專利名稱：利用位移向量補(bǔ)償?shù)挠跋袢ソ诲e方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像去交錯化方法與裝置，特別是涉及一種利用位移補(bǔ)償(motion compensation)的影像去交錯化的方法與裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的交錯式掃描(interlaced scanning)技術(shù)是將組成該幀的二個場作交錯顯示。該二個場是由奇場及偶場所組成。對于循序式掃描技術(shù)，又稱為非交錯式掃描而言，其則是先將一奇場與一偶場合并成為對應(yīng)一個幀，然后以加倍的水平掃描頻率來顯示該幀，如此一來，畫面的品質(zhì)與穩(wěn)定度都會提升。
在將兩個場合并成為一個幀前，需要正確的檢測出視訊數(shù)據(jù)中各場間彼此的關(guān)系，亦即需檢測出視訊數(shù)據(jù)本身是否對應(yīng)一影片模式(例如是為一3-2pull down影片模式或是一2-2 pull down影片模式)，再施以正確的去交錯化操作，若該視訊數(shù)據(jù)為一影片模式，則將適當(dāng)?shù)膬蓚€相鄰的場作合并，而若該視訊數(shù)據(jù)不是一影片模式，則需要對該視訊數(shù)據(jù)的每一場進(jìn)行插補(bǔ)以正確地完成去交錯化處理。已知技術(shù)單純地利用場內(nèi)插補(bǔ)(intra-fieldinterpolation)、場間插補(bǔ)(inter-field interpolation)，或是位移調(diào)適(motion-adaptive)的處理方法，如美國專利第6577345號與第6512550號所披露。
然而，如何減低像素值判斷錯誤的情形，而使去交錯化處理后的影像具有較佳的畫面品質(zhì)，或是降低相關(guān)硬件成本，便成為一重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用位移補(bǔ)償來對一視訊數(shù)據(jù)進(jìn)行去交錯化處理的方法與裝置，以提升畫面品質(zhì)并降低相關(guān)硬件成本。
本發(fā)明提供一種位移補(bǔ)償以將一視訊數(shù)據(jù)去交錯化的方法，該視訊數(shù)據(jù)包含有第一、第二及第三場(field)，該方法包含有對該第一場的一第一像素與一第二目標(biāo)場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第一位移向量，其中該第二目標(biāo)場與該第二場相對應(yīng)；依據(jù)該第一位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第一參考像素；以及依據(jù)該第一像素以及該第一參考像素，產(chǎn)生一目標(biāo)幀(frame)的一目標(biāo)像素。
一種影像去交錯電路，用來去交錯一視訊數(shù)據(jù)，該視訊數(shù)據(jù)包含第一、第二及第三場，該影像去交錯電路包含有一第一位移預(yù)估模塊，用來對該第一場的一第一像素與一第二目標(biāo)場進(jìn)行位移預(yù)估，產(chǎn)生一第一位移向量，其中該第二目標(biāo)場與一第二場相對應(yīng)；一第一像素選擇模塊，依據(jù)該第一位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于一第一像素的一第一參考像素；以及一場合并模塊，依據(jù)該第一像素以及該第一參考像素，以產(chǎn)生一目標(biāo)幀(frame)的一目標(biāo)像素。
本發(fā)明藉由正確的位移向量(motion vector)找到對應(yīng)一像素的至少一個像素參考值，然后對該像素參考值作適當(dāng)?shù)募訖?quán)混合(weightblending)，避免因?yàn)殄e誤的預(yù)測結(jié)果而造成影像品質(zhì)下降，因而能得到一個較為平順的影像。


圖1為本發(fā)明影像去交錯方法的第一實(shí)施例的流程圖。
圖2為本發(fā)明影像去交錯電路200的功能方塊圖。
圖3為本發(fā)明影像去交錯方法的第二實(shí)施例的流程圖。
圖4為本發(fā)明影像去交錯電路300的功能方塊圖。
具體實(shí)施例方式
請同時參閱圖1及圖2，圖1為本發(fā)明影像去交錯方法的一第一實(shí)施例的流程圖。本方法是利用位移補(bǔ)償以進(jìn)行去交錯化運(yùn)算。本發(fā)明方法由該視訊數(shù)據(jù)中依序接收三個相鄰的場，先后分別為第二場Fn-1、第一場Fn與第三場Fn+1。圖2為本發(fā)明的影像去交錯電路200的功能方塊圖。該影像去交錯電路200包含有一場內(nèi)插模塊10、一位移預(yù)估模塊11、一像素選擇模塊12、一判斷邏輯模塊14、一內(nèi)存15與一場合并模塊16。位移預(yù)估模塊11包含有一位移預(yù)估單元11a；像素選擇模塊12包含有像素選擇單元12a與12b；判斷邏輯模塊14包含有判斷邏輯單元14a。該第一實(shí)施例的運(yùn)作如下所述步驟202場內(nèi)插步驟場內(nèi)插模塊10接收并依據(jù)第一場Fn的一第一像素求出一目標(biāo)場F_mc中一像素P_mc的一場內(nèi)插參考像素P_intra。