專利名稱：視頻信號中的運動檢測的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻信號的3D運動自適應解碼。
在電視傳輸?shù)拿绹鴩译娨曋剖轿瘑T會(NTSC)標準中，為了獲得高效的傳輸，將來自電視攝像機的RGB(紅、綠和藍)信號轉換成一個亮度信號以及一個色度信號。亮度信號通常被標記為“Y”，其描述電視攝像機記錄的圖像的亮度和最大畫面細節(jié)。色度信號是兩種色差信號R-Y(紅減去Y)以及B-Y(藍減去Y)的結合，這兩個信號的帶寬被限制在大約1MHz。這兩個色差信號分別被用來對一個3.58MHz的子載波信號的相位和幅度進行調(diào)制。相位調(diào)制代表色調(diào)或具體的彩色傾向，而幅度調(diào)制代表色差信號的亮度或飽和度。對子載波的頻率進行選擇，以便色度信號與亮度信號頻率交錯，從而產(chǎn)生一個復合信號，在該復合信號中色度和亮度信號之間沒有能量干擾。
當電視接收NTSC復合信號時，在解碼器中對該復合信號進行解碼以分離出亮度和色度信號。然后，色度信號被解調(diào)成能再次產(chǎn)生將要顯示在電視屏幕上的RGB信號的R-Y和B-Y分量信號。由于亮度和色度信號在大約3.58MHz時共用相同的頻帶寬度，并且在它們相加之前，亮度和色度信號沒有進行預過濾，因此在解碼處理中，亮度和色度信號不能被完全分離。這樣，亮度和色度信號之間的串擾導致出現(xiàn)各種解碼失真。為了降低解碼失真，已經(jīng)設計出了許多方法以便在解碼處理過程中獲得亮度和色度信號的較好的分離。
基本上有兩種分離亮度和色度信號的方法。這兩種方法都包括被設計成將復合信號中的一部分與另一部分區(qū)分開來的濾波器。第一種方法使用了一個“陷波/帶通濾波器”，而第二種方法使用了一個“梳狀濾波器”。如下所述，有各種類型的梳狀濾波器，所有的梳狀濾波器都有具體的優(yōu)點和缺點。
陷波濾波器被設計成允許復合信號的所有頻率通過，除中心在3.58MHz的色度信號的頻率外。因此，色度信號被去除，但是同時也去除了亮度信號相應的一部分，這導致高頻亮度信息的丟失。陷波濾波器與帶通濾波器平行地使用，陷波濾波器僅允許窄的色度頻帶中的頻率通過，并輸出色度信號和亮度信號的高頻部分?？傊?，陷波/帶通濾波器方法的優(yōu)點是簡單、價格低廉，垂直分辨率(即低頻)的損失很少或者沒有。而缺點是亮度分辨率損失，并且在高頻亮度被當作色度處理時(被稱為彩色信號圖失真)以及在色度被當作亮度處理時(被稱為點狀干擾)產(chǎn)生嚴重的顯示失真。
梳狀濾波方法是基于被設計成兩個相鄰圖像行倒轉180度的子載波相位(并且由于一幀內(nèi)有奇數(shù)行，因而兩相鄰幀之間也如此)。有兩種主要類型的梳狀濾波行梳以及幀梳。在兩種方法中，基本原理都包括將色度相位倒轉180度的兩個相同的信號進行相加或相減。當將信號相加時，色度信號被去除，輸出亮度信號，而當將信號相減時，亮度信息被丟棄，輸出色度信號。
在行梳中，可以使用一行、兩行或三行。當使用單行時，輸入視頻信號被延遲一行，并且相應的延遲和非延遲像素被分別相加和相減，以獲得亮度和色度信號。當使用兩行時，將延遲一行、延遲兩行和非延遲像素加權相加和相減，以分別獲得亮度和色度信號。當使用三行時，分別確定行1和2以及2和3之間的相關性，并對相關性最佳的兩行進行梳狀濾波。三行自適應梳狀濾波器經(jīng)常被稱為2D自適應梳狀濾波器。所有的行梳方法產(chǎn)生的結果優(yōu)于陷波/帶通濾波器方法，但是在顯示單一行顏色時還存在串色、垂直分辨率損失以及點狀干擾。
幀梳類似于行梳，但不是將一個幀內(nèi)兩個相鄰行進行比較，而是將兩相鄰幀內(nèi)相同位置的兩行用于梳狀濾波，從而將梳狀濾波延伸至時間域。然而，幀梳只能用于圖像的靜止部分。如果存在運動，那么必須返回到2D梳狀濾波。利用運動檢測將梳狀濾波從行梳改變成幀梳的方法被稱為運動自適應解碼或3D自適應解碼。3D自適應解碼使得靜止圖像的全部的水平和垂直分辨率不存在點狀干擾以及串色。然而，可能出現(xiàn)運動失真例如大范圍的點狀干擾以及重影。
在3D自適應解碼中，在3D和2D梳狀濾波方法之間切換的梳狀濾波是基于點陣原理的。如果沒有運動，那么應用3D梳狀濾波，如果有運動，那么應用2D梳狀濾波。因此，希望通過準確地檢測兩幀之間是否存在“真運動”或者所覺察的運動是否是由例如抖動或噪聲引起的“假運動”來減小運動失真。

發(fā)明內(nèi)容
總之，本發(fā)明的一個方面是提供包括計算機程序產(chǎn)品的方法和裝置，該程序產(chǎn)品執(zhí)行并利用用于在一個由電視設備接收的視頻信號的真運動中區(qū)分出假運動的技術。該視頻信號是由電視設備接收的。該視頻信號包括一個亮度分量和一個色度分量。在所接收視頻信號的數(shù)個頻率范圍中對每一個色度分量和亮度分量執(zhí)行一個運動檢測操作。每一個頻率范圍具有一個唯一的、可調(diào)整的閾值，用于從真運動中區(qū)分出假運動來，該閾值根據(jù)輸入的視頻信號動態(tài)地調(diào)整，從而提高了運動檢測的準確度，并減小了將要顯示在電視設備上的視頻信號描述的圖像的圖像失真。
