專利名稱：三維遞歸運動估測系統(tǒng)及其尋找方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運動估測(Motion Estimation)系統(tǒng)，尤其是涉及一種 通過統(tǒng)計時間域參考移動向量 (Temporal Predict ion)來進(jìn)行三維遞歸 (3—D i men s i ona 1 R e c u r s i ve)運動#"觀寸的運動#■觀寸系纟充。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，經(jīng)由三維遞歸(3-Dimensional Recursive)運動估測尋找方法 可根據(jù)空間域參考移動向量(Spa t ia 1 Pred ic t ion)及時間域參考移動向量 (temporal Prediction)來找出目前幀畫面中多個區(qū)塊的移動向量。請參考 圖1,其示出了傳統(tǒng)三維遞歸運動估測尋找方法的示意圖。在圖l中，區(qū)塊 112的時間域參考移動向量通過參考前一個幀畫面100中對應(yīng)區(qū)塊102的左 下方與右下方的區(qū)塊104與106的移動向量，其中對應(yīng)區(qū)塊102位于與區(qū)塊 112對應(yīng)的位置。
然而，因傳統(tǒng)時間域參考移動向量僅參考對應(yīng)區(qū)塊102的左下方與右下 方的區(qū)塊104與106的移動向量， 一旦其發(fā)生錯誤，欲計算的區(qū)塊112的移 動向量很可能會因為根據(jù)不正確的時間域參考移動向量而錯誤。
此外，欲根據(jù)上述方法來計算區(qū)塊112的移動向量需儲存前一個幀畫面 100中所有區(qū)塊的移動向量，如此，將導(dǎo)致應(yīng)用上述方法的系統(tǒng)的內(nèi)存成本 較高。這樣一來，如何找出較為精準(zhǔn)且實現(xiàn)成本較低的三維遞歸的運動估測 其系統(tǒng)是業(yè)界不斷致力的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
有筌于此，本發(fā)明^是出三維遞歸(3-Dimensional Recursive)運動估測 系統(tǒng)及其尋找方法其可有效地改善上述的問題。
根據(jù)本發(fā)明提出一種三維遞歸的運動估測系統(tǒng)，用以計算幀畫面中目前 區(qū)塊的移動向量。移動量估測系統(tǒng)包括空間域、時間域參考移動向量及運動 估測單元?？臻g域參考移動向量提供單元用以選擇目前區(qū)塊周圍相鄰區(qū)塊的移動向量來做為并輸出空間域參考移動向量。時間域參考移動向量提供單元 用以選擇前一個幀畫面中對應(yīng)區(qū)域中多個區(qū)塊的多個移動向量中最常出現(xiàn) 的移動向量來做為并提供時間域參考移動向量。對應(yīng)區(qū)域包含先前區(qū)塊，其 與目前區(qū)塊具有對應(yīng)的位置。運動估測單元用以根據(jù)空間域及時間域參考移 動向量來找出移動向量。
根據(jù)本發(fā)明提出一種三維遞歸的運動估測尋找方法，用以提供目前幀畫 面的區(qū)塊的移動向量，運動估測尋找方法包括下列的步驟。首先，選擇目前 幀畫面中相鄰區(qū)塊的移動向量做為空間域參考移動向量。接著，提供時間域 參考移動向量。之后，根據(jù)空間域及時間域參考移動向量來估測移動向量。 其中，以前一個幀畫面中對應(yīng)區(qū)域的多個區(qū)塊的多個移動向量中最常出現(xiàn)的 移動向量做為時間域參考移動向量。對應(yīng)區(qū)域包含先前區(qū)塊，其與目前區(qū)塊 具有對應(yīng)的位置。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并結(jié)合
附圖詳細(xì)說明如下


圖1示出了傳統(tǒng)時間域的參考移動向量選擇方法操作下的頓畫面的示意圖。
圖2示出了依照本發(fā)明較佳實施例的運動估測系統(tǒng)的方塊圖
圖3示出了幀畫面的示意圖。
圖4示出了本實施例的運動估測方法的流程圖。
附圖符號說明100、 110、 30、 40:幀畫面102、 104、 106、 112、 32、 34、 36、 42:區(qū)塊200運動估測系統(tǒng)
210空間域參考移動向量提供單元
220運動估測單元
230運動補(bǔ)償單元
240時間域參考移動向量提供單元310-360、 410-460:區(qū)域 402-406:操作步驟
具體實施例方式
