專(zhuān)利名稱(chēng)：三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)偵測(cè)(motion detection)的方法，特別是涉及一種應(yīng)用于NTSC三維梳型濾波視訊解碼器(3D comb filter video decoder)的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法(METHOD OF MOTIONDETECTION FOR 3D COMB FILTER VIDEO DECODER)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代生活中，人們已經(jīng)不需要出門(mén)即可看見(jiàn)許多事物。譬如電視機(jī)，人們可以藉由電視臺(tái)將風(fēng)景、新聞事件、戲劇表演等畫(huà)面?zhèn)魉椭良抑械碾娨暀C(jī)；或是社區(qū)監(jiān)視系統(tǒng)，人們可收看家中監(jiān)視器畫(huà)面即可通過(guò)攝影機(jī)而知道外面狀況。上述的各種視訊系統(tǒng)各有不同的功能與目的，但是均須將視訊訊號(hào)從發(fā)送方傳送給接收方。
色彩是由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三原色所組成，因此直觀上發(fā)送方欲傳送視訊畫(huà)面，就把R、G、B色彩信息轉(zhuǎn)換為電氣訊號(hào)傳送出去即可。然而傳輸頻寬有限，為節(jié)省傳輸頻寬就必須利用特殊方式將R、G、B色彩資料轉(zhuǎn)換成亮度(luma)和彩度(chroma)的資料。例如Y(亮度)、U(彩度)、V(彩度)資料即是將R、G、B資料轉(zhuǎn)換成亮度和彩度資料的其中一例。R、G、B資料與Y、U、V資料的關(guān)系為Y＝0.299R+0.587G+0.114B；U＝0.493(B-Y)；V＝0.877(R-Y)。Y式中R、G、B的加權(quán)值代表人類(lèi)視覺(jué)對(duì)三原色的感受程度。U和V分別代表去除了亮度后的藍(lán)色和紅色。對(duì)于白色光(即R＝G＝B)，U和V的值皆為0(表示無(wú)色差)。
在訊號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，必須先將彩度資料調(diào)制于副載波訊號(hào)(subcarrier)上再和亮度資料混合。如(美國(guó))國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(National Television Standards Committee，NTSC)所制定的NTSC標(biāo)準(zhǔn)，即是將Y、U、V資料調(diào)制成Y+U*sin(ωt)+V*cos(ωt)的復(fù)合彩色電視訊號(hào)(composite signal)后進(jìn)行傳送。其中ω＝2π*Fsc，F(xiàn)sc為副載波訊號(hào)頻率(subcarrier frequency)。
接收方接收到復(fù)合彩色電視訊號(hào)后，須先將其取樣(sample)。一般梳型濾波器(comb filter)會(huì)以四倍Fsc的頻率去取樣復(fù)合彩色電視訊號(hào)，如此NTSC每條水平線可得910個(gè)取樣點(diǎn)(sample point)。NTSC一個(gè)畫(huà)框(frame)有525條水平線，故有910*525＝477750個(gè)取樣點(diǎn)。因?yàn)檎麄€(gè)畫(huà)框的取樣點(diǎn)數(shù)并不是水平線的整數(shù)倍，所以在不同的取樣位置會(huì)出現(xiàn)不同程度的相位差值(phase error)。
一般而言，視訊解碼器(TV decoder)的技術(shù)中最困難的部分就是亮度與彩度分離。亮度/彩度分離的效果好壞，影響視訊解碼器的譯碼品質(zhì)。所以目前對(duì)于高品質(zhì)影像需求的應(yīng)用中，大多采用三維梳型濾波器(3D combfilter)技術(shù)來(lái)達(dá)成亮度/彩度分離。
當(dāng)要對(duì)復(fù)合彩色電視訊號(hào)作三維梳型濾波時(shí)，首先須將復(fù)合彩色電視訊號(hào)以相位角度每隔90度取樣一次。以NTSC而言，取樣相位(sample phase)在0、0.5π、π及1.5π時(shí)分別可以得到Y(jié)+V、Y+U、Y-V即Y-U。請(qǐng)參閱圖1所示，是說(shuō)明NTSC系統(tǒng)中畫(huà)框的取樣結(jié)果(部分)的示意圖。圖中縱軸表示水平線line在畫(huà)框中的位置x，橫軸則表示畫(huà)素在水平線中的位置y。二個(gè)取樣數(shù)據(jù)若分別屬于相鄰畫(huà)框中但為相同的對(duì)應(yīng)位置時(shí)，因?yàn)橄嗖?77750個(gè)取樣點(diǎn)(4的倍數(shù)余2)，因此二者相位會(huì)剛好差180度。前述相鄰畫(huà)框的取樣關(guān)系亦可以圖1進(jìn)行說(shuō)明，但是須將圖中縱軸坐標(biāo)改視為畫(huà)框frame的序號(hào)m即可(此時(shí)縱軸即為時(shí)間軸)。