有益的實施例可包括一個或多個下列的特征。運動檢測操作可基于點陣原理執(zhí)行下列的一個或多個一個低頻亮度域、一個高頻色度域、一個高頻亮度域；其中執(zhí)行該運動檢測操作的每一頻率范圍具有一個單獨的閾值，每一個被執(zhí)行運動檢測操作的像素的閾值是動態(tài)地確定的。被執(zhí)行運動檢測操作的像素的閾值被確定為一個圖像中的該被執(zhí)行運動檢測操作的像素與一個或多個相鄰的像素之間像素值之差的一個百分比，其中該圖像是由該視頻信號描述的。執(zhí)行一個運動檢測操作包括將該最后運動值確定為在上述不同頻率范圍中檢測的色度和亮度運動中最大色度運動或亮度運動。對該最后運動值整流成由一個5位值來表示；以及將整流后的最后運動值提供給一個混合器，該混合器根據(jù)該整流后最后運動值輸出一個2D解碼視頻信號，一個3D解碼視頻信號或一個2D解碼視頻信號和3D解碼視頻信號的組合。
亮度域的低頻運動是由執(zhí)行如下一系列操作得到將該被執(zhí)行運動檢測操作的像素減去一個一幀延遲像素，該一幀延遲像素和該當前像素在兩個圖像幀中具有相同位置；對該運動值進行低通濾波；將所有負的運動值轉換成一個相應的正的運動值；將該運動值減去為當前像素確定的一個第一閾值，以獲得一個低頻運動值；以及如果該低頻運動值在減去該第一閾值后小于0，那么將該低頻運動值設置為0。
色度域的高頻運動由執(zhí)行下列一系列的操作獲得將被執(zhí)行運動檢測操作的該像素減去一個兩幀延遲像素以獲得一個運動值，該兩幀延遲像素和該當前像素在兩個圖像幀中具有相同的位置；將所有負的運動值轉換成一個相應的正的運動值；將該運動值減去為該當前像素確定的第二閾值，以便獲得一個高頻運動值；以及如果該高頻運動值在減去該第二閾值之后小于0，那么將該高頻運動值設置為0；并且對該高頻運動值進行低通濾波。
在亮度運動較小的情況下，色度和亮度的高頻運動是由執(zhí)行下列一系列操作獲得確定是選擇了一個一幀色度模式還是一個兩幀色度模式；當選擇了該兩幀色度模式時，對兩個一幀差信號整流并相減，以獲得一個結果信號；當選擇了該一幀色度模式時，對一個一幀延遲像素進行帶通濾波和整流，并使該被執(zhí)行運動檢測操作的像素減去該一幀延遲像素，以獲得一個結果信號，該一幀延遲像素和該當前像素在兩個圖像幀中具有相同的位置；將所有結果信號的負的運動值轉換成一個相應的正的運動值；將該運動值減去一個為當前像素確定的第三閾值，以獲得一個高頻運動值；如果該高頻運動值在減去該第三閾值后小于0，那么將該高頻運動值設置為0；以及對該高頻運動值進行低通濾波。
自適應閾值是基于點陣原理在一個檢測邊緣、一個檢測邊緣斜坡和一個子載波檢測上確定的；以及如果檢測到一個子載波，那么設置一個第一閾值，如果沒檢測到子載波，那么設置一個第二閾值，從而為一個圖像的色度和亮度部分獲得單獨的閾值。子載波可以通過檢測時間和空間子載波特性包括預先確定子載波幅度、子載波相位以及子載波信號的圖案來檢測。
在所接收的視頻信號的數(shù)個頻率范圍中對色度分量和亮度分量中的每一個執(zhí)行的一個運動檢測操作可包括通過檢查所接收視頻信號的一個或多個下列特征來檢測產(chǎn)生在一個圖像的高頻色度靜止范圍的假運動一個空間色度特性、一個時間色度特性、低頻運動、跨越兩個或更多視頻圖像幀的色度信號極性以及跨越兩個或多個視頻圖像幀的一個取樣窗口的平均值；以及根據(jù)所接收的視頻信號的所檢查的特性來產(chǎn)生一個沒有假運動的屏蔽信號。視頻可以遵循PAL視頻標準、NTSC視頻標準或分量視頻標準?？梢詸z測視頻信號的同步邊緣和色同步范圍的一個或多個，可以確定檢測的同步邊緣的運動變化或色同步范圍，并可以將已確定的變化用于為該視頻信號設定一個可編程可變閾值增益百分比。還可以根據(jù)所檢測的色度和/或所檢測的亮度來調(diào)整視頻信號的可編程可變閾值增益百分比。
下面將結合附圖對本發(fā)明一個或多個實施例的細節(jié)進行詳細說明。將可以從說明書、附圖以及權利要求書中明顯地得到本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點。


圖1是一個示出了本發(fā)明中解碼器所執(zhí)行的處理的高層流程圖。
圖2是一個示出了本發(fā)明的解碼器的示意性方框圖。
圖3是一個示出了圖1所示的運動檢測操作的高層流程圖。
圖4A示出了一個用于檢測低頻運動的電路的示意性方框圖。
圖4B是一個示出了低頻運動檢測處理的流程圖。
圖5A是一個示出了用于檢測色度和/或亮度的高頻運動的邏輯的示意性方框圖。
圖5B是一個示出了色度和/或亮度的高頻的運動檢測處理的流程圖。
圖6A是一個示出了用于在亮度運動較小的情況下，檢測色度和/或亮度的高頻運動的邏輯的示意性方框圖。
圖6B是一個示出了在運動較小的情況下，高頻色度和/或亮度的運動檢測處理的流程圖。
圖7是一個示出了如何確定NTSC運動的示意性方框圖。
圖8是一個示意性方框圖，更詳細地示出了解碼器的混合器(110)的操作。
圖9是一個示意性方框圖，示出了解碼器的自適應閾值邏輯(120)。
圖10是一個示意性方框圖，更詳細地示出了自適應閾值邏輯(120)的可變閾值邏輯模塊(710)。
圖11示出了5拍(tap)自適應閾值窗口的示例。
圖12是一個示出了應用于解碼器中以瞬時地檢查色度幅度的邏輯的示意性方框圖。
圖13是一個應用于解碼器中以執(zhí)行4fsc取樣的空間檢查的邏輯的示意性方框圖。
圖14是圖13所示的色度取樣比較模塊的更詳細的視圖。
圖15示出了如何產(chǎn)生用于可變閾值邏輯模塊(710)的最后色度/亮度狀態(tài)值。
圖16是解碼器中檢測PAL低頻運動的示意性方框圖。
圖17是解碼器中檢測PAL色度運動的示意性方框圖。
圖18是本發(fā)明第一實施例的解碼器中檢測PAL亮度運動的示意性方框圖。
圖19是本發(fā)明第二實施例的解碼器中檢測PAL亮度運動的示意性方框圖。
