、和下一場(n+1)中計算絕對差值和的SAD計算單元，其中n＝1，2，3，…；根據計算的SAD，檢測下拉圖像的下拉圖像檢測單元；根據計算的SAD和SAD中的絕對變化量，確定輸入圖像信號是否為靜態圖像的靜態圖像判決單元；在檢測到的下拉圖像中，檢測剪輯錯誤的剪輯錯誤檢測單元；和判決單元，用于根據下拉圖像檢測結果、由靜態圖像判決單元確定輸入圖像信號是否為靜態圖像的判決結果以及剪輯錯誤發生的檢測結果，確定輸入圖像信號是否為下拉圖像。
2.如權利要求1所述的圖像信號檢測裝置，其中，下拉圖像檢測單元包括檢測3:2下拉圖像的3:2下拉圖像檢測單元；和檢測2:2下拉圖像的2:2下拉圖像檢測單元。
3.如權利要求2所述的圖像信號檢測裝置，其中，3:2下拉圖像檢測單元包括根據間隔1個周期的場之間的SAD，檢測3:2下拉圖像的主檢測單元；和根據間隔1個周期的場之間的SAD的絕對變化量，檢測3:2下拉圖像的次檢測單元。
4.如權利要求3所述的圖像信號檢測裝置，其中，3:2下拉圖像檢測單元通過產生間隔1個周期的場之間的SAD樣式和絕對變化量樣式，并將SAD樣式和絕對變化量樣式與3:2下拉圖像的基本樣式進行比較，來檢測3:2下拉圖像。
5.如權利要求2所述的圖像信號檢測裝置，其中，2:2下拉圖像檢測單元包括根據連續場之間SAD，檢測2:2下拉圖像的主檢測單元；和根據連續場之間SAD的絕對變化量，檢測2:2下拉圖像的次檢測單元。
6.如權利要求5所述的圖像信號檢測裝置，其中，2:2下拉圖像檢測單元通過產生連續場之間的SAD樣式和絕對變化量樣式，并將SAD樣式和絕對變化量樣式與2:2下拉圖像的基本樣式進行比較，來檢測2:2下拉圖像。
7.一種圖像信號檢測方法包括在連續輸入的圖像信號的當前場(n)、前一場(n-1)、和下一場(n+1)中計算SAD的SAD計算步驟，其中n＝1，2，3，…；根據計算的SAD，檢測下拉圖像的下拉圖像檢測步驟；根據計算的SAD和SAD中的絕對變化量，確定輸入圖像信號是否為靜態圖像的靜態圖像判決步驟；在檢測到的下拉圖像中，檢測剪輯錯誤的剪輯錯誤檢測步驟；和下拉圖像判決步驟，根據下拉圖像檢測結果、由靜態圖像判決步驟給出的輸入圖像信號是否為靜態圖像的判決結果以及剪輯錯誤發生的檢測結果，確定輸入圖像信號是否為下拉圖像。
8.如權利要求7所述的圖像信號檢測方法，其中，下拉圖像檢測步驟包括檢測3:2下拉圖像的3:2下拉圖像檢測步驟；和檢測2:2下拉圖像的2:2下拉圖像檢測步驟。
9.如權利要求8所述的圖像信號檢測方法，其中，3:2下拉圖像檢測步驟包括根據間隔1個周期的場之間的SAD，檢測3:2下拉圖像的主檢測步驟；根據間隔1個周期的場之間的SAD的絕對變化量，檢測3:2下拉圖像的次檢測步驟。
10.如權利要求8所述的圖像信號檢測方法，其中，2:2下拉圖像檢測步驟包括根據連續場之間SAD，檢測2:2下拉圖像的主檢測步驟；和根據連續場之間SAD的絕對變化量，檢測2:2下拉圖像的次檢測步驟。
11.如權利要求9所述的圖像信號檢測方法，其中，主檢測步驟包括連續地存儲間隔1個周期的場之間的SAD；使用連續存儲的SAD計算第一門限值；根據計算的第一門限值，產生SAD樣式；連續存儲SAD樣式；和將存儲的SAD樣式與預定的SAD基本樣式比較，和主檢測步驟根據由SAD樣式比較步驟產生的比較結果，檢測3:2下拉圖像。
12.如權利要求9所述的圖像信號檢測方法，其中，次檢測步驟包括連續地存儲間隔1個周期的場之間SAD的絕對變化量；使用連續存儲的絕對變化量計算第二門限值；根據計算的第二門限值，產生絕對變化量樣式；連續存儲絕對變化量樣式；和將存儲的絕對變化量樣式與預定的絕對變化量的基本樣式比較，其中，次檢測步驟根據由絕對變化量樣式比較步驟產生的比較結果，檢測3:2下拉圖像。
13.如權利要求10所述的圖像信號檢測方法，其中，主檢測步驟包括連續地存儲連續場之間的SAD；使用連續存儲的SAD，計算第一門限值；根據計算的第一門限值，產生SAD樣式；連續存儲SAD樣式；和將存儲的SAD樣式與預定的SAD基本樣式比較，其中，主檢測步驟根據由SAD樣式比較步驟產生的比較結果，檢測2:2下拉圖像。
14.如權利要求10所述的圖像信號檢測方法，其中，次檢測步驟包括連續地存儲連續場之間SAD的絕對變化量；使用連續存儲的絕對變化量，計算第二門限值；根據計算的第二門限值，產生絕對變化量樣式；連續存儲絕對變化量樣式；和將存儲的絕對變化量樣式與預定的絕對變化量的基本樣式比較，其中，次檢測步驟根據由絕對變化量樣式比較步驟產生的比較結果，檢測2:2下拉圖像。
全文摘要
一種能夠檢測輸入圖像信號為2∶2下拉圖像和3∶2下拉圖像的圖像信號檢測裝置和方法。圖像信號檢測裝置包括在連續輸入的圖像信號的當前場(n)、前一場(n－1)、和下一場(n+1)中，計算絕對差值和(SAD)的SAD計算單元，下拉圖像檢測單元，靜態圖像判決單元，在檢測到的下拉圖像中檢測剪輯錯誤的剪輯錯誤檢測單元，根據下拉圖像檢測結果，由靜態圖像判決單元給出的輸入圖像信號是否為靜態圖像的判決結果，剪輯錯誤發生的檢測結果，確定輸入圖像信號是否為下拉圖像的判決單元。
文檔編號H04N5/253GK1578480SQ20041005935
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月18日 優先權日2003年7月21日
發明者李泳鎬, 梁承埈 申請人:三星電子株式會社