請(qǐng)參閱圖2A所示，是現(xiàn)有習(xí)知的三維梳型濾波器的方塊圖。一般現(xiàn)有的三維梳型濾波器包含多畫(huà)框亮度/彩度分離器(inter-frame Y/Cseparator)210、二維亮度/彩度分離器(intra-field Y/C separator，即一般俗稱(chēng)的二維梳型濾波器)220、移動(dòng)偵測(cè)器(motion detector)230、記憶體240以及混和器(mixer)250。復(fù)合彩色電視訊號(hào)(composite videosignal)201是經(jīng)過(guò)取樣后的復(fù)合彩色電視訊號(hào)，F(xiàn)m+1代表此復(fù)合彩色電視訊號(hào)201為第m+1個(gè)畫(huà)框的復(fù)合彩色電視訊號(hào)。記憶體240暫存復(fù)合彩色電視訊號(hào)201并提供復(fù)合彩色電視訊號(hào)202與復(fù)合彩色電視訊號(hào)205(Fm代表第m個(gè)畫(huà)框的復(fù)合彩色電視訊號(hào))。二維亮度/彩度分離器220接收復(fù)合彩色電視訊號(hào)205，并利用畫(huà)框Fm中各畫(huà)素間的空間關(guān)聯(lián)性來(lái)進(jìn)行亮度/彩度分離并輸出分離視訊訊號(hào)(separated video signal)221。
一般動(dòng)態(tài)視訊訊號(hào)(motion video signal)即采用二維亮度/彩度分離器220完成亮度與彩度分離工作。但是二維亮度/彩度分離器220處理靜態(tài)視訊訊號(hào)(still video signal)時(shí)會(huì)造成邊緣模糊等缺點(diǎn)。為了增進(jìn)畫(huà)質(zhì)，所以一般都會(huì)將靜態(tài)視訊訊號(hào)交給多畫(huà)框亮度/彩度分離器210處理?，F(xiàn)有習(xí)知的多畫(huà)框亮度/彩度分離器210同時(shí)接收畫(huà)框Fm+1與畫(huà)框Fm的復(fù)合彩色電視訊號(hào)，并利用相鄰的畫(huà)框Fm+1與畫(huà)框Fm中各相對(duì)應(yīng)的畫(huà)素間的時(shí)間關(guān)聯(lián)性來(lái)進(jìn)行亮度/彩度分離并輸出分離視訊訊號(hào)211。判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)201是動(dòng)態(tài)(motion)或靜態(tài)(still)的工作則由移動(dòng)檢測(cè)器(motion detector)230負(fù)責(zé)。現(xiàn)有習(xí)知的移動(dòng)檢測(cè)器230接收復(fù)合彩色電視訊號(hào)201與亮度資料221a(由分離視訊訊號(hào)221提供)，利用亮度資料221a與復(fù)合彩色電視訊號(hào)201計(jì)算二畫(huà)框間的亮度差與彩度差，且利用此亮度差與彩度差判定畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)并輸出選擇訊號(hào)231?；旌推?50即依選擇訊號(hào)231選擇分離視訊訊號(hào)221、分離視訊訊號(hào)211或依預(yù)定比例將二者混和，并輸出分離視訊訊號(hào)251。
移動(dòng)檢測(cè)器230是三維梳型濾波器最重要的部分。錯(cuò)誤地將動(dòng)態(tài)判斷為靜態(tài)，會(huì)合成明顯的錯(cuò)誤畫(huà)面；但若過(guò)于保守地將大部分情形判斷為動(dòng)態(tài)，則3D的效果又會(huì)大打折扣。現(xiàn)有習(xí)知的移動(dòng)偵測(cè)的方法，是分別求出前一個(gè)畫(huà)框與目前這個(gè)畫(huà)框的亮度/彩度值，比較其差異。請(qǐng)參閱圖2B所示，是現(xiàn)有習(xí)知的三維梳型濾波器的移動(dòng)檢測(cè)器的方塊圖。對(duì)于NTSC而言，復(fù)合彩色電視訊號(hào)201經(jīng)過(guò)低通濾波器(low pass filter，LPF)260后可得到近似亮度資料232的值，再經(jīng)過(guò)畫(huà)框緩沖器291延遲(delay)一個(gè)畫(huà)框后即獲得前一個(gè)畫(huà)框的亮度資料233。將現(xiàn)在畫(huà)框的亮度資料232與前一個(gè)畫(huà)框的亮度資料233相比，獲得亮度差值(luma difference)234。另外復(fù)合彩色電視訊號(hào)201經(jīng)過(guò)帶通濾波器(band pass filter，BPF)270后再減掉亮度資料221a(由二維亮度/彩度分離器220算出來(lái)的分離視訊訊號(hào)221中所提供)，可得到彩度資料236，再經(jīng)過(guò)畫(huà)框緩沖器292、293延遲兩個(gè)訊框而獲得前二個(gè)畫(huà)框的彩度資料238。將現(xiàn)在畫(huà)框的彩度資料236與前二個(gè)畫(huà)框的彩度資料238相減，獲得彩度差值(chroma difference)239。檢測(cè)電路280有了亮度差值234與彩度差值239之后，取其大者為移動(dòng)特征值(motion factor)。