圖20是解碼器中用于檢測PAL運動的邏輯的示意性方框圖。
圖21是解碼器中用于產(chǎn)生3D色度信號的邏輯的示意性方框圖。
圖22是用于執(zhí)行組合NTSC/PAL系統(tǒng)的最后運動確定的邏輯的示意性方框圖。
圖23是用于去除PAL信號的由高頻彩色靜止區(qū)域產(chǎn)生的假運動的屏蔽邏輯(mask logic)的示意性方框圖。
在各個圖中，相同的附圖標記表示相同的元件。
概述本發(fā)明涉及檢測視頻信號例如由電視設備接收的復合NTSC，PAL信號或分量視頻信號中的運動的方法和裝置。首先，將給出實現(xiàn)這種新的運動檢測方案的解碼器的概述，然后示出各種頻率范圍中的運動檢測。接著將說明單個閾值是如何調(diào)整的，以及對解碼器中的混合器如何利用檢測到的運動確定是否輸出一個2D或3D解碼信號進行說明。在此，主要集中在NTSC信號的論述上，但是同樣可以應用于PAL信號或者分量視頻信號，在說明書的最后將給出一些較小的修改。
圖1是一個示出了實現(xiàn)新的運動檢測方案的3D解碼器執(zhí)行的處理(1000)的高層流程圖。如圖1所示，在解碼器中接收包含色度和亮度分量的復合視頻信號(步驟1002)。然后對輸入的復合視頻信號執(zhí)行運動檢測操作(步驟1004)。如在下文中進一步詳述的那樣，在幾個頻率范圍中對色度和亮度都執(zhí)行運動檢測操作。每一個范圍具有唯一的可調(diào)整的閾值，因此能夠更好地將相對于“假運動”的“真運動”檢測出來，因此與傳統(tǒng)的3D解碼器相比，解碼圖像運動失真更少。然后執(zhí)行檢查運動檢測操作中是否檢測到運動的處理(步驟1006)。如果檢測至運動，那么處理進入到步驟1008，在步驟1008中利用2D邏輯對復合信號進行解碼。然而，如果在步驟1006中沒有檢測到運動，那么處理繼續(xù)進入步驟1010，在步驟1010中利用3D邏輯對復合信號進行解碼。
圖2示出了對電視設備接收的NTSC復合信號進行解碼的解碼器(100)的示意性方框圖。3D解碼器(100)接收一個復合視頻信號(102)。在第一和第二行延遲(104、106)中復合視頻信號(102)被分別延遲一行和兩行。當前行信號(L1)與延遲了一行的信號(L2)以及延遲了兩行的信號(L3)進入具有垂直邏輯、水平邏輯以及單行邏輯的自適應2D解碼器(108)中。自適應2D解碼器(108)將色度信號(2D_C)從復合視頻信號中濾出來，并將濾出來的2D_C色度信號傳輸至混合器(110)，混合器將在下文中進行更詳細的描述。延遲一行的信號(L2)還被傳輸?shù)窖舆t(112)，延遲(112)對濾出色度信號所需的處理時間進行補償，以便產(chǎn)生亮度信號(Y)。
除自適應2D解碼器(108)外，解碼器(100)還包括產(chǎn)生運動自適應、3D色度信號(3D_C)的邏輯，這個色度信號也被傳輸?shù)交旌掀?110)。在檢測色度運動時利用了兩個幀存儲器(114，116)，當色度取樣相隔的兩個幀同相時(即在幀F(xiàn)0和F2)，可以容易地在運動檢測模塊(118)中確定無損耗的相關性。
圖3示出了圖1的運動檢測操作的高層流程圖(步驟1004)，其中運動檢測操作是由運動檢測模塊(118)執(zhí)行的。如圖3所示，運動檢測處理是從接收一個輸入幀信號、一個延遲一幀的信號以及一個延遲兩幀的信號開始的(步驟3002)。選出輸入幀信號中的第一像素(步驟3004)。然后，運動檢測模塊(118)分別從可變的閾值邏輯模塊(120)接收低頻色度范圍、高頻色度范圍以及高頻亮度/色度范圍各自的閾值(步驟3006)。由于可變的閾值邏輯模塊(120)為每一像素和每一頻率范圍提供各自的閾值，因此與傳統(tǒng)運動檢測技術相比，運動檢測得到了有效的提高。在一個實施例中，閾值是基于與直接相鄰的像素相比的像素的值。處理將不同頻率范圍中運動的最大的運動確定為像素最后的運動值(步驟3008)。然后檢查是否輸入幀中的所有像素都已處理(步驟3010)。如果所有像素都完成，那么處理結束。否則，選出輸入幀中下一個像素(步驟3012)，并且重復步驟3006至3010，直到所有像素都被處理。對每一個接收到的幀進行這樣的運動檢測處理。
再次參考圖2，當已經(jīng)確定了最后運動值后，最后運動值從運動檢測模塊(118)經(jīng)過3拍中值濾波器(122)以及延遲模塊(124)被傳送到混合器(110)。中值拍濾波器(122)對最大運動值進行過濾，以便去除像素流中所有的閃動或非運動的點。3D色度信號(3D_C)是從當前像素以及前一幀的相應像素產(chǎn)生的，即F2-F1，然后3D色度信號被除以系數(shù)2(126)。在信號被傳送到混合器(110)之前，信號經(jīng)過帶通濾波器(128)和延遲(130)。在信號到達混合器(110)之前，帶通濾波器對3D色度信號的帶寬進行限制。在一個實施例中，色度帶通濾波器(128)是一個具有-1/4、0、1/2、0、-1/4系數(shù)的5拍濾波器，中間拍是經(jīng)過解碼的當前像素，兩側有兩個像素。在另一個實施例中，色度帶通濾波器(128)是一個寬帶通濾波器，具有以子載波頻率為中心的大約3MHz的通帶。
基于運動檢測模塊(118)的檢測的運動，混合器(110)決定是否輸出2D色度信號或3D色度信號。如果存在運動，那么輸出2D_C信號，如果不存在運動，那么從混合器(110)輸出3D_C信號。從混合器輸出的信號進入消色器(132)，消色器用來在由于各種原因例如缺乏色同步信號而輸出黑白圖像等而無法顯示正確的顏色的情況下去除色度信息。最后，分離的色度(C)和亮度(Y)信號被輸出到電視，以產(chǎn)生將要顯示在電視屏幕上的RGB信號。
