專利名稱：可調(diào)式臨界值的幀種類檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種可調(diào)式臨界值的幀種類檢測(cè)方法。是以一可調(diào)的臨界值作為影像中的幀是交錯(cuò)式幀或順序式幀的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以避免因場(chǎng)差異過大所造成的幀種類判斷錯(cuò)誤，達(dá)到提高幀判斷的精確度的目的。
背景技術(shù)：
目前視頻畫面的影像由每秒傳送30個(gè)幀(frame)所組成，進(jìn)而產(chǎn)生連續(xù)的動(dòng)態(tài)影像，每一幀由多條掃描線組合而成(以National TelevisionSystem Committee；NTSC為例，傳送525條掃描線)，也就是每一幀利用1/30秒來傳送525條掃描線。
而上述視頻的幀目前可分為二種，分別為交錯(cuò)式幀(interlaced frame)及順序式(progressive frame)幀，其中交錯(cuò)式幀其掃描方式系將每一幀再分為頂圖場(chǎng)(top-field)及底圖場(chǎng)(bottom-field)，其中頂圖場(chǎng)為偶數(shù)的掃描線，底圖場(chǎng)則為奇數(shù)的掃描線，然后分成兩次分別掃描，如先掃描頂圖場(chǎng)再掃描底圖場(chǎng)后產(chǎn)生一完整的幀；而順序式(progressive)幀的掃描方式則為一次性傳送整個(gè)幀(Frame)所有的掃描線，然后一線一線順序掃描。
圖一(a)及圖一(b)分別為交錯(cuò)式幀10及順序式幀11的影像示意圖，由前述可知，由于交錯(cuò)式幀10的掃描方式為在不同的時(shí)間分別傳送頂圖場(chǎng)(偶數(shù)掃描線)及底圖場(chǎng)(奇數(shù)掃描線)，因此會(huì)在如圖一(a)中的方形影像100及三角形影像101的輪廓邊緣產(chǎn)生如梳狀的影像(一般稱為梳狀因子(comb factor))，分辨率較差，相對(duì)的畫面品質(zhì)亦較差；而由于順序式幀11為同時(shí)傳送整個(gè)幀，因此不會(huì)產(chǎn)生如圖一(a)中的梳狀因子。
由前述可知由于梳狀因子的產(chǎn)生對(duì)于分辨率有極大的影響，因此在輸出影像之前要進(jìn)行一檢測(cè)程序，以檢測(cè)輸入的幀為交錯(cuò)式幀還是順序式幀，若檢測(cè)為交錯(cuò)式幀，則畫面在輸出之前會(huì)有一解交錯(cuò)(deinterlacing)處理步驟以將梳狀因子消除，以獲得更佳的影像輸出質(zhì)量；若為順序式幀，則不需經(jīng)過解交錯(cuò)步驟而直接輸出影像。
傳統(tǒng)的檢測(cè)程序如圖二所示，首先在步驟201中，計(jì)數(shù)器設(shè)為零，輸入一可計(jì)算出像素梳狀因子值(comb factor)的幀函數(shù)式F(n)，接著進(jìn)行步驟202，將所有像素代入此幀函數(shù)式F(n)中，步驟203，對(duì)所有像素進(jìn)行掃描以計(jì)算像素的梳狀因子值(comb factor)，此梳狀因子值計(jì)算的數(shù)學(xué)公式將在下面描述；步驟204中，判斷每一像素的梳狀因子值是否大于臨界值，若大于臨界值，則進(jìn)入步驟205中，將計(jì)數(shù)器值加1；若梳狀因子值小于臨界值，則進(jìn)入步驟206，判斷是否為最后一幀像素的梳狀因子；若是，則進(jìn)入步驟207；若否，則重復(fù)步驟203至步驟206；步驟207，判斷計(jì)數(shù)器中數(shù)值是否小于臨界值，若計(jì)數(shù)器中數(shù)值小于臨界值時(shí)，則在步驟208判斷其幀種類為順序式幀，若計(jì)數(shù)器數(shù)值大于臨界值時(shí)，則進(jìn)入步驟209判斷其幀種類為交錯(cuò)式幀；最后，結(jié)束檢測(cè)程序。
圖三所示為圖二中步驟203計(jì)算一像素的梳狀因子值的幀像素示意圖，其中欲計(jì)算的像素30發(fā)生于圖中所示之X(坐標(biāo)(x，y))位置，且其像素值(pixel value)為“x”，而所示第一像素31與第二像素32為與像素30在不同圖場(chǎng)的鄰近像素，其中第一像素31的像素值為“b”、第二像素32之像素值為“e”，而其計(jì)算像素30梳狀因子值的公式為
梳狀因子(Comb Factor(x，y))＝(b-x)×(e-x)-(b-e)2雖然利用公式算出每一像素的梳狀因子值然后與一設(shè)定的固定臨界值作比較可判斷此像素是否為梳狀因子，最后再根據(jù)梳狀因子的總數(shù)(即計(jì)數(shù)器數(shù)目)可判斷出幀種類，但是此種方法也會(huì)造成誤判。其原因是由于梳狀因子的數(shù)目與頂場(chǎng)(top field)與底場(chǎng)(bottem field)的差異成比例關(guān)系，其差異的比例關(guān)系如圖四所示，大致呈一正比的線性關(guān)系；也就是說如果一交錯(cuò)式幀包含有慢動(dòng)作或較低頻率的對(duì)象，那么場(chǎng)差異值較小，相對(duì)而言梳狀因子數(shù)目也會(huì)較少。但若影像內(nèi)容較復(fù)雜時(shí)，例如影像中包含有如樹葉、碎石頭等較復(fù)雜的對(duì)象時(shí)，即使在頂場(chǎng)及底場(chǎng)間沒有時(shí)間差(亦即為順序式幀)，其所算出的梳狀因子的數(shù)目仍有可能會(huì)較大；因此，如果只使用一固定的臨界值作為判斷幀種類的依據(jù)，仍有可能會(huì)產(chǎn)生將一慢動(dòng)作或較低頻率的交錯(cuò)式幀誤判為順序式幀；或?qū)⒁豢靹?dòng)作或高頻率的順序式幀誤判為一交錯(cuò)式幀的可能，因而造成將交錯(cuò)式幀未經(jīng)解交錯(cuò)處理步驟即輸出，使影像輸出質(zhì)量受損。
