專利名稱：位移向量估計的影片模式檢測裝置及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影片模式檢測的裝置及其方法，特別涉及一種利用位移預估(motion estimation)以判斷出一影片模式(film mode)的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的交錯式掃描(interlaced scanning)技術(shù)中，欲顯示出一影片的每一個影像幀時，實際上是將組成該幀的二個圖場作交錯顯示，此方式是利用到人眼的視覺暫留作用，因此不會感到有任何的異狀。該二個圖場，其中一個是由奇數(shù)掃描線所組成的奇圖場(oddfield)，另一個則是由偶數(shù)掃描線所組成的偶圖場(even field)。而新近的循序式掃描(progressivescarning)技術(shù)，又稱為非交錯式掃描(non-interlaced scanning)，則是先將兩個屬于同一幀的圖場先合并成為一個幀，再以加倍的水平掃描頻率依序掃描該幀，如此一來，畫面的品質(zhì)與穩(wěn)定度都會大幅提升。
正確的檢測出視訊數(shù)據(jù)的各圖場間彼此的關(guān)系，并依此判斷出該視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式(舉例來說，其是一3-2 pull down影片模式，或是一2-2 pull down影片模式)，并施以正確的去交錯化(例如合并兩個圖場)，如此的處理是必要的。
有關(guān)已知技術(shù)請參考美國專利第4982280號、第6580463號。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種利用位移預估以判斷出一種影片模式的影片模式檢測的裝置及其方法。
本發(fā)明提供一種利用位移預估以判斷出一種影片模式的方法及相關(guān)裝置，該方法包含有進行至少一位移預估與判斷步驟，以便在該視訊數(shù)據(jù)中接收兩圖場分別作為一第一圖場與一第二圖場；進行一目標像素位移預估與判斷步驟，以在該第一圖場內(nèi)劃分出至少一目標像素區(qū)域，并針對每一目標像素區(qū)域作位移預估與判斷，以根據(jù)位移預估的結(jié)果提供對應于該目標像素區(qū)域的一第一判斷值；再進行一圖場位移判斷步驟，以依據(jù)各目標像素區(qū)域?qū)牡谝慌袛嘀?，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第二判斷值。在進行各個位移預估與判斷步驟之后，依據(jù)以該視訊數(shù)據(jù)中的不同圖場分別作為輸入的第一圖場而得到的相對應的第二判斷值，判斷該視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式，以及該第一圖場該與何圖場合并。該影片模式檢測裝置包含有至少一位移預估與判斷模塊，該位移預估與判斷模塊包含有一像素位移預估單元，接收該視訊數(shù)據(jù)中的一第一圖場及一第二圖場，并依據(jù)該第一圖場的一目標像素區(qū)域，與該第二圖場中的多個像素區(qū)域提供對應于該目標像素區(qū)域的一位移向量；一圖場位移判斷單元，耦合于該像素位移預估單元，依據(jù)該第一圖場中的相對應的位移向量，產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第二判斷值；以及一影片模式檢測器，耦合于該至少一位移預估與判斷模塊，接收該至少一第二判斷值，產(chǎn)生一判斷結(jié)果。
本發(fā)明能更正確地判斷出一視訊數(shù)據(jù)所屬的影片模式，并能進一步選擇出正確的去交錯化的方式，以正確地處理視訊數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明的影片模式檢測裝置的一實施例的功能方塊圖。