低頻運動檢測圖4A示出了在一個實施例中運動檢測模塊(118)所采用的用來檢測低頻運動的邏輯的示意性方框圖。圖4B示出了在圖4A的運動檢測模塊(118)中執(zhí)行的低頻運動檢測處理的相應的流程圖。低頻運動是由輸入幀減去延遲一幀的取樣確定的，即F1-F0(步驟4002)。如上所述，在NTSC中，兩個相鄰幀的子載波相位相差180度。由于色度信號被調(diào)制在子載波上，因而幀F(xiàn)2與F0相減去除了亮度，而得到色度和運動。由F2-F1的相減得到的信號(C)被低通濾波(204)以便去除高頻分量包括色度(步驟4004)。相同的信號(C)也被用作邏輯的輸入，以便在亮度運動較小的情況下檢測色度和/或亮度的高頻運動，這將在下文結合圖6進行更詳細的說明。
在一個實施例中，低通濾波器(204)包括三個具有系數(shù)1/4、0、1/2、0、1/4的5-拍濾波器(2+2)以及一個位于輸出端的具有系數(shù)1/4、1/2、1/4的3-拍低通濾波器(1+1)。低通濾波器(204)中這樣的濾波器組合有助于減少運動路徑中的噪聲，并去除可能被錯誤地理解為運動的子載波部分。然后，低通濾波信號被傳送到整流器(206)，整流器將負的信號或值轉換成正的信號或值(步驟4006)，然后信號被傳送到閾值邏輯模塊(208)。閾值邏輯模塊(208)將輸入的已整流的運動值減去由可變閾值邏輯(120)確定的閾值(步驟4008)。最后信號被限幅(210)，即任何負的值被限幅為零，而保留正的值不變，以便獲得低頻運動值(步驟4010)，并輸出低通濾波后的運動檢測值(步驟4012)。
在一個實施例中，第三個5-拍濾波器具有一個旁路選項。低通濾波器模塊(204)對NTSC信號的衰減可以在下表1中找到，而對PAL信號的衰減列于下表2中。

表1對NTSC信號的衰減

表2對PAL信號的衰減在一個實施例中，為了更輕松地切換到3D，如圖4A所示，經(jīng)由220通過模塊212將相同的低頻運動檢測分別應用到一幀延遲和兩幀延遲。并且，信號F0減F1得到的信號(D)被用作在亮度運動較小的情況下檢測色度和/或亮度高頻運動的邏輯的輸入，如圖6A所示。F2-F1運動和F1-F0運動的最大值分別被確定為最終低頻亮度運動。
色度和/或亮度的高頻運動檢測圖5A示出了應用于運動檢測模塊(118)以檢測高頻色度和/或亮度運動的邏輯的一個實施例的示意性方框圖。圖5B示出了高頻色度和/或亮度的運動檢測處理的相應流程圖。如圖5A和5B所示，為了檢測高頻運動，將輸入幀減去(302)一個兩幀延遲取樣，即F2-F0(步驟5002)。然后，得到的信號被整流(304)(步驟5004)，并被傳送到閾值邏輯模塊(306)。閾值邏輯模塊(306)將輸入運動值減去由可變閾值邏輯(120)確定的第二閾值(步驟5006)。得到的信號被限幅(308)(步驟5008)，并被具有系數(shù)1/4、1/2、1/4的3-拍低通濾波器(1+1)低通濾波(步驟5010)。由于F0和F2的子載波具有相同的相位，這個檢測方案提供正確的色度運動以及高頻亮度運動。然后輸出最后得到的信號(步驟5012)。
在一個實施例中，步驟5002中，在信號F2和F0相減之前可以對它們進行帶通濾波，以便濾除低頻亮度運動，而僅保留色度頻帶的運動。因此，步驟5012輸出的最后信號將僅包含色度頻帶的運動。
亮度運動較小的情況下的色度/亮度運動圖6A示出了用于運動檢測模塊(118)中，以便在亮度運動較小的情況下，檢測色度和/或亮度的高頻運動的邏輯的方框圖。圖6B示出了在運動檢測模塊(118)中執(zhí)行的相應的運動檢測處理的流程圖。如圖6A和6B所示，這個運動估計與參照圖5A和5B所描述的高頻運動估計非常類似。圖6A所示的邏輯可以在兩種模式下操作。在第一種模式中，邏輯用于在亮度運動較小的情況下檢測跨越兩幀的色度運動。在第二種模式中，邏輯用于檢測一幀的色度運動。
第一，處理(6000)確定使用兩幀色度模式還是一幀色度模式(步驟6002)。在一個實施例中，這是通過檢查一幀色度運動使能位是否已設置來確定的。如果沒有設置一幀色度運動使能位，那么使用兩幀模式，并且處理繼續(xù)至步驟6004，在步驟6004中來自圖4A的兩個一幀的不同信號C(即F2-F1)和D(即F1-F0)被整流。然后，信號C減去信號D(步驟6006)，并對得到的信號進行整流(步驟6014)。然后，閾值邏輯模塊將輸入的整流后的運動值減去由可變閾值邏輯(120)確定的第三閾值(步驟6016)。得到的信號被限幅(308)(步驟6018)，并被具有系數(shù)1/4、1/2、1/4的3-拍低通濾波器(1+1)低通濾波(步驟6020)。然后，輸出最后得到的信號(步驟6022)，并終止處理。
如果處理在步驟6002中確定已設置了一幀色度運動的使能位，即可以使用一幀色度運動檢測，那么處理(6000)不使用信號C和D，而是使用幀F(xiàn)2和F1。幀F(xiàn)2和F1被帶通濾波(步驟6008)和整流(步驟6010)。然后，將整流后的信號F2減去整流后的信號F1(步驟6012)，并對得到的差信號進行整流(步驟6014)。在差信號在步驟6014中被整流后，處理繼續(xù)，進入步驟6016，直到6022，如上所述。