為解決上述因使用固定臨界值而造成幀種類的誤判，提高影像種類判斷的正確率，本發(fā)明提出一種可調(diào)式臨界值的幀種類檢測(cè)方法來達(dá)到更精確地判斷交錯(cuò)式幀及順序式幀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種可調(diào)式臨界值的幀種類檢測(cè)方法。以影像中場(chǎng)差異的信息作一初步的判斷操作，然后根據(jù)場(chǎng)差異值動(dòng)態(tài)地調(diào)整計(jì)數(shù)器臨界值，作為影像中幀種類是屬于交錯(cuò)式幀(interlaced frame)或是順序式幀(progressive frame)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以排除場(chǎng)差異所造成的錯(cuò)誤判斷，并達(dá)到提高判斷幀種類精確度的目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法先設(shè)計(jì)數(shù)器為零，并在時(shí)間場(chǎng)n時(shí)輸入幀一函數(shù)式F(n)，然后計(jì)算出幀(frame)所在的場(chǎng)差異值；再與一設(shè)定的場(chǎng)差異上限值(Fi-th)比較；當(dāng)場(chǎng)差異值小于設(shè)定的場(chǎng)差異上限值(Fi-th)時(shí)，即可根據(jù)場(chǎng)差異值的信息動(dòng)態(tài)地設(shè)定計(jì)數(shù)器臨界值；然后算出幀中大于梳狀因子臨界值的梳狀因子數(shù)目并與該設(shè)定之計(jì)數(shù)器臨界值比較，并判斷其幀種類是屬于交錯(cuò)式幀或是順序式幀；以決定是否進(jìn)行解交錯(cuò)像素的步驟。
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)，現(xiàn)配合


如下。

圖一(a)為交錯(cuò)式幀的影像輸出示意圖；圖一(b)為順序式幀的影像輸出示意圖；圖二為現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)幀種類方法的流程示意圖；圖三為計(jì)算一像素的梳狀因子值的幀像素示意圖；圖四為梳狀因子數(shù)目與場(chǎng)差異值的示意圖；圖五為本發(fā)明的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法優(yōu)選實(shí)施例之一的流程示意圖；及圖六為本發(fā)明實(shí)施例將場(chǎng)差異值再細(xì)分為四個(gè)臨界值的示意圖。
符號(hào)說明10 交錯(cuò)式幀；100 方形影像；
101 三角形影像；11 順序式幀；30 像素；31 第一鄰近像素；32 第二鄰近像素；d1 第一場(chǎng)差異值；d2 第二場(chǎng)差異值；d3 第三場(chǎng)差異值；d4 第四場(chǎng)差異值；counter-th1 第一預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值；counter-th2 第二預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值；counter-th3 第三預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值；counter-th4 第四預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值；具體實(shí)施方式
圖五為本發(fā)明可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法的一優(yōu)選實(shí)施例流程示意圖，包括下列步驟首先，進(jìn)行步驟501，設(shè)定計(jì)數(shù)器為零，輸入一幀函數(shù)式F(n)，由于此幀函數(shù)式在現(xiàn)有技術(shù)中已涉及，在此不再贅敘。接著進(jìn)行步驟502，計(jì)算出幀(frame)在時(shí)間場(chǎng)n時(shí)的場(chǎng)差異值，其場(chǎng)差異值公式可為
其中，M及N分別代表幀(flame)的高度及寬度，F(xiàn)(x，2y，n)及F(x,2y+1，n)則分別代表其頂圖場(chǎng)及底圖場(chǎng)的像素值。