一般在判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)201的動(dòng)/靜狀態(tài)時(shí)，常將移動(dòng)特征值與預(yù)設(shè)的臨界(threshold)值做一比較，若移動(dòng)特征值明顯大于臨界值，則判斷為動(dòng)態(tài)，此時(shí)檢測(cè)電路280輸出選擇訊號(hào)231以使用二維亮度/彩度分離器220。如果移動(dòng)特征值明顯小于臨界值，則可認(rèn)定當(dāng)時(shí)為靜態(tài)，此時(shí)檢測(cè)電路280輸出選擇訊號(hào)231以使用多畫(huà)框亮度/彩度分離器210以增進(jìn)畫(huà)質(zhì)。若移動(dòng)特征值位于臨界值附近，貿(mào)然判定為動(dòng)態(tài)或是靜態(tài)都是不太妥當(dāng)?shù)男袨?，一般都是將二維亮度/彩度分離器220及多畫(huà)框亮度/彩度分離器210各自算出的亮度/彩度資料以適當(dāng)比例混和，來(lái)處理這種灰色地帶的情形。因此，移動(dòng)特征值計(jì)算的方式愈不收斂，則灰色地帶的范圍必然愈大，從三維梳型濾波器所得到的好處就愈少。
現(xiàn)有習(xí)知的移動(dòng)偵測(cè)的方法，是先以二維亮度/彩度分離的方法計(jì)算出亮度/彩度資料，再與先前畫(huà)框的亮度/彩度資料作比較，然后依照該比較結(jié)果決定最后要輸出的亮度/彩度資料。這里就產(chǎn)生了一個(gè)“雞生蛋、蛋生雞”的問(wèn)題。如果一開(kāi)始就可以二維亮度/彩度分離的方法正確地分離出亮度/彩度資料，就不需要三維梳型濾波器了，當(dāng)然也就不必去計(jì)算移動(dòng)特征值了?？墒侨绻婚_(kāi)始計(jì)算出來(lái)的亮度/彩度資料是有誤差的，那么用有誤差的亮度/彩度資料去計(jì)算出來(lái)的移動(dòng)特征值當(dāng)然也會(huì)有誤差。然后用有誤差的移動(dòng)特征值去決定最終的亮度/彩度資料，其正確性自然要打折扣。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法的缺陷，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。
有鑒于上述現(xiàn)有的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法存在的缺陷，而提供一種新的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可提供一種應(yīng)用于NTSC系統(tǒng)的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，采用原始的復(fù)合彩色電視訊號(hào)(composite video signal)作為移動(dòng)偵測(cè)的依據(jù)，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，適用于一NTSC系統(tǒng)，該方法包括下列步驟取樣一復(fù)合彩色電視訊號(hào)，以獲得并暫存多數(shù)個(gè)取樣資料FmPx，y，其中FmPx，y代表該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第m個(gè)畫(huà)框的第x行的第y個(gè)畫(huà)素的取樣資料，而m，x，y為大于等于0的正整數(shù)；以及利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm-1Px，y以及Fm-2Px，y來(lái)判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)的步驟，包括下列步驟利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm-1Px，y以及Fm-2Px，y來(lái)計(jì)算并獲得多數(shù)個(gè)最大差值MDx，y，其中MDx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的最大差值；任選4個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值并計(jì)算其平均值，以獲得多數(shù)個(gè)移動(dòng)特征值MFx，y，其中MFx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值；以及檢測(cè)MFx，y，以判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的取樣該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的步驟是以該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中的一副載波訊號(hào)的4倍頻率來(lái)取樣，且是在該副載波訊號(hào)相位為0、0.5π、π及1.5π時(shí)做取樣。