最終運動圖7示出了如何根據(jù)不同頻率范圍確定的運動來確定最后的NTSC運動的示意性方框圖。最后運動文件是上述確定的各種頻率范圍運動中最大的。如上述圖2所示，最后運動接著被傳送至一個3-拍水平中值濾波器(horizontalmedian filter)(122)。3-拍水平中值濾波器(122)將閃動和非運動的點和/或行去除。最后NTSC運動被限幅到5位的寬度。最大運動值16將使解碼器只輸出2D亮度和色度信號。最小運動值零將使解碼器只輸出3D亮度和色度信號。0和16之間的任何值將使解碼器輸出一個信號，該信號是2D和3D信號的混合信號?；旌鲜窃诨旌掀?110)中完成的，下面將對混合器進行更詳細的說明。
混合器圖8是一個示意性方框圖，更詳細地示出了本發(fā)明一個實施例中解碼器的混合器(110)的操作。如上所述以及如圖8所示，2D色度信號(2D_C)是來自2D色度/亮度分離器，而3D色度信號(3D_C)來自3D色度/亮度分離器。從運動檢測模塊(118)輸出的5位運動也被作為混合器(110)的一個輸入。從混合器輸出的色度是基于2D_C和3D_C信號的，這兩個信號按如下等式進行混合色度輸出＝(2D_C*運動)/16+(3D_C*(16-運動))/16將輸入復合視頻(L2)減去色度輸出得到亮度輸出。消色器可通過硬件來開啟和關閉，消色器被用來在不能顯示正確的顏色時，例如當輸入復合視頻(L2)是一個黑白視頻信號時，去除被顯示的顏色。在一些實施例中，可將濾波器例如自適應控制濾波器應用到色度通道中去，以便加強串色的抑制。類似地，可在亮度通道中放置自適應濾波器以便減小串色效應。
運動檢測的閾值邏輯如上所述，解碼復合信號的一個有效的方法是基于3D梳狀濾波器的自適應時間解碼來進行運動，以便當不存在運動時，使用時間梳(3D)，反之則使用空間梳(2D)。2D解碼有串色和點狀干擾失真，而3D解碼對圖像的靜止部分來說沒有這樣的失真。因此，為了準確地檢測運動從而得到一個較好的圖像質(zhì)量，運動檢測邏輯是非常重要的。
在一個實施例中，通過基于點陣原理研究當前幀與前一幀之間的差異來獲得運動檢測。為了檢測真運動，需要處理檢測差異即“行差異”。通常，運動檢測邏輯包含某一類型的閾值邏輯，該閾值邏輯根據(jù)系統(tǒng)噪聲控制有多少行運動將被抑制。如果這個閾值增加，那么在某些情況下將損失真正的運動，而如果這個閾值降低，系統(tǒng)噪聲將產(chǎn)生錯誤的運動指示。而且，自適應閾值邏輯的動態(tài)越大，運動檢測邏輯性能越好。為了了解自適應閾值邏輯需要考慮的各種問題，下面將對各種噪聲的類型作簡短的描述。
導致運動檢測誤差的主要原因是隨機噪聲、取樣時鐘噪聲或抖動、攝像機閃爍引起的對角線跳躍(diagonal transition)噪聲以及箝位噪聲(clamp noise)等。下面將集中討論取樣時鐘噪聲、抖動和對角線跳躍噪聲。視頻信號中除了隨機的低幅噪聲外，3D解碼器運動檢測邏輯更多的高幅和高頻噪聲是邊緣噪聲，邊緣噪聲使得假運動跨幀，從而在那些圖像區(qū)域中切換到2D，雖然應該使用的是3D。邊緣噪聲是作為ADC(模數(shù)轉換器)取樣時鐘抖動的結果而產(chǎn)生的，ADC(模數(shù)轉換器)取樣時鐘抖動是由于各種原因例如時鐘邊緣噪聲、PLL(鎖相環(huán))的不穩(wěn)定性、PLL跟蹤或環(huán)路濾波器設置而產(chǎn)生的。
作為取樣時鐘抖動的結果，所有信號邊緣存在取樣信號幅度變化。這些變化導致了邊緣噪聲的產(chǎn)生，邊緣噪聲與時鐘抖動成正比，并與邊緣幅度或斜坡，即位于一個邊緣的兩側的兩個像素之間的像素值之差，成正比。在一個實施例中，這個差是通過確定當前像素和前一像素的第一差以及當前像素與下一像素的第二差、并選出這兩個差中最大的一個來確定的。為了解決這個問題，閾值需要根據(jù)邊緣檢測和邊緣斜坡基于點陣原理來動態(tài)變化。
可根據(jù)子載波檢測進一步提高邊緣/斜坡自適應閾值。通常在數(shù)字復合視頻信號中，由于取樣時鐘被鎖定在子載波信號的色同步部分，高頻亮度部分的邊緣噪聲比高頻色度部分中的邊緣噪聲高。而且，由于亮度邊緣具有大約5MHz之多的高分辨率，亮度邊緣的斜坡通常比色度邊緣的陡。如果邊緣閾值被設置成高以屏蔽高頻亮度邊緣噪聲，那么真正的色度運動將會產(chǎn)生一些相應的損失。然而，如果邊緣/斜坡閾值根據(jù)子載波檢測作自適應的變化，那么閾值邏輯得到提高，從而更有效率，如下所述。
自適應閾值邏輯的邊緣和子載波檢測邏輯的實施例圖9示出了包括邊緣檢測邏輯模塊(710)和子載波檢測(SCD)邏輯模塊(720)的閾值邏輯(120)的示意性方框圖。邊緣檢測邏輯模塊(710)包含允許用戶將閾值設置成邊緣的百分比即可以將傾斜的多大幅度設置為邊緣閾值的邏輯，邊緣檢測邏輯模塊(710)將在下文中進行更詳細的描述。
這個基于邊緣的閾值經(jīng)過SCD邏輯模塊(720)作進一步的自適應，SCD邏輯模塊檢查子載波狀態(tài)。SCD邏輯模塊(720)還將在下文中作進一步的詳述，但是通常SCD邏輯模塊(720)運行并與下面的邊緣檢測邏輯模塊(710)交互。用戶可以對一個具體的邊緣設定兩個百分比例如x％和y％。如果SCD邏輯模塊(720)沒檢測到子載波，那么將x％用作斜坡百分比閾值，而如果SCD邏輯模塊(720)檢測到子載波，那么將y％用作這個具體邊緣的斜坡百分比閾值。如果x％設置得比y％高，那么圖像的亮度部分應使用更高的斜坡百分比閾值，而圖像的色度部分應使用較低的斜坡百分比閾值，因而減小色度運動損失，并獲得按照點陣原理基于SCD的動態(tài)閾值變化。由于亮度和色度部分分開控制，因而可以對閾值邏輯設計成在色度運動損失不大的情況下，抑制重大的亮度邊緣噪聲。