本實施例的三維遞歸(3-Dimensional Recursive)運動估測系統(tǒng)及其方
法劃分幀畫面為 一個或多個區(qū)域，并對這些區(qū)域中的區(qū)塊的移動向量分別進(jìn)
行數(shù)量統(tǒng)計。本實施例的三維遞歸運動估測系統(tǒng)及其方法以統(tǒng)計的時間域參
考移動向量，并以其找出目前區(qū)塊的移動向量。其中，統(tǒng)計的時間域參考移 動向量例如為各區(qū)域中的最常出現(xiàn)的移動向量。
請參考圖2及圖3,圖2示出了依照本發(fā)明較佳實施例的三維遞歸運動 估測系統(tǒng)的方塊圖，圖3示出了圖1的三維遞歸運動估測系統(tǒng)的運動示意圖。 三維遞歸運動估測系統(tǒng)10包括空間域參考移動向量提供單元210、時間域參 考移動向量提供單元240及運動估測單元220。其中運動估測單元220例如 輸出至運動補(bǔ)償單元230以進(jìn)行運動補(bǔ)償。在本實施例中，如圖3所示，各 幀畫面，如幀畫面30或40 :故劃分為一個或多個區(qū)i或，例如幀畫面30及40 分別被劃分為區(qū)域310-360及410-460,而其以2*3的矩陣排列。其中幀畫 面30及40例如分別為先前幀畫面及目前幀畫面。此外，亦可將幀畫面30 及40劃分為更多或更少個區(qū)域。接下來，以找出區(qū)塊32的移動向量的操作 為例做說明。
空間域參考移動向量提供單元210用以提供區(qū)塊32的空間域參考移動 向量PS,本實施例的移動向量記錄單元210例如以與區(qū)塊32相鄰的區(qū)塊的 移動向量來做為其空間域參考移動向量PS,例如，其以區(qū)塊32左下方及右 上方的區(qū)塊，亦即區(qū)塊34及36的移動向量做為空間域參考移動向量PS。此 外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可通過其它周知的空間域參考移動向量選擇方法來 找出空間域參考移動向量PS 。
時間域參考移動向量提供單元2 4 0用以分析區(qū)域410中所有區(qū)塊的移動 向量統(tǒng)計結(jié)果，并以最常出現(xiàn)的移動向量做為區(qū)域31G中所有區(qū)塊的時間域 參考移動向量，亦即為區(qū)塊32的時間域參考移動向量PT。本實施例的區(qū)域 410包括區(qū)塊42，而區(qū)塊42在區(qū)域410中的位置與區(qū)塊32在區(qū)域310中的 位置相對應(yīng)。只有最常出現(xiàn)的移動向量出現(xiàn)的頻率超過一臨界值，例如為5 0% 時以最常出現(xiàn)的移動向量做為時間域參考移動向量PT?；蛘邥r間域參考移動向量提供單元240僅對區(qū)域410中相關(guān)于部分區(qū)塊 的統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果來找出時間域參考移動向量PT。例如 時間域參考移動向量提供單元240僅對區(qū)域410中相對于區(qū)塊32的一誤差 數(shù)值夠小的區(qū)塊的統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析。其中，時間域參考移動向量提供單元 240例如經(jīng)由絕對差值求和(Sum of Absolute Differences, SADs)函數(shù)來找 出區(qū)域410中各區(qū)塊相對于區(qū)塊32的誤差數(shù)值。
此外，時間域參考移動向量提供單元240還可增加區(qū)域410中多種特定 區(qū)塊的權(quán)重，以提升時間域參考移動向量PT的精確度。例如，時間域參考 移動向量提供單元240可提升位于影像邊界的區(qū)塊的權(quán)重。
而運動估測單元220用以根據(jù)空間域參考移動向量PS及時間域參考移 動向量PT來產(chǎn)生其移動向量MV。例如，運動估測單元220可^f艮據(jù)空間域及 時間域參考移動向量PS及PT來找出多個對應(yīng)的區(qū)塊，并以其分別與區(qū)塊32 進(jìn)行區(qū)塊比對(Block Matching)的方式來找出移動向量MV。
請參考圖4,其為示出了本實施例的運動估測方法的流程圖，以得到區(qū) 塊32的移動向量MV。首先，如步驟402，接收區(qū)塊32的空間域參考移動向 量PS,其例如為與區(qū)塊32相鄰的區(qū)塊的移動向量，例如為區(qū)塊32的左下方 及右下方的區(qū)塊34及36。