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的計(jì)算MDx，y是依據(jù)算式MDx，y＝Max{|FmPx，y-Fm-2Px，y|，|Fm+1Px，y-Fm-1Px，y|}。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的獲得MFx，y的步驟，包括下列的步驟任選包含MDx，y的4個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值并計(jì)算其平均值，獲得多數(shù)個(gè)平均最大差值A(chǔ)MDx，h，其中AMDx，h代表第x行的第h個(gè)畫(huà)素的平均最大差值，h為正整數(shù)，其計(jì)算是依據(jù)算式AMDx，h＝(MDx，h+MDx，h+1+MDx，h+2+MDx，h+3)/4；以及自該些平均最大差值中取其最小值，并獲得一移動(dòng)特征值MFx，y，其中MFx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的自該些平均最大差值中取其最小值并獲得MFx，y的步驟，是依據(jù)算式MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-1，AMDx，y-2，AMDx，y-3)。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的自該些平均最大差值中取其最小值并獲得MFx，y的步驟，是依據(jù)算式MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-3)。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的檢測(cè)MFx，y以判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)的步驟，包括下列步驟提供一臨界值；以及比較MFx，y及該臨界值，當(dāng)MFx，y大于該臨界值時(shí)即判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素為動(dòng)態(tài)，反之則為靜態(tài)。
前述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中所述的該些移動(dòng)特征值MFx，y是第m個(gè)畫(huà)框的移動(dòng)特征值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，應(yīng)用于NTSC系統(tǒng)，此方法首先取樣復(fù)合彩色電視訊號(hào)，以獲得并暫存多個(gè)取樣資料FmPx，y，其中FmPx，y代表復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第m個(gè)畫(huà)框的第x行的第y個(gè)畫(huà)素的取樣資料，而m，x，y為大于等于0的正整數(shù)。然后利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm-1Px，y以及Fm-2Px，y來(lái)判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，上述的判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)的步驟，包括下述各步驟。首先利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm-1Px，y以及Fm-2Px，y來(lái)計(jì)算并獲得多個(gè)最大差值MDx，y，其中MDx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的最大差值。然后任選4個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值并計(jì)算其平均值，以獲得多個(gè)移動(dòng)特征值MFx，y，其中MFx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值。最后檢測(cè)MFx，y，以判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其中取樣復(fù)合彩色電視訊號(hào)的步驟是以復(fù)合彩色電視訊號(hào)中的副載波訊號(hào)的4倍頻率來(lái)取樣，且是在副載波訊號(hào)相位為0、0.5π、π及1.5π時(shí)做取樣。此時(shí)計(jì)算MDx，y是依據(jù)算式MDx，y＝Max{|FmPx，y-Fm-2Px，y|，|Fm+1Px，y-Fm-1Px，y|}。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，上述的獲得MFx，y的步驟，包括下列各步驟。首先任選包含MDx，y的4個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值并計(jì)算其平均值，獲得多數(shù)個(gè)平均最大差值A(chǔ)MDx，h，其中AMDx，h代表第x行的第h個(gè)畫(huà)素的平均最大差值，h為正整數(shù)。