SCD檢測模塊SCD檢測模塊(720)通過檢測子載波的特性來在空間和時間上檢測子載波。在空間域中，由于取樣時鐘是子載波頻率的四倍，并通過色同步與子載波同步，交替的子載波取樣的幅度幾乎相等，但是相位相反或正負相反。此外，還可以使用隔行的子載波的相位變化180度。在時間域中，每一幀的子載波相位反轉180度，因此相鄰的兩幀之間差異非常明顯，而相隔一幀的兩幀之間的差異非常小。因此，通過同時研究空間域和時間域，可以作出一個近似子載波檢測，以控制閾值邏輯。如圖9所示，SCD模塊(720)接收三幀拍F2、F1和F0(即當前幀、前一幀和前一幀之前的一幀)以用于子載波檢測。
可變閾值邏輯模塊圖10示出了可變閾值邏輯模塊(710)的示意性方框圖。如圖10所示，復合視頻信號進入，然后選出當前像素(Pn)，以便確定可變閾值。邏輯將當前像素(Pn)與前一像素(Pn-1)以及下一像素(Pn+1)在水平方向上進行比較，并選出最大的差，如上所述。這個差表示檢測到的最大的傾斜幅度。并且也在垂直差估計模塊中，通過分別選出當前行的當前像素(Pn)以及前一行和下一行中相同位置的像素，在垂直方向上作相應的判斷。一旦分別確定最大水平和垂直斜坡，就產(chǎn)生一組當前像素的閾值。閾值與檢測的傾斜值成線性的比例。比例常數(shù)可以變化。在一些實施例中，該閾值相對于檢測的傾斜值可以是非線性的。并且最大和最小限幅函數(shù)可以被編程成對所積累的閾值產(chǎn)生作用，以便最后的閾值可被編程成具有某些最小的閾值或被編程成不超過某些上限。在一個實施例中，可變閾值邏輯模塊(710)可以為數(shù)個相鄰的幀例如F2、F1和F0確定閾值，并為相應的幀確定作為最大或最小值的最后閾值。
因為由于取樣時鐘抖動/變化而引起信號邊緣的像素值變化，所以可變閾值邏輯有助于去除假運動。信號邊緣越高，由相同大小的抖動引起的變化越大。因此，位于陡峭斜坡上的像素應具有更高的閾值。同時，這些邊緣的運動值也高，因此閾值不會屏弊真運動。通過對像素所在的斜坡取一個百分比例如10％而產(chǎn)生可變閾值?？梢愿鶕?jù)色同步變化測量(即取樣是對相隔一幀的兩幀進行的)來進一步適應性地確定這個百分比。
在一個實施例中，3拍水平窗口與3拍垂直窗口組合，以形成一個5拍自適應閾值窗口。圖11示出5拍自適應閾值窗口的一個例子。用于確定閾值的當前像素位于相應窗口的中間。當前像素和相鄰像素的絕對差被確定，并且所確定的差中最大的差被確定為斜坡。例如，在圖11中，當前像素值Pn分別與值1、2、3和4進行比較，然后取出最大差作為導出像素Pn的閾值的最后的斜坡，其中值1、2、3和4是周圍像素的值。根據(jù)亮度/色度像素值對百分比作適應性變化，例如根據(jù)色度/亮度檢測的x％或y％。
在一個實施例中，水平閾值是按照下面表達式來計算的Vthr(水平)＝[[Max{|Pn-(Pn-1)|，|Pn-(Pn+1)|}]*(可編程的衰減)]+可編程的DC閾值(最小等級)在一個實施例中，解碼器可檢測一個同步邊緣或色同步區(qū)域，并通過例如使用硬件來確定它們的運動的變化量。這個檢測到的變化量可以是一幀的運動或者兩幀的運動，并且這個變化量可以用于編程線性百分比閾值，也就是可編程的閾值增益。另外，可根據(jù)所檢測的色度/亮度來修改可編程的可變閾值百分比增益。閾值邏輯也具有一個可編程最小DC補償。如果閾值超過可編程上限值時，最大限幅邏輯將輸出等級限制為上限值。相同的邏輯也被設置在垂直域中，也就是跨行。正如本發(fā)明技術人員所認識的，閾值百分比和水平和垂直拍的DC補償可以分開編程。因此，由于垂直邏輯需要行存儲器，因此只有2D邏輯行存儲器可以共享時才可以保存水平邏輯。最后，如圖9所示，在運動檢測邏輯模塊(730)中將運動值減去可變閾值，以產(chǎn)生一個運動_輸出值。
色度/亮度檢測邏輯圖10的色度/亮度檢測邏輯模塊(810)通過根據(jù)兩個因素來檢查色度特點/特征來粗略地檢測色度/亮度信號。第一因素是基于4fsc取樣。如果研究的像素是色度周期的一部分，那么每一個交替的取樣應該在幅度上相等，但是正負相反。整流之后，四個色度像素中的相鄰像素的絕對差幾乎相同。第二因素是色度幅度檢查。如果對于靜止圖像，一幀的差大于兩幀的差，那么檢測的是色度，反之像素不是色度像素。
基于這兩個檢查，可以確定解碼中的像素是在色度周期上還是在亮度信號上。另外，根據(jù)這個判斷，為色度/亮度像素分別確定可變閾值百分比，例如為亮度確定30％而為色度確定10％。應注意，每一個運動路徑的閾值百分比(增益)和DC補償最小和最大限幅值是獨立編程的。
在圖12-15中示出了色度/亮度檢測邏輯(810)的不同部分的更詳細的視圖。圖12示出了空間色度幅度檢查的邏輯，這個邏輯分別檢查一幀和兩幀的差，并輸出第一色度/亮度狀態(tài)值1或0，值1表示色度。圖13示出了4fsc空間取樣檢查的邏輯，這個邏輯檢查是否每一個交替的取樣幅度幾乎相等，正負相反，并輸出第二色度/亮度狀態(tài)值1或0，其中值1表示色度。圖14示出了圖13所示色度取樣比較模塊的一個更詳細的視圖，其中，如果檢測到色度，那么全部的四個觸發(fā)器都被設置為1。最后，圖15示出了如何比較第一和第二色度/亮度狀態(tài)值，以產(chǎn)生一個用于可變閾值邏輯模塊(710)的最后色度/亮度狀態(tài)值。
為PAL作出的修改PAL(逐行倒相)是用于例如歐洲的視頻標準，在很多方面與NTSC標準不同。對于本發(fā)明，最大的差異是隔兩幀的兩幀子載波反相180度，并不是NTSC中的隔一幀。因此，子載波每四幀同相。對于PAL，3D色度信號是通過相隔兩幀的視頻信號相減產(chǎn)生的。通過利用當前幀、一幀延遲和兩幀延遲信號(即F2、F1和F0拍)來檢測色度運動。