接著，如步驟404，接收區(qū)塊32的時間域參考移動向量PT，其例如根 據(jù)統(tǒng)計幀畫面40的區(qū)域410中各區(qū)塊的移動向量來得到時間域參考移動向 量PT。其中區(qū)域410例如包括與區(qū)塊32具有對應(yīng)位置的區(qū)塊42。例如，以 最常出現(xiàn)的移動向量做為時間域移動向量PT。其中，只有最常出現(xiàn)的移動向 量出現(xiàn)的頻率超過一臨界值，例如為50°/。時以最常出現(xiàn)的移動向量做為時間 域參考移動向量PT。
或者可根據(jù)區(qū)域410中相關(guān)于部分區(qū)塊的統(tǒng)計結(jié)果來得到時間域參考移 動向量PT。例如僅對區(qū)域410中相對于區(qū)塊32的一誤差數(shù)值夠小的區(qū)塊的 統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析。其中，時間域參考移動向量提供單元240例如經(jīng)由絕對 差值求和函數(shù)來找出區(qū)域410中各區(qū)塊相對于區(qū)塊32的誤差數(shù)值。
此外，亦可通過提升區(qū)域410中的特定區(qū)塊，例如區(qū)域410中位于影像 邊界的區(qū)塊的權(quán)重以提升對應(yīng)的時間域參考移動向量的精準(zhǔn)性。
之后，如步驟406，運動估測單元220根據(jù)區(qū)塊32的空間域參考移動向 量PS及其時間域參考移動向量PT來產(chǎn)生區(qū)塊32的移動向量MV。例如，可根據(jù)空間域及時間域參考移動向量PS及PT來找出多個對應(yīng)的區(qū)塊，并以其
分別與區(qū)塊32進(jìn)行區(qū)塊比對(Block Matching)的方式來找出移動向量MV。
本實施例雖僅以位于區(qū)塊32的左下方及右下方的區(qū)塊34及36的移動 向量來做為區(qū)塊32的空間域參考移動向量PS為例作說明，然而，本實施例 的運動估測系統(tǒng)200并不局限以上述區(qū)塊的移動向量來做為空間域參考移動 向量PS，而更多、更少或其它位置的區(qū)塊的移動向量亦可做為空間域參考移 動向量PS。
本實施例雖僅以幀畫面30及40劃分為以2*3的矩陣排列的區(qū)域 310-360及410-460的操作為例作說明，然而，本實施例的幀畫面30及40 并不局限于上述的區(qū)域劃分方法，而更可將幀畫面30及40經(jīng)由其它形式來 劃分。例如，可將幀畫面30及40劃分為以2*4矩陣排列的區(qū)域或根據(jù)其上 的物體來將幀畫面30及40劃分為不規(guī)則型態(tài)的區(qū)域。
本實施例的三維遞歸運動估測系統(tǒng)及其方法以通過對各區(qū)域的移動向 量統(tǒng)計結(jié)果來得到時間域移動向量PT,并以其找出區(qū)塊32的移動向量MV。 如此，即便在區(qū)塊42周圍的區(qū)塊的移動向量估計錯誤，本實施例的時間域 移動向量PT及移動向量MV發(fā)生錯誤的機(jī)率也可不受影響并具有較高的可靠 程度。
此外，由于本實施例的三維遞歸運動估測系統(tǒng)及其方法將幀畫面劃分為 若干個區(qū)域來進(jìn)行移動向量的統(tǒng)計，并僅需儲存與區(qū)域數(shù)目實質(zhì)上相等的時 間域參考移動向量來對目標(biāo)區(qū)塊的移動向量進(jìn)行估測。如此，本實施例的三 維遞歸運動估測系統(tǒng)的內(nèi)存成本可有效地降低。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實施例揭露如上，但其并非用以限定 本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以作 若干的更改與修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種三維遞歸的運動估測系統(tǒng)，用以計算一幀畫面中一目前區(qū)塊的一移動向量，該移動量估測系統(tǒng)包括一空間域參考移動向量提供單元，用以選擇該目前區(qū)塊周圍至少一相鄰區(qū)塊的至少一移動向量來做為并輸出一空間域參考移動向量；一時間域參考移動向量提供單元，用以選擇前一個幀畫面中一對應(yīng)區(qū)域中多個區(qū)塊的多個移動向量中至少一最常出現(xiàn)的移動向量來做為并提供一時間域參考移動向量，該對應(yīng)區(qū)域包含一先前區(qū)塊，該先前區(qū)塊與該目前區(qū)塊具有對應(yīng)的位置；以及一運動估測單元，用以根據(jù)該至少一空間域參考移動向量及該至少一時間域參考移動向量來找出該移動向量。