其中，場內(nèi)插參考像素P_intra可由已知的插補(bǔ)運(yùn)算(intra-fieldinterpolation)來產(chǎn)生；步驟204位移預(yù)估步驟位移預(yù)估單元11a接收并依據(jù)第一場Fn與一前目標(biāo)場F_mc-1進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生對應(yīng)第一場Fn的該第一像素的一第一位移向量MV_1與一第一相似度S1。其中，第一位移向量MV_1代表該第一像素與前目標(biāo)場F_mc-1的可能對應(yīng)像素的位移量，若第一位移向量MV_1的值為0，則表示該第一像素與目標(biāo)場F_mc的一像素P_mc沒有位移；第一相似度S1代表該第一像素與前目標(biāo)場F_mc-1的可能對應(yīng)像素的相似情形。一實(shí)施例中，第一相似度S1的求法可直接以該第一像素與其對應(yīng)像素相減得出一差異值，當(dāng)差異值越大表示第一相似度S1越小，當(dāng)差異值越小表示第一相似度S1越大；步驟206及208為像素選擇步驟步驟206像素選擇單元12a接收并依據(jù)第一位移向量MV_1與一第二場Fn-1，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第一參考像素P_inter_n-1；步驟208像素選擇模塊單元12b接收并依據(jù)第一位移向量MV_1及一第三場Fn+1，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第二參考像素P_inter_n+1；步驟210相似判斷步驟判斷邏輯單元14a依據(jù)第一相似度S1來調(diào)整場內(nèi)插參考像素P_intra、第一參考像素P_inter_n-1與第二參考像素P_inter_n+1的加權(quán)w1(weight)比例，以產(chǎn)生對應(yīng)該第一像素的目標(biāo)場F_mc的像素P_mc。在一實(shí)施例中，P_mc＝w1×P_inter+(1-w1)×P_intra，其中P_inter＝(1/2)×(P_inter_n-1+P_inter_n+1)。
步驟212內(nèi)存15接收目標(biāo)場F_mc的像素P_mc，場合并模塊16接收目標(biāo)場F_mc的像素P_mc以及該第一像素進(jìn)行合并，并輸出一目標(biāo)幀(frame)Fr_n的一目標(biāo)像素；以及步驟214結(jié)束。
在另一實(shí)施例中，可不考慮場內(nèi)插參考像素P_intra，則步驟202是可以省略的。在另一實(shí)施例中，可不考慮第二參考像素P_inter_n+1，則步驟208是可以省略的。在另一實(shí)施例中，不考慮場內(nèi)插參考像素P_intra及第二參考像素P_inter_n+1，則步驟202、208及210是可以省略的。
若第一場Fn為一奇場，則目標(biāo)場F_mc便是一偶場，以及若第一場Fn為一偶場，則目標(biāo)場F_mc即為一奇場。
圖3為本發(fā)明方法利用位移補(bǔ)償進(jìn)行去交錯化處理的第二實(shí)施例的流程圖。本發(fā)明方法由該視訊數(shù)據(jù)中接收三個相鄰的場，先后依序分別為第二場Fn-1、第一場Fn與第三場Fn+1。圖4為本發(fā)明第二種影像去交錯電路300的功能方塊圖。影像去交錯電路300包含有一場內(nèi)插模塊10、一位移預(yù)估模塊11、一像素選擇模塊12、一判斷邏輯模塊14、一內(nèi)存15與一場合并模塊16。其中，位移預(yù)估模塊11包含有位移預(yù)估單元31、32及33；像素選擇模塊12包含有像素選擇單元34、35、36及37；判斷邏輯模塊14包含有判斷邏輯單元41、42、43及44。請同時參閱圖3及圖4，該第二實(shí)施例的運(yùn)作如下所述步驟302與步驟202相同；步驟304、306及308為位移預(yù)估步驟步驟304位移預(yù)估單元31接收并依據(jù)第一場Fn與一前目標(biāo)場F_mc-1進(jìn)行位移預(yù)估，產(chǎn)生對應(yīng)第一場Fn的該第一像素的一第一位移向量MV_1與一第一相似度S1；步驟306位移預(yù)估單元32接收第一場Fn與一第二場Fn-1，輸出一第二位移向量MV_2與一第二相似度S2；步驟308位移預(yù)估單元33接收第一場Fn與一第三場Fn+1，輸出一第三位移向量MV_3與一第三相似度S3；步驟310、312、314及316為像素選擇步驟步驟310像素選擇單元34依據(jù)第一位移向量MV_1與第二場Fn-1的相對應(yīng)的像素，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第一參考像素P_inter_n-1_a；步驟312像素選擇單元35依據(jù)第二位移向量MV_2與第二場Fn-1的相對應(yīng)的像素，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第三參考像素P_inter_n-1_b；步驟314像素選擇單元36依據(jù)第三位移向量MV_3與一第三場Fn+1的相對應(yīng)的像素，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第四參考像素P_inter_n+1_a；步驟316像素選擇單元37依據(jù)第一位移向量MV_1與一第三場Fn+1的相對應(yīng)的像素，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第二參考像素P_inter_n+1_b；步驟318、320、322及324系為一相似度判斷步驟