圖16示出了檢測PAL低頻運動的示意性方框圖，這與上面對應于圖4A和4B描述的檢測NTSC的低頻運動類似，除了PAL僅利用一個兩幀差外。
圖17示出了檢測PAL色度運動的示意性方框圖，這與上面對應于圖5A和5B描述的檢測NTSC色度運動類似，除了PAL中F0和F2信號是相加的和限幅的，而不是相減。
圖18僅示出了檢測PAL的M5_P亮度運動的示意性方框圖。應注意，圖18所示的邏輯僅給出只有亮度的區(qū)域的固有運動。如果圖18的邏輯被用于彩色區(qū)域，那么將引起大范圍的假運動。將在下文中對M5_P運動進一步詳述。
圖19僅示出了檢測PAL的M6_P亮度運動的示意性方框圖。應注意，圖19描述的邏輯僅給出了只有亮度的區(qū)域的固有運動。如果將圖19的邏輯用于彩色區(qū)域，將會引起大范圍的假運動。將在下文中對M6_P運動進一步詳述。
圖20示出了檢測PAL運動的示意性方框圖。PAL1信號是信號M5_P、M6_P和M3_NP中最大的一個，PAL1信號被用于檢測全部范圍內(nèi)的亮度運動，其中M5_P、M6_P和M3_NP分別從圖18、19和5A獲得。PAL2信號是信號M1_NP、M2_NP、M3_P、M4_NP和M8_P中最大的，PAL2信號被用于檢測色度運動和低頻亮度運動，其中信號M1_NP、M2_NP、M3_P、M4_NP和M8_P分別從圖4A、16、6A和17獲得。PAL運動被確定為PAL1和PAL2中最小的。
如圖20所示，M8_P和M4_P PAL運動路徑具有去除產(chǎn)生在高頻彩色靜止區(qū)域的假運動的屏蔽邏輯(M8屏蔽)。因為色度信號沒有通過高頻彩色區(qū)域額外的兩幀消除，所以M8屏蔽邏輯是需要的。色度信號包含靠近子載波頻率的亮度，這導致視頻信號兩幀之間不能準確地反相180度，從而導致了假運動。因此，M8屏蔽邏輯屏蔽了靜止高頻彩色區(qū)域的假運動，以及由色度彩色過渡引起的假運動。圖23示出了M8屏蔽邏輯的一個更詳細的視圖。如圖23所示，M8屏蔽邏輯接收如下輸入M1_NP、M2_NP、M3_P、M4_NP、M5_P、M6_P、M8_P、F2、F1和F0、CLD狀態(tài)、M8屏蔽En以及M8_屏蔽_閾值_控制_范圍。M8屏蔽邏輯檢查信號特性，例如空間色度特征、時間色度特征、低頻運動、跨越F2、F1和F0的色度信號極性以及跨越F2、F1和F0的4一取樣窗口的平均值，并產(chǎn)生一個屏蔽信號(M8_屏蔽)。在圖23所示實施例中，在PAL運動檢測模塊對屏蔽信號作進一步處理之前，還對M8屏蔽信號提供拉伸/擴展邏輯。
在一個實施例中，當使用一幀色度時，還存在一個用于NTSC模式的小的屏蔽邏輯。當使用一幀色度運動時，由復合信號形成的方法使得一幀色度運動電路可能產(chǎn)生假運動。屏蔽邏輯檢測并屏蔽這些假運動。
圖21示出了如何產(chǎn)生3D色度信號的示意性方框圖。如圖21所示，對于PAL，3D色度的產(chǎn)生是通過利用幀F(xiàn)2和F0來完成的；而對于NTSC，3D色度的產(chǎn)生是利用幀F(xiàn)2和F1來實現(xiàn)的。3D色度帶通濾波器還存在一個帶通選項。在一個實施例中，默認值是使用帶通選項，因此我們對色度信號使用全帶寬。然而，如果由于某些原因，大的帶寬產(chǎn)生例如色度過高的失真，那么例如可以通過啟動這個路徑上的帶通濾波器來停止低頻運動。
最后，圖22示出了組合NTSC/PAL系統(tǒng)的最后運動確定的示意性方框圖。NTSC運動是M1_NP、M2_NP、M3_NP和M4_NP信號中最大的一個，如上面對應于圖7所述。PAL運動信號的產(chǎn)生如上面對應于圖20的描述?；贜TSC/PAL模式的檢測信號，即選擇NTSC運動或選擇PAL運動信號。然后將所選擇的運動信號送至3-拍中值濾波器進行濾波以去除尖峰，最后被限幅成5位，從而使運動信號具有最大值16。然后運動信號被輸入到圖2的混合器(110)，在混合器(110)中2D和3D解碼進行組合，如上所述。
本發(fā)明可以以數(shù)字電子電路或者計算機硬件、固件、軟件或它們的組合來實現(xiàn)。本發(fā)明的裝置可以以實際地存儲在機器可讀存儲設備而能被可編程處理器執(zhí)行的計算機程序來實現(xiàn)，而本發(fā)明的方法步驟可由可編程處理器實現(xiàn)，可編程處理器執(zhí)行指令程序，以對輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生作用而產(chǎn)生一個輸出，從而實現(xiàn)本發(fā)明的功能。本發(fā)明可以方便地以一個或多個計算機程序來實現(xiàn)，計算機程序是在一個包括至少一個可編程處理器、至少一個輸入設備以及至少一個輸出設備的可編程系統(tǒng)中執(zhí)行的，該可編程處理器被耦合成從數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)和指令或?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。每一個計算機程序可以以高級過程或面向?qū)ο蟪绦蛘Z言來實現(xiàn)，若需要可以以這兩種語言的結合或機器語音來實現(xiàn)；無論在任何情況下，該語言可以是匯編語言或解釋語言。適合的處理器包括(用于舉例)通用以及專用微處理器。通常，處理器從只讀存儲器和/或隨機存取存儲器接收指令和數(shù)據(jù)。通常，計算機包括一個或多個用于存儲數(shù)據(jù)文件的大容量存儲裝置，這樣的裝置包括例如內(nèi)置硬盤和移動硬盤的磁盤、磁光盤和光盤。適于確實存儲計算機程序指令和數(shù)據(jù)的存儲裝置，包括所有形式的非易失性存儲器，例如包括例如EPROM、EEPROM以及閃存裝置的半導體存儲裝置、例如內(nèi)置硬盤和移動硬盤的磁盤、磁光盤和光(CD-ROM)盤。上述任何裝置都可以由ASIC(特定用途集成電路)來補充或集成到ASIC中去。