圖2、圖3、圖4與圖5為圖1中影片模式檢測裝置以本發(fā)明的技術(shù)精神進行影片模式檢測的流程圖。
附圖符號說明200影片模式檢測裝置 10、20、30位移預估與判斷模塊40影片模式檢測器 11、21、31像素位移預估單元12、22、32圖場位移判斷單元13、23、33像素位移預估器14、16、24、26、34、36判斷器 15、25、35圖場位移預估器17、27、37計數(shù)器 61、62、63、64、65、66閾值具體實施方式
請參閱圖1，圖1為本發(fā)明的影片模式檢測裝置200一實施例的功能方塊圖。一般來說，交錯式掃描的視訊數(shù)據(jù)是由各個圖場串連而成，而本發(fā)明影片模式檢測裝置200就是一種利用圖場間位移預估(motion estimation)以判斷輸入的視訊數(shù)據(jù)的影片模式(film mode)。如圖1所示，影片模式檢測裝置200包含有三個位移預估與判斷模塊10、20及30，與一影片模式檢測器40。其中，各個位移預估與判斷模塊10、20及30的構(gòu)造實質(zhì)上相同。以位移預估與判斷模塊10為例該位移預估與判斷模塊10包含有一像素位移預估單元11與一圖場位移判斷單元12；像素位移預估單元11的輸入端可接收兩個圖場為一第一圖場與一第二圖場，并在第一圖場中劃分出多個目標像素區(qū)域，以針對該第一圖場的各個目標像素區(qū)域進行位移預估與判斷，預估該目標像素區(qū)域在該第二圖場的位移與變化，并根據(jù)位移預估的結(jié)果提供對應于該目標像素區(qū)域的一第一判斷值D1。在本發(fā)明的較佳實施例中，目標像素區(qū)域中可以僅包含有一個像素，故可簡稱為目標像素。
為實現(xiàn)像素位移預估單元11的功能，其內(nèi)設(shè)有一像素位移預估器13與一第一判斷器14。像素位移預估器13用以對于該第一圖場的各個目標像素作位移預估，預估該目標像素會落在該第二圖場內(nèi)的某個位置，而得到一相對應的位移預估結(jié)果。該位移預估結(jié)果可包含有一位移向量(motion vector)MV_1，以及一相似度S1。第一判斷器14，耦合于像素位移預估器13。第一判斷器14可用一第一閾值(threshold)61實作，用以依據(jù)像素位移預估器13輸出的位移向量MV_1及相似度S1與一第一臨界值之間的大小關(guān)系，以產(chǎn)生一相對應于該目標像素的第一判斷值D1，用來代表該目標像素有無位移，若該位移向量MV_1的值為0，而該相似度S1大于該第一臨界值時，則表示該目標像素沒有位移，此時該第一判斷值D1的值為0；否則即表示該目標像素有位移，而該第一判斷值D1的值就應設(shè)為1。
至于圖場位移判斷單元12，則耦合于像素位移預估單元11，其可綜合該第一圖場中全部各個目標像素所分別對應的第一判斷值D1，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第二判斷值D2。為實現(xiàn)上述功能，圖場位移判斷單元12中可設(shè)有一單張圖場信息(one field information)裝置15與一第二判斷器16。圖場位移預估器15包含有一第一計數(shù)器17，用以依據(jù)該第一圖場中每一目標像素各自相對應的第一判斷值D1，以累計產(chǎn)生出相對應于該第一圖場的一第一計數(shù)值C1；而該第一計數(shù)值C1即代表該第一圖場中有位移的目標像素的個數(shù)。舉例而言，若該第一圖場的一目標像素的第一判斷值D1為1，則將該第一計數(shù)值C1加1；若該第一判斷值D1為0，則表示該目標像素無位移，所以該第一計數(shù)值C1的值不變。根據(jù)此運作原理，即可針對依序?qū)Φ谝粓D場中每一目標像素累計該第一計數(shù)值C1。