當(dāng)算出場(chǎng)差異值后，即進(jìn)入步驟503，將算出的場(chǎng)差異值與一設(shè)定的場(chǎng)差異上限值(Fi-th)比較；若場(chǎng)差異值大于或等于設(shè)定的場(chǎng)差異上限值時(shí)，即進(jìn)入步驟512，判定其為交錯(cuò)式幀；若場(chǎng)差異值小于設(shè)定的場(chǎng)差異上限值(Fi-th)時(shí)，即進(jìn)入步驟504，動(dòng)態(tài)地調(diào)整計(jì)數(shù)器臨界值，其調(diào)整方式將在下面進(jìn)行描述；接著，在步驟505中將幀中所有像素代入幀函數(shù)式F(n)中，并計(jì)算出所有像素的梳狀因子值506；于步驟507中判斷梳狀因子值是否大于或等于梳狀因子臨界值(comb TH)，若梳狀因子值大于或等于梳狀因子臨界值時(shí)，即將計(jì)數(shù)器加1(步驟508)，若梳狀因子值小于梳狀因子臨界值時(shí)，則進(jìn)入步驟509；步驟509，判斷是否為最后一像素，若是，即進(jìn)入步驟510；若否，則重復(fù)步驟506，繼續(xù)計(jì)算下一梳狀因子值；步驟510，判斷計(jì)數(shù)器數(shù)值是否小于或等于調(diào)整的計(jì)數(shù)器臨界值，若是，則判定其為順序式幀511，若否，則判定其為交錯(cuò)式幀512，最后，結(jié)束檢測(cè)流程。
在步驟504中，計(jì)數(shù)器臨界值的動(dòng)態(tài)調(diào)整，其一實(shí)施例如圖六所示，并參照?qǐng)D四，由圖四中可知場(chǎng)差異值的大小與梳狀因子數(shù)目的大小大致呈一線性的比例關(guān)系，因此，可將場(chǎng)差異值再細(xì)分為數(shù)個(gè)場(chǎng)差異數(shù)值以分出數(shù)個(gè)范圍，在本實(shí)施例中分為四個(gè)，分別為第一場(chǎng)差異值dl、第二場(chǎng)差異值d2、第三場(chǎng)差異值d3及第四場(chǎng)差異值d4；其中第一場(chǎng)差異值即為前述的場(chǎng)差異上限值(Fi-th)，當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第一場(chǎng)差異值d1與第二場(chǎng)差異值d2之問時(shí)，則其計(jì)數(shù)器的臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第一預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值(Counter-thl)，當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第二場(chǎng)差異值d2與第三場(chǎng)差異值d3之間時(shí)，則其計(jì)數(shù)器的臨界數(shù)值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第二預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值(Counter-th2)；當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第三場(chǎng)差異值d3與第四場(chǎng)差異值d4之間時(shí)，則其計(jì)數(shù)器的臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第三預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值(Counter-th3)；若計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第四場(chǎng)差異值d4與0之間時(shí)，則其計(jì)數(shù)器的臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第四預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值(Counter-th4)。
值得一提的是，將該場(chǎng)差異值與一場(chǎng)差異上限值比較可提供一快速的幀種類辨別方式，若場(chǎng)差異值未超過場(chǎng)差異上限值，須經(jīng)由圖五步驟504至步驟510來判斷此幀為交錯(cuò)式幀或?yàn)轫樞蚴綆坏魣?chǎng)差異超過場(chǎng)差異上限值，則可直接辨別為交錯(cuò)式幀而不需經(jīng)由圖五步驟504至步驟510的步驟。
以上為本發(fā)明可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明先計(jì)算出幀(frame)在時(shí)間n時(shí)的場(chǎng)差異值與一場(chǎng)差異上限值作一判斷比較，然后再動(dòng)態(tài)地調(diào)整計(jì)數(shù)器的臨界值，以改善對(duì)交錯(cuò)式幀或順序式幀的判斷，提高幀種類判斷的正確率。
綜上所述，充份表明本發(fā)明可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法在目的及功效上深富實(shí)施的進(jìn)步性，極具產(chǎn)業(yè)價(jià)值，且為目前市場(chǎng)上前所未見的新發(fā)明。