其計(jì)算是依據(jù)算式AMDx，h＝(MDx，h+MDx，h+1+MDx，h+2+MDx，h+3)/4。然后自相鄰數(shù)個(gè)平均最大差值中取其最小值，并獲得一移動(dòng)特征值MFx，y，其中MFx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值。以算式表示例如MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-1，AMDx，y-2，AMDx，y-3)，或者例如MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-3)等，皆符合本發(fā)明技術(shù)方案的精神。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，上述的檢測(cè)MFx，y以判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)的步驟，包括下列各步驟。首先提供一臨界值。然后比較MFx，y及臨界值，當(dāng)MFx，y大于臨界值時(shí)即判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素為動(dòng)態(tài)，反之則為靜態(tài)。其中移動(dòng)特征值MFx，y例如為第m個(gè)畫(huà)框的移動(dòng)特征值。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明因?yàn)橹苯右罁?jù)未做亮度/彩度分離的復(fù)合彩色電視訊號(hào)做移動(dòng)偵測(cè)，因此可以非常精準(zhǔn)地判斷移動(dòng)程度，而使三維梳型濾波視訊解碼器的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。
綜上所述，本發(fā)明新穎特殊的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，可提供一種應(yīng)用于NTSC系統(tǒng)的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，采用原始的復(fù)合彩色電視訊號(hào)(composite video signal)作為移動(dòng)偵測(cè)的依據(jù)，從而更加適于實(shí)用。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類(lèi)方法中未見(jiàn)有類(lèi)似的設(shè)計(jì)公開(kāi)發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在方法上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。


圖1是說(shuō)明NTSC系統(tǒng)中畫(huà)框的取樣結(jié)果(部分)示意圖。
圖2A是現(xiàn)有習(xí)知的三維梳型濾波器的方塊圖。
圖2B是現(xiàn)有習(xí)知的三維梳型濾波器的移動(dòng)檢測(cè)器方塊圖。
圖3是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例繪示的一種NTSC三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)方法的流程圖。
圖4是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例所繪示的一種NTSC三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)方法的應(yīng)用系統(tǒng)方塊圖。
201、202、205、401、402、403、404、405復(fù)合彩色電視訊號(hào)210、410多畫(huà)框亮度/彩度分離器(inter-frame Y/C separator)221、211、251、411、421、451分離視訊訊號(hào)(separated video signal)220、420二維亮度/彩度分離器(intra-field Y/C separator)221a分離視訊訊號(hào)221中的亮度資料230、430移動(dòng)檢測(cè)器(motion detector)231、431選擇訊號(hào)232、233亮度資料234亮度差值236、238彩度資料239彩度差值240、440記憶體(內(nèi)存)250、450混和器(mixer)260低通濾波器270高通濾波器280檢測(cè)電路291、292、293畫(huà)框緩沖器S301取樣復(fù)合彩色電視訊號(hào)，獲得取樣資料FmPx，yS302計(jì)算最大差值MDx，yS303計(jì)算左平均最大差值A(chǔ)MDLx，yS304計(jì)算右平均最大差值A(chǔ)MDRx，yS305計(jì)算移動(dòng)特征值MFx，yS306提供臨界值S307比較MFx，y與臨界值大小
S308判定畫(huà)素為動(dòng)態(tài)S309判定畫(huà)素為靜態(tài)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法其具體方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