第二判斷器16，耦合于圖場位移預估器15，用以依據(jù)圖場位移預估器15輸出的該第一計數(shù)值C1，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的第二判斷值D2。第二判斷器16可用一第二閾值62實作，用以比較該第一計數(shù)值C1與一第二臨界值，以產(chǎn)生一相對應于該第一圖場的該第二判斷值D2。該第二判斷值D2代表該第一圖場有無圖場位移，當該第二判斷值D2的值大于該第二臨界值時，表示該第一圖場有發(fā)生圖場位移，所以將該第二判斷值D2的值設(shè)為1，反之則表示該第一圖場沒有發(fā)生圖場位移，所以可將該第二判斷值D2的值設(shè)為0。
至于位移預估與判斷模塊20與30內(nèi)含的所有裝置及功能，基本上皆相仿于在該位移預估與判斷模塊10里相對應的所有裝置及功能。整體來說，影片模式檢測裝置200即是在該視訊數(shù)據(jù)中接收三個相鄰的圖場分別作為前、中、后的三個圖場Fn-1、Fn及Fn+1。如圖1中所示意的，該位移預估與判斷模塊10是以圖場Fn、Fn-1分別作為輸入的第一圖場及第二圖場，針對圖場Fn中各目標像素產(chǎn)生出對應的第一判斷值D1，并根據(jù)各個第一判斷值D1產(chǎn)生出一第二判斷值D2。同理，該位移預估與判斷模塊20是以圖場Fn、Fn+1分別作為輸入的第一圖場及第二圖場，以針對圖場Fn中各目標像素產(chǎn)生出對應的第三判斷值D3，并根據(jù)各個第三判斷值D3產(chǎn)生出一第四判斷值D4。至于該位移預估與判斷模塊30，則是以圖場Fn-1、Fn+1分別作為輸入的第一圖場及第二圖場，以針對圖場Fn-1中各目標像素產(chǎn)生出對應的第五判斷值D5，并根據(jù)各個第五判斷值D5累計、比較而得出一第六判斷值D6。
影片模式檢測器40，耦合于位移預估與判斷模塊10、20與30，用以依據(jù)該第二、第四與第六判斷值D2、D4與D6，以產(chǎn)生一第七判斷值D7與一第八判斷值D8。該第七判斷值D7代表圖場Fn所屬的視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式，舉例來說，其是為一3-2 pull down影片模式，或是一2-2 pull down影片模式。而該第八判斷值代表圖場Fn是否應該與圖場Fn-1或是圖場Fn+1合并。
以上為本發(fā)明的較佳實施例，另外，在本發(fā)明的另一實施狀態(tài)下，可以僅用一個位移預估與判斷模塊10來配合影片模式檢測器40，而輸入為該第一圖場Fn與該第二圖場Fn-1，如此亦可以做到判斷該第一圖場Fn所屬的視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式，以及該第一圖場Fn是否應該與該第二圖場Fn-1合并。
圖2、圖3、圖4與圖5為圖1中裝置以本發(fā)明的技術(shù)精神進行影片模式檢測的流程圖。圖2中的三個程序請分別參考圖3、圖4與圖5。本流程方法是利用位移預估以判斷一視訊數(shù)據(jù)是否符合特定影片模式的方法。本流程方法由該視訊數(shù)據(jù)中接收三個相鄰的圖場分別作為前、中、后的圖場Fn-1、Fn及Fn+1。如圖2所示，在步驟200之后，步驟202至步驟216、步驟302至步驟316以及步驟402至步驟416分別用來實現(xiàn)一位移預估與判斷步驟；進行完步驟216、316及416之后，即可進行至步驟218及220，完成本方法的流程。一位移預估與判斷步驟所包含的步驟如下步驟200開始進行本發(fā)明的檢測流程；步驟202在該視訊數(shù)據(jù)中接收圖場Fn與圖場Fn-1為其輸入；步驟204圖場Fn內(nèi)有M1個像素，將該M1個像素依序編號；而N1為目前選定的一目標像素的編號，表示目前的目標像素為圖場Fn內(nèi)的第N1個像素；設(shè)定N1＝1；步驟206針對該目標像素作位移預估，預估該目標像素會落在圖場Fn-1內(nèi)的某個位置，以得到一對應的位移預估結(jié)果，該位移預估結(jié)果包含有對應的一位移向量MV_1以及一相似度S1；步驟208依據(jù)每一目標像素對應的該位移向量MV_1及該相似度S1與一第一臨界值間的大小關(guān)系，以產(chǎn)生出相對應于該目標像素的第一判斷值D1，該第一判斷值D1代表該目標像素有無位移；步驟210進行一單張