2. 如權(quán)利要求1所述的三維運動估測系統(tǒng)，其中該至少一相鄰區(qū)塊為 J立于該目前區(qū)塊的左下方或右下方的區(qū)塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的運動估測系統(tǒng)，其中該時間域參考移動向量提 供單元還用以分析該對應(yīng)區(qū)域中全部區(qū)塊的移動向量的 一統(tǒng)計結(jié)果，并選擇 該最常出現(xiàn)的移動向量做為該時間域參考移動向量。
4. 如權(quán)利要求1所述的運動估測系統(tǒng)，其中該時間域參考移動向量提 供單元用以分析該對應(yīng)區(qū)域中多個特定區(qū)塊的移動向量的一統(tǒng)計結(jié)果，并選 擇該最常出現(xiàn)的移動向量做為該肘間域參考移動向量，其中這些特定區(qū)塊相 對于該目前區(qū)塊的絕對差值求和數(shù)值為夠小。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的運動估測系統(tǒng)，其中只有當(dāng)該最常出現(xiàn)的 移動向量的出現(xiàn)頻率夠高時以該最常出現(xiàn)的移動向量做為該時間域參考移 動向量。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的運動估測系統(tǒng)，其中當(dāng)該時間域參考移動向量提供單元對該統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析時加重位于影像邊緣的區(qū)塊的權(quán)重。
7. —種三維遞歸的運動估測尋找方法，用以^是供一目前幀畫面的一區(qū)塊的一移動向量，該運動估測尋找方法包括選擇一目前幀畫面中的至少一相鄰區(qū)塊的至少一移動向量做為一空間域參考移動向量；提供一時間域參考移動向量；以及根據(jù)該空間域參考移動向量及該時間域參考移動向量來估測該移動向量；其中，以前一個幀畫面中 一對應(yīng)區(qū)域的多個區(qū)塊的多個移動向量中至少 一最常出現(xiàn)的移動向量做為該時間域參考移動向量，該對應(yīng)區(qū)域包含一先前 區(qū)塊，該先前區(qū)塊與該目前區(qū)塊具有對應(yīng)的位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的運動估測尋找方法，其中該至少一相鄰區(qū)塊為位于該目前區(qū)塊的左下方或右下方的區(qū)塊。
9. 如權(quán)利要求7所述的運動估測尋找方法，其中分析該對應(yīng)區(qū)域中全部區(qū)塊的移動向量的一統(tǒng)計結(jié)果，并選擇該最常出現(xiàn)的移動向量做為該時間 域參考移動向量。
10. 如權(quán)利要求7所述的運動估測尋找方法，其中分析該對應(yīng)區(qū)域中多 個特定區(qū)塊的移動向量的一統(tǒng)計結(jié)果，并選擇該最常出現(xiàn)的移動向量做為該 時間域參考移動向量，其中這些特定區(qū)塊相對于該目前區(qū)塊的絕對差值求和 數(shù)值為最小。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的運動估測尋找方法，其中只有當(dāng)該最常 出現(xiàn)的移動向量的出現(xiàn)頻率夠高時系以該最常出現(xiàn)的移動向量做為該時間 域參考移動向量。
12. 如權(quán)利要求9或10所述的運動估測尋找方法，其中當(dāng)該時間域參 考移動向量提供單元對該統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析時加重位于影像邊緣的區(qū)塊的 權(quán)重。
全文摘要
一種三維遞歸的運動估測尋找方法，用以提供目前幀畫面的區(qū)塊的移動向量，運動估測尋找方法包括下列的步驟。首先，選擇目前幀畫面中相鄰區(qū)塊的移動向量做為空間域參考移動向量。接著，提供時間域參考移動向量。之后，根據(jù)空間域及時間域參考移動向量來估測移動向量。其中，以前一個幀畫面中對應(yīng)區(qū)域的多個區(qū)塊的多個移動向量中最常出現(xiàn)的移動向量做為時間域參考移動向量。對應(yīng)區(qū)域包含先前區(qū)塊，其與目前區(qū)塊具有對應(yīng)的位置。
文檔編號H04N7/26GK101304527SQ20071010325
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者張芳甄 申請人:奇景光電股份有限公司