圖3是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例繪示的一種NTSC三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)方法的流程圖。請(qǐng)同時(shí)參閱圖1以及圖3所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，步驟S301是取樣復(fù)合彩色電視訊號(hào)并獲得取樣資料FmPx，y，其中FmPx，y代表此復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第m個(gè)畫(huà)框的第x行的第y個(gè)畫(huà)素的取樣資料，而m，x，y為大于等于0的正整數(shù)。在本實(shí)施例中，NTSC系統(tǒng)例如以復(fù)合彩色電視訊號(hào)中的副載波訊號(hào)的4倍頻率來(lái)取樣，且是在副載波訊號(hào)相位為0、0.5π、π及1.5π時(shí)做取樣。
步驟S302，計(jì)算最大差值(max difference)MDx，y(MDx，y表示第x行的第y個(gè)畫(huà)素的最大差值)，其計(jì)算是依據(jù)算式MDx，y＝Max{|FmPx，y-Fm-2Px，y|，|Fm+1Px，y-Fm-1Px，y|}。在本實(shí)施例中，MDx，y例如為第m個(gè)畫(huà)框的最大差值。以圖1所示的NTSC系統(tǒng)(縱軸代表畫(huà)框frame，橫軸代表畫(huà)素pixel)為例，圖中第y個(gè)畫(huà)素于畫(huà)框m和前二個(gè)畫(huà)框m-2的值都是Y+U，而前一畫(huà)框m-1與后一畫(huà)框m+1都是Y-U。拿Y+U和Y+U相減取絕對(duì)值，再拿Y-U和Y-U相減取絕對(duì)值，這兩個(gè)絕對(duì)值中取較大者即可得到MDx，y。
然而，單單拿每個(gè)畫(huà)素的最大差值MDx，y當(dāng)作移動(dòng)特征值是不妥當(dāng)?shù)?，因?yàn)槊恳粋€(gè)取樣點(diǎn)(sample point)所代表的屬性是不一樣的。假設(shè)第m+1個(gè)畫(huà)框的每一個(gè)畫(huà)素都是紅色的，其余每個(gè)畫(huà)框的每一個(gè)畫(huà)素都是白色的。白色的亮度Y遠(yuǎn)比紅色的亮度Y來(lái)的大，而紅色的彩度V又遠(yuǎn)比白色的彩度V來(lái)的大，彩度U則是兩者略有差異，但差別不是很大。所以當(dāng)拿白色的Y+V跟紅色的Y+V相比時(shí)，其差值是很小的；但拿白色的Y-V跟紅色的Y-V去比，差值將特別的大。而分別去比Y+U與Y-U時(shí)，又會(huì)得到不同的差值。也就是說(shuō)，即使同樣是顏色A和顏色B去相比較，如果比的項(xiàng)目不同，會(huì)比出不同的差值。如果每個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值由每個(gè)畫(huà)素自行決定，則移動(dòng)特征值將會(huì)出現(xiàn)如正弦波的現(xiàn)象。因此必須以四個(gè)畫(huà)素為一組來(lái)決定最終的移動(dòng)特征值。
因此，在求出各個(gè)畫(huà)素的最大差值MDx，y之后，任取四個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值(其中包含目標(biāo)畫(huà)素的最大差值)并計(jì)算其平均值，在各平均值中選擇最小值作為移動(dòng)特征值。以算式表示AMDx，h＝(MDx，h+MDx，h+1+MDx，h+2+MDx，h+3)/4；MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-1，AMDx，y-2，AMDx，y-3)。其中AMDx，h表示第x行的第h個(gè)畫(huà)素的平均最大差值(average of max difference)，MFx，y表示第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值。本實(shí)施例中僅以左平均最大差值A(chǔ)MDLx，y(即AMDx，y-3)與右平均最大差值A(chǔ)MDRx，y(即AMDx，y)為范例，分別計(jì)算AMDLx，y(步驟S303)與AMDRx，y(步驟S304)。再?gòu)腁MDLx，y和AMDRx，y當(dāng)中取較小者作為移動(dòng)特征值(步驟S305)，以算式表示MFx，y＝Min(AMDLx，y，AMDRx，y)。之所以要取較小者的原因，是因?yàn)楫?huà)素Px，y(表示第x行的第y個(gè)畫(huà)素)可能是位于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)物的邊緣上，而畫(huà)素Px，y的移動(dòng)特征值又會(huì)受到左右共7個(gè)畫(huà)素的影響。如果畫(huà)素Px，y本身是靜態(tài)的，當(dāng)然不希望它被左右鄰點(diǎn)干擾而誤判為動(dòng)態(tài)的。因此，在各平均最大差值中選擇最小值作為移動(dòng)特征值才是正確的。