圖場信息步驟，依據(jù)圖場Fn中每一目標像素各自相對應的第一判斷值D1，以累計產(chǎn)生出相對應于圖場Fn的第一計數(shù)值C1，以代表圖場Fn中有位移的目標像素的個數(shù)；步驟212判斷該目標像素是否為圖場Fn內(nèi)的最后一個像素，即是N1是否等于M1；若是，則進行至步驟216；若否，則進行至步驟214；步驟214將N1的值加1，成為新的N1值，而目前的目標像素為圖場Fn內(nèi)的第N1個像素；進行至步驟206；步驟216根據(jù)該第一計數(shù)值C1與一第二臨界值間的大小關(guān)系，以產(chǎn)生出相對應于圖場Fn的第二判斷值D2，該第二判斷值D2系代表圖場Fn有無圖場位移；以上的步驟206到步驟208可用來實現(xiàn)一目標像素位移預估與判斷步驟，而步驟210到步驟216則可實現(xiàn)一圖場位移判斷步驟。
至于步驟302至步驟316皆相仿于步驟202至步驟216，步驟302所接收的輸入為圖場Fn與圖場Fn+1。步驟402至步驟416亦皆相仿于步驟202至步驟216，步驟402所接收的輸入為圖場Fn-1與圖場Fn+1。此影片模式檢測的流程的后續(xù)步驟如下步驟218根據(jù)該第二判斷值D2、該第四判斷值D4與該第六判斷值D6，產(chǎn)生一判斷結(jié)果，該判斷結(jié)果包含有一第七判斷值D7與一第八判斷值D8。該第七判斷值D7系代表圖場Fn所屬的視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式，舉例來說，其是為一3-2 pull down影片模式，或是一2-2 pull down影片模式。而該第八判斷值D8代表圖場Fn是否應該與圖場Fn-1或是圖場Fn+1合并；以及步驟220結(jié)束。
以上為本發(fā)明的較佳實施例，然而在本發(fā)明的另一種實施狀況下，也可以若僅使用一位移預估與判斷步驟，即是步驟202至步驟216，配合步驟200、步驟218與步驟220，而輸入為圖場Fn與圖場Fn-1如此亦可以做到判斷圖場Fn所屬的視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式，以及圖場Fn是否應該與圖場Fn-1合并。
相較于已知技術(shù)，本發(fā)明能更正確地判斷出一視訊數(shù)據(jù)所屬的影片模式，并能進一步選擇出正確的去交錯化的方式，以正確地處理視訊數(shù)據(jù)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用以檢測一視訊數(shù)據(jù)的一影片模式的影片模式檢測裝置，該視訊數(shù)據(jù)為一由多個圖場所組成，該影片模式檢測裝置包含有至少一位移預估與判斷模塊，該位移預估與判斷模塊包含有一像素位移預估單元，接收該視訊數(shù)據(jù)中的一第一圖場及一第二圖場，并依據(jù)該第一圖場的一目標像素區(qū)域，與該第二圖場中的多個像素區(qū)域提供對應于該目標像素區(qū)域的一位移向量；一圖場位移判斷單元，耦合于該像素位移預估單元，依據(jù)該第一圖場中的相對應的位移向量，產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第二判斷值；以及一影片模式檢測器，耦合于該至少一位移預估與判斷模塊，接收該至少一第二判斷值，產(chǎn)生一判斷結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的影片模式檢測裝置，其中該像素位移預估單元包含有一像素位移預估器，依據(jù)該第一圖場的一目標像素區(qū)域與該第二圖場中的多個像素區(qū)域，得到一位移向量。
3.如權(quán)利要求2所述的影片模式檢測裝置，其中該像素位移預估器輸出一相似度，該像素位移預估單元包含一第一判斷器，耦合于該像素位移預估器，當該位移向量代表無位移時，用以依據(jù)比較該相似度與一第一臨界值，以產(chǎn)生該第一判斷值。