步驟318判斷邏輯單元41依據(jù)該第一及第二相似度S1、S2，來調(diào)整第一參考像素P_inter_n-1_a以及第三參考像素P_inter_n-1_b的加權(quán)比例w1，并依據(jù)該加權(quán)w1分別產(chǎn)生一第五參考像素P_inter_n-1以及一第四相似度S4。在一實(shí)施例中，其求法為S4＝w1×S1+(1-w1)×S2，P_inter_n-1＝w1×P_inter_n-1_a+(1-w1)×P_inter_n-1_b；步驟320判斷邏輯單元42依據(jù)該第一及第三相似度S1、S3，判斷第四參考像素P_inter_n+1_a、以及第二參考像素P_inter_n+1_b的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一第六參考像素P_inter_n+1以及一第五相似度S5；步驟322判斷邏輯單元43依據(jù)該第四及第五相似度S4、S5，判斷第五參考像素P_inter_n-1、以及第六參考像素P_inter_n+1的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一第七參考像素P_inter以及一第六相似度S6；步驟324判斷邏輯單元44依據(jù)該第六相似度S6來調(diào)整場內(nèi)插參考像素P_intra與第七參考像素P_inter的加權(quán)比例w6，以產(chǎn)生對應(yīng)該第一像素的目標(biāo)場F_mc的像素P_mc。本實(shí)施例中，P_mc＝w6×P_inter+(1-w6)×P_intra；步驟326內(nèi)存15接收目標(biāo)場F_mc的像素P_mc，場合并模塊16接收目標(biāo)場F_mc的像素P_mc以及該第一像素進(jìn)行合并，并輸出一目標(biāo)幀(frame)Fr_n的一目標(biāo)像素；以及步驟328結(jié)束。
上述步驟是該第二實(shí)施例的一較佳實(shí)施例，當(dāng)然亦可省略部分步驟，例如省略步驟302或/及部分的位移預(yù)估步驟或/及部分的像素選擇步驟或/及部分的相似度判斷步驟等。
其中，一實(shí)施例中，判斷邏輯單元41的判斷方法當(dāng)?shù)谝患暗诙嗨贫萐1、S2皆大于一臨界值時，則P_inter_n-1＝w1×P_inter_n-1_a+(1-w1)×P_inter_n-1_b，其中，加權(quán)w1＝(S1/(S1+S2))；若第一相似度S1大于該臨界值且第二相似度S2小于該臨界值，則P_inter_n-1＝P_inter_n-1_a；此外，第四相似度S4以上述的判斷方式求出。其中該判斷邏輯單元42、43及44的判斷方法可類似。
本實(shí)施例中，前一場所求出的目標(biāo)場系用來輔助求出目前處理中場的相對應(yīng)目標(biāo)場，因此上述操作流程便可用來計(jì)算出視訊數(shù)據(jù)中復(fù)數(shù)個場的相對應(yīng)目標(biāo)場，最后達(dá)到去交錯化的目的。第二實(shí)施例還利用三個場Fn-1、Fn、Fn+1來預(yù)測一目標(biāo)場中各像素的其它可能像素值(亦即P_inter_n+1_a與P_inter_n+1_b)，因此當(dāng)執(zhí)行后續(xù)加權(quán)運(yùn)算來設(shè)定該目標(biāo)場中各像素的像素值時，本實(shí)施例可產(chǎn)生較佳的運(yùn)算結(jié)果來達(dá)到避免不恰當(dāng)?shù)目赡芟袼刂祵?shí)際像素值的影響。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種方法，用來去交錯一視訊數(shù)據(jù)，該視訊數(shù)據(jù)包含有第一、第二及第三場，該方法包含有對該第一場的一第一像素與一第二目標(biāo)場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第一位移向量，其中該第二目標(biāo)場與該第二場相對應(yīng)；依據(jù)該第一位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第一參考像素；以及依據(jù)該第一像素以及該第一參考像素，產(chǎn)生一目標(biāo)幀的一目標(biāo)像素。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在該位移預(yù)估步驟中，還產(chǎn)生一第一相似度，該方法還包含有進(jìn)行該第一場的場內(nèi)插，產(chǎn)生一場內(nèi)插參考像素；以及依據(jù)該第一相似度，調(diào)整該些參考像素的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一位移補(bǔ)償像素，用以取代該第一參考像素。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在該位移預(yù)估步驟中，還產(chǎn)生一第一相似度，該方法還包含有依據(jù)該第一位移向量與該第三場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第二參考像素；以及依據(jù)該第一相似度，調(diào)整該些參考像素的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一位移補(bǔ)償像素，用以取代該第一參考像素。