在判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)前，需先提供一臨界值(threshold)(步驟S306)。將移動(dòng)特征值與預(yù)設(shè)的臨界值相比較(步驟S307)，若移動(dòng)特征值明顯大于臨界值，則判斷為動(dòng)態(tài)(步驟S308)，如果移動(dòng)特征值明顯小于臨界值，則可認(rèn)定當(dāng)時(shí)為靜態(tài)(步驟S309)。
綜合上述三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，在此依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例以系統(tǒng)方塊圖更清楚說(shuō)明本發(fā)明的應(yīng)用例。圖4是依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例所繪示一種NTSC三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)方法的應(yīng)用系統(tǒng)方塊圖。請(qǐng)參閱圖4，應(yīng)用本發(fā)明的三維梳型濾波器范例包含多畫(huà)框亮度/彩度分離器(inter-frame Y/C separator)410、二維亮度/彩度分離器(intra-field Y/C separator，即一般俗稱(chēng)的二維梳型濾波器)420、移動(dòng)檢測(cè)器(motion detector)430、記憶體440以及混和器(mixer)450，其中移動(dòng)檢測(cè)器430即具有本發(fā)明的功能。復(fù)合彩色電視訊號(hào)(composite video signal)401是經(jīng)過(guò)取樣后的復(fù)合彩色電視訊號(hào)，F(xiàn)m+1代表此復(fù)合彩色電視訊號(hào)401為第m+1個(gè)畫(huà)框的復(fù)合彩色電視訊號(hào)。記憶體440暫存復(fù)合彩色電視訊號(hào)401并提供復(fù)合彩色電視訊號(hào)402(第m個(gè)畫(huà)框Fm)、復(fù)合彩色電視訊號(hào)403(第m-1個(gè)畫(huà)框Fm-1)以及復(fù)合彩色電視訊號(hào)404(第m-2個(gè)畫(huà)框Fm-2)。記憶體440另提供復(fù)合彩色電視訊號(hào)405(第m個(gè)畫(huà)框Fm)。二維亮度/彩度分離器420接收復(fù)合彩色電視訊號(hào)405，并利用畫(huà)框Fm中各畫(huà)素間的空間關(guān)聯(lián)性來(lái)進(jìn)行亮度/彩度分離并輸出分離視訊訊號(hào)(separated video signal)421。
動(dòng)態(tài)視訊訊號(hào)(motion video signal)采用二維亮度/彩度分離器420完成亮度與彩度分離工作。為了增進(jìn)畫(huà)質(zhì)，所以將靜態(tài)視訊訊號(hào)(stillvideo signal)交給多畫(huà)框亮度/彩度分離器410處理。多畫(huà)框亮度/彩度分離器410同時(shí)接收復(fù)合彩色電視訊號(hào)中畫(huà)框Fm+1、Fm、Fm-1以及Fm-2的取樣資料，并利用相鄰畫(huà)框中各相對(duì)應(yīng)的畫(huà)素間的時(shí)間關(guān)聯(lián)性來(lái)進(jìn)行亮度/彩度分離并輸出分離視訊訊號(hào)411。判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)401是動(dòng)態(tài)(motion)或靜態(tài)(still)的工作則由移動(dòng)檢測(cè)器430負(fù)責(zé)。移動(dòng)檢測(cè)器530接收復(fù)合彩色電視訊號(hào)中畫(huà)框Fm+1、Fm、Fm-1以及Fm-2的取樣資料，據(jù)以判定畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)并輸出選擇訊號(hào)431，其判定方法如上述，在此不再贅述?；旌推?50即依選擇訊號(hào)431選擇分離視訊訊號(hào)421、分離視訊訊號(hào)411或依預(yù)定比例將二者混和，并輸出分離視訊訊號(hào)451。