4.如權(quán)利要求1所述的影片模式檢測裝置，其中該圖場位移判斷單元包含有一圖場位移預估器，用以累計所述相對應的第一判斷值，以產(chǎn)生出相對應于該第一圖場的一計數(shù)值；以及一第二判斷器，耦合于該圖場位移預估器，用以依據(jù)該計數(shù)值，以產(chǎn)生一第二判斷值。
5.一種用以檢測一視訊數(shù)據(jù)的一影片模式的方法，該視訊數(shù)據(jù)是由多個圖場所組成，該方法包含有接收一第一圖場與一第二圖場；依據(jù)該第一圖場的一目標像素區(qū)域以及該一第二圖場的多個像素區(qū)域做比較，并獲得相對應該目標像素區(qū)域的一位移向量以及一相似度；依據(jù)該位移向量以及該相似度，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第一判斷值；以及依據(jù)所述第一判斷值，產(chǎn)生一第二判斷值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中當該位移向量代表無位移時，依據(jù)比較該相似度與一第一臨界值，以產(chǎn)生該第一判斷值。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中產(chǎn)生該第二判斷值的步驟包含累計所述第一判斷值，以產(chǎn)生出相對應于該第一圖場的一計數(shù)值；以及依據(jù)該計數(shù)值與一第二臨界值，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的第二判斷值。
8.一種用以檢測一視訊數(shù)據(jù)的一影片模式的方法，該視訊數(shù)據(jù)是由多個圖場所組成，該方法包含有接收一第一圖場與一第二圖場；依據(jù)該第一圖場的一目標像素區(qū)域以及該一第二圖場的多個像素區(qū)域做比較，并獲得相對應該目標像素區(qū)域的一位移向量；依據(jù)所述位移向量，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第二判斷值；以及依據(jù)所述第二判斷值，產(chǎn)生一檢測結(jié)果。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包含有累計所述位移向量，以產(chǎn)生出相對應于該第一圖場的一計數(shù)值；以及依據(jù)該計數(shù)值與一第二臨界值，以產(chǎn)生相對應于該第一圖場的第二判斷值。
10.一種用以檢測一視訊數(shù)據(jù)的一影片模式的影片模式檢測裝置，該視訊數(shù)據(jù)系為一由多個圖場所組成，該裝置包含有至少一位移預估與判斷模塊，該位移預估與判斷模塊包含有一像素位移預估單元，接收該視訊數(shù)據(jù)中的一第一圖場及一第二圖場，并依據(jù)該第一圖場的一目標像素區(qū)域，與該第二圖場中的多個像素區(qū)域提供對應于該目標像素區(qū)域的一位移向量以及一相似度；以及一圖場位移判斷單元，耦合于該像素位移預估單元，依據(jù)該第一圖場中的相對應的該位移向量以及該相似度，產(chǎn)生相對應于該第一圖場的一第二判斷值；以及一影片模式檢測器，耦合于該至少一位移預估與判斷模塊，接收該至少一第二判斷值，產(chǎn)生一判斷結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用位移預估以判斷出一影片模式的裝置與方法，本發(fā)明主要是以位移預估的方式，在該視訊數(shù)據(jù)的各個圖場中，以各像素作為目標像素而估計各目標像素于另一圖場(像是前一圖場或后一圖場)位移及改變的情形，進而判斷該圖場是否有圖場位移，再依據(jù)各個圖場是否發(fā)生圖場位移，以判斷該視訊數(shù)據(jù)是否為一影片模式。
文檔編號H04N5/14GK1662035SQ20041000662
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者趙柏偉 申請人:瑞昱半導體股份有限公司