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在該位移預(yù)估步驟中，還產(chǎn)生一第一相似度，該方法還包含有對該第一場與該第二場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第二位移向量及一第二相似度；依據(jù)該第二位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第三參考像素；以及依據(jù)該些相似度，調(diào)整該些參考像素的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一位移補(bǔ)償像素，用以取代該第一參考像素。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，該方法還包含有對該第一場與該第三場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第三位移向量及一第三相似度；以及依據(jù)該第三位移向量與該第三場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第四參考像素。
6.如權(quán)利要求3或4或5所述的方法，該方法還包含有進(jìn)行該第一場的場內(nèi)插，產(chǎn)生一場內(nèi)插參考像素。
7.一種影像去交錯電路，用來去交錯一視訊數(shù)據(jù)，該視訊數(shù)據(jù)包含第一、第二及第三場，該影像去交錯電路包含有一第一位移預(yù)估單元，用來對該第一場的一第一像素與一第二目標(biāo)場進(jìn)行位移預(yù)估，產(chǎn)生一第一位移向量，其中該第二目標(biāo)場與該第二場相對應(yīng)；一第一像素選擇單元，依據(jù)該第一位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于一第一像素的一第一參考像素；以及一場合并模塊，依據(jù)該第一像素以及該第一參考像素，以產(chǎn)生一目標(biāo)幀的一目標(biāo)像素。
8.如權(quán)利要求7所述的影像去交錯電路，其中，該第一位移預(yù)估單元產(chǎn)生一第一相似度，該影像去交錯電路還包含有一場內(nèi)插模塊，用來依據(jù)該第一場，產(chǎn)生一場內(nèi)插參考像素；以及一第一判斷邏輯單元，依據(jù)該第一相似度，調(diào)整該些參考像素的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一位移補(bǔ)償像素，用以取代該第一參考像素。
9.如權(quán)利要求7所述的影像去交錯電路，其中，該第一位移預(yù)估單元產(chǎn)生一第一相似度，該影像去交錯電路還包含有一第二像素選擇單元，依據(jù)該第一位移向量與該第三場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第二參考像素；一第二判斷邏輯單元，依據(jù)該第一相似度，調(diào)整該些參考像素的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一位移補(bǔ)償像素，用以取代該第一參考像素。
10.如權(quán)利要求7所述的影像去交錯電路，其中，該第一位移預(yù)估單元產(chǎn)生一第一相似度，該影像去交錯電路還包含有一第二位移預(yù)估單元，對該第一場與該第二場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第二位移向量及一第二相似度；一第三像素選擇單元，依據(jù)該第二位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第三參考像素；以及一第三判斷邏輯單元，依據(jù)該些相似度，調(diào)整該些參考像素的加權(quán)比例，以產(chǎn)生一位移補(bǔ)償像素，以取代該第一參考像素。
11.如權(quán)利要求10所述的影像去交錯電路，該影像去交錯電路還包含有一第三位移預(yù)估單元，對該第一場與該第三場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第三位移向量及一第三相似度；以及一第四像素選擇單元，依據(jù)該第三位移向量與該第三場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第四參考像素。
12.如權(quán)利要求9或10或11所述的影像去交錯電路，還包含有一場內(nèi)插模塊，用來依據(jù)該第一場，輸出一場內(nèi)插參考像素。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種位移補(bǔ)償以將一視訊數(shù)據(jù)去交錯化的方法與裝置，該視訊數(shù)據(jù)包含有第一、第二及第三場，該方法包含有對該第一場的一第一像素與一第二目標(biāo)場進(jìn)行位移預(yù)估，并產(chǎn)生一第一位移向量，其中該第二目標(biāo)場與該第二場相對應(yīng)；依據(jù)該第一位移向量與該第二場，產(chǎn)生對應(yīng)于該第一像素的一第一參考像素；以及依據(jù)該第一像素以及該第一參考像素，產(chǎn)生一目標(biāo)幀的一目標(biāo)像素。
文檔編號H04N7/01GK1674669SQ20041003122
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者趙柏偉 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司