但以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)不能以之限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，例如計(jì)數(shù)器不僅能分成四個(gè)臨界值，更能依需要分成更多或更少個(gè)臨界值。即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的同等變化與修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式臨界值的幀種類檢測(cè)方法，包括輸入一幀；計(jì)算該幀在一時(shí)間場(chǎng)時(shí)的場(chǎng)差異值；根據(jù)該場(chǎng)差異值動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)數(shù)器臨界值；計(jì)算幀所有像素的梳狀因子值；判斷該梳狀因子值是否大于梳狀因子臨界值，若梳狀因子值大于梳狀因子臨界值時(shí)，即將計(jì)數(shù)器加一；根據(jù)計(jì)數(shù)器數(shù)值及該調(diào)整的計(jì)數(shù)器臨界值判斷出該幀種類；及結(jié)束檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法，根據(jù)該場(chǎng)差異值動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)數(shù)器臨界值的步驟，包括將該場(chǎng)差異值與一設(shè)定場(chǎng)差異上限值比較；若該場(chǎng)差異值大于或等于該設(shè)定場(chǎng)差異上限值時(shí)，即判定其為交錯(cuò)式幀；及若該場(chǎng)差異值小于該設(shè)定場(chǎng)差異上限值時(shí)，即動(dòng)態(tài)的調(diào)整計(jì)數(shù)器臨界值。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法，計(jì)算幀所有像素的梳狀因子值的步驟，是將該像素代入一幀函數(shù)式中，以計(jì)算出該像素的梳狀因子值。
4.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法，在根據(jù)計(jì)數(shù)器數(shù)值及該調(diào)整的計(jì)數(shù)器臨界值判斷出該幀種類的步驟中，若計(jì)數(shù)器數(shù)值大于該調(diào)整的計(jì)數(shù)器臨界值，則判定其為交錯(cuò)式幀，若小于該調(diào)整的計(jì)數(shù)器臨界值，則判定其為順序式幀。
5.如權(quán)利要求1或2項(xiàng)所述的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法，其中，該動(dòng)態(tài)調(diào)整計(jì)數(shù)器臨界值的步驟中包括將場(chǎng)差異臨界數(shù)值再細(xì)分為數(shù)個(gè)臨界值，且每一臨界值至其鄰近臨界值之間的范圍對(duì)應(yīng)至一預(yù)定的計(jì)數(shù)器臨界值；及根據(jù)該場(chǎng)差異值，設(shè)定其計(jì)數(shù)器臨界數(shù)值至對(duì)應(yīng)的預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值。
6.如權(quán)利要求5項(xiàng)所述的可調(diào)式臨界值幀種類檢測(cè)方法，其中，將場(chǎng)差異臨界值分為第一場(chǎng)差異值、第二場(chǎng)差異值、第三場(chǎng)差異值及第四場(chǎng)差異值，當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第一場(chǎng)差異值與第二場(chǎng)差異值之間時(shí)，則該計(jì)數(shù)器臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第一預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值，當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第二場(chǎng)差異值與第三場(chǎng)差異值之間時(shí)，則其計(jì)數(shù)器的臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第二預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值；當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第三場(chǎng)差異值與第四場(chǎng)差異值之間時(shí)，則其計(jì)數(shù)器臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第三預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值；當(dāng)計(jì)算出的場(chǎng)差異值介于第四場(chǎng)差異值與零值之間時(shí)，則其計(jì)數(shù)器臨界值動(dòng)態(tài)調(diào)整至第四預(yù)定計(jì)數(shù)器臨界值。
全文摘要
本發(fā)明為一種可調(diào)式臨界值的幀種類檢測(cè)方法，是根據(jù)影像中幀場(chǎng)差異值的信息動(dòng)態(tài)設(shè)定計(jì)數(shù)器臨界值，由此判斷影像中的幀種類是屬于交錯(cuò)式幀(interlaced frame)或是順序式幀(progressive frame)，以排除場(chǎng)差異所造成的判斷錯(cuò)誤，達(dá)到提高幀種類判斷的精確度的目的。
文檔編號(hào)H04N17/00GK1540994SQ0312790
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者林文國(guó), 劉曉明 申請(qǐng)人:矽統(tǒng)科技股份有限公司