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，適用于一NTSC系統(tǒng)，其特征在于該方法包括下列步驟取樣一復(fù)合彩色電視訊號(hào)，以獲得并暫存多數(shù)個(gè)取樣資料FmPx，y，其中FmPx，y代表該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第m個(gè)畫(huà)框的第x行的第y個(gè)畫(huà)素的取樣資料，而m，x，y為大于等于0的正整數(shù)；以及利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm-1Px，y以及Fm-2Px，y來(lái)判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)的步驟，包括下列步驟利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm-1Px，y以及Fm-2Px，y來(lái)計(jì)算并獲得多數(shù)個(gè)最大差值MDx，y，其中MDx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的最大差值；任選4個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值并計(jì)算其平均值，以獲得多數(shù)個(gè)移動(dòng)特征值MFx，y，其中MFx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值；以及檢測(cè)MFx，y，以判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的取樣該復(fù)合彩色電視訊號(hào)的步驟是以該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中的一副載波訊號(hào)的4倍頻率來(lái)取樣，且是在該副載波訊號(hào)相位為0、0.5π、π及1.5π時(shí)做取樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的計(jì)算MDx，y是依據(jù)算式MDx，y＝Max{|FmPx，y-Fm-2Px，y|，|Fm+1Px，y-Fm-1Px，y|}。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的獲得MFx，y的步驟，包括下列步驟任選包含MDx，y的4個(gè)相鄰畫(huà)素的最大差值并計(jì)算其平均值，獲得多數(shù)個(gè)平均最大差值A(chǔ)MDx，h，其中AMDx，h代表第x行的第h個(gè)畫(huà)素的平均最大差值，h為正整數(shù)，其計(jì)算是依據(jù)算式AMDx，h＝(MDx，h+MDx，h+1+MDx，h+2+MDx，h+3)/4；以及自該些平均最大差值中取其最小值，并獲得一移動(dòng)特征值MFx，y，其中MFx，y代表第x行的第y個(gè)畫(huà)素的移動(dòng)特征值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的自該些平均最大差值中取其最小值并獲得MFx，y的步驟，是依據(jù)算式MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-1，AMDx，y-2，AMDx，y-3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的自該些平均最大差值中取其最小值并獲得MFx，y的步驟，是依據(jù)算式MFx，y＝Min(AMDx，y，AMDx，y-3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的檢測(cè)MFx，y以判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素的動(dòng)/靜狀態(tài)的步驟，包括下列步驟提供一臨界值；以及比較MFx，y及該臨界值，當(dāng)MFx，y大于該臨界值時(shí)即判定該復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第x行的第y個(gè)畫(huà)素為動(dòng)態(tài)，反之則為靜態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法，其特征在于其中所述的該些移動(dòng)特征值MFx，y是第m個(gè)畫(huà)框的移動(dòng)特征值。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種三維梳型濾波視訊解碼器中移動(dòng)偵測(cè)的方法。該方法是首先取樣復(fù)合彩色電視訊號(hào)，以獲得并暫存多個(gè)取樣資料FmPx，y，其中FmPx，y代表復(fù)合彩色電視訊號(hào)中第m個(gè)畫(huà)框的第x行的第y個(gè)畫(huà)素的取樣資料，而m，x，y為大于等于0的正整數(shù)。然后利用Fm+1Px，y、FmPx，y、Fm－1Px，y以及Fm－2Px，y來(lái)判定復(fù)合彩色電視訊號(hào)的動(dòng)/靜狀態(tài)。本發(fā)明因?yàn)橹苯右罁?jù)未做亮度/彩度分離的復(fù)合彩色電視訊號(hào)做移動(dòng)偵測(cè)，因此可以非常精準(zhǔn)地判斷移動(dòng)程度，而使三維梳型濾波視訊解碼器的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，從而更加適于實(shí)用。
文檔編號(hào)H04N11/00GK1635798SQ200310116080
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者單培明, 彭源智 申請(qǐng)人:凌陽(yáng)科技股份有限公司