為了提供與用戶之間的交互，本發(fā)明可以在一個具有用于將信息顯示給用戶的顯示設備例如監(jiān)控器或LCD屏幕的計算機系統(tǒng)上實現(xiàn)。用戶可以通過各種輸入設備和指示設備，或者任何其他已知的輸入設備當然包括其他計算機來向計算機系統(tǒng)提供輸入；其中，輸入設備例如鍵盤，指示設備例如鼠標、軌跡球、麥克風、觸控式顯示器、傳感讀卡機、磁帶或紙帶讀出器、圖形輸入板、觸針、聲音或手寫識別器。計算機系統(tǒng)可被編程為提供圖形用戶界面，通過這個界面計算機程序與用戶進行交互。
最后，處理器可視情況通過利用網(wǎng)絡連接耦合到一個計算機或遠程通信網(wǎng)絡例如互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，由此處理器可以在執(zhí)行上述方法步驟的期間從網(wǎng)絡接收信息，或可以將信息輸出到網(wǎng)絡。這樣的信息經(jīng)常被描述成被處理器執(zhí)行的指令序列，這樣的信息可以以例如包含在載波上的計算機數(shù)據(jù)信號的方式從網(wǎng)絡接收并輸出到網(wǎng)絡。上述設備和材料對計算機硬件和軟件領域中技術人員來說是熟知的。
應注意，本發(fā)明采用的各種計算機執(zhí)行的操作涉及存儲在計算機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。這些操作包括但不限于那些需要物理量的物理性操縱。通常，雖然不是必需的，這些量采取能夠被存儲、傳輸、組合、比較和其他操縱的電或磁信號的形式。在此描述的形成本發(fā)明一部分的操作是有益的機器操作。所執(zhí)行的操作通常明確地被稱為例如產(chǎn)生、識別、運行、確定、比較、執(zhí)行、下載或檢測。主要是因為通用，因此有時習慣地將這些電或磁信號稱為位、值、元素、可變、特征、數(shù)據(jù)等。然而，應記住，所有的這些和類似的術語將與適當?shù)奈锢砹坑嘘P，并僅僅是這些量的傳統(tǒng)叫法。
本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行上述操作的設備、系統(tǒng)或裝置。這個系統(tǒng)可以是為了所需的目的而專門構建的，或者是由存儲在計算機內(nèi)的計算機程序來選擇性地激活或構建的通用計算機。上述的處理并不是必定與任何具體的計算機或其他計算裝置有關。特別是，在這里的教導下，可以將程序用于各種通用計算機，或者更習慣地去構建一個特殊的計算機系統(tǒng)以執(zhí)行所需的操作。
已描述了本發(fā)明大量實施例。但是，應認識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出各種修改。出于舉例的目的，上文中結合了通常用于廣播電視信號的NTSC和PAL視頻信號對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明同樣可應用到分量視頻例如從DVD播放器輸出的視頻信號。因此，其他的實施例也落入權利要求書的范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種區(qū)分由電視設備接收的視頻信號中假運動和真運動的方法，包括在該電視設備接收該視頻信號，該視頻信號包括一個亮度分量和一個色度分量；以及在所接收的視頻信號的數(shù)個頻率范圍內(nèi)，對該色度分量和亮度分量執(zhí)行一個運動檢測操作，其中每一個頻率范圍具有一個唯一的用于區(qū)分假運動和真運動的閾值，該閾值根據(jù)該輸入的視頻信號進行動態(tài)調(diào)整，從而提高了該運動檢測的準確度并減小由該視頻信號描述的、并將在該電視設備上顯示的圖像中的圖像失真。
2.如權利要求1所述的方法，其中該運動檢測操作是基于點陣原理(pixel-by-pixel-basis)在下列范圍的一個或多中執(zhí)行的一個低頻亮度范圍、一個高頻色度范圍、一個高頻亮度范圍；其中執(zhí)行該運動檢測操作的每一頻率范圍具有一個單獨的閾值，每一個被執(zhí)行運動檢測操作的像素的閾值是動態(tài)地確定的。
3.如權利要求2所述的方法，其中一個被執(zhí)行運動檢測操作的像素的閾值被確定為一個圖像中的該被執(zhí)行運動檢測操作的像素與一個或多個相鄰的像素之間像素值之差的一個百分比，其中該圖像是由該視頻信號描述的。
4.如權利要求1-3中任一個所述的方法，其中執(zhí)行一個運動檢測操作包括將該最后運動值確定為在上述不同頻率范圍中檢測的色度和亮度運動中最大色度運動或亮度運動。
5.如權利要求4所述的方法，進一步包括對該最后運動值限幅為由一個5位值來表示；以及將限幅后的最后運動值提供給一個混合器，該混合器根據(jù)該限幅后最后運動值輸出一個2D解碼視頻信號、一個3D解碼視頻信號或一個2D解碼視頻信號和3D解碼視頻信號的組合。
6.如權利要求2所述的方法，其中該亮度范圍的該低頻運動是由如下步驟得到將該被執(zhí)行運動檢測操作的像素減去一個一幀延遲像素以獲得一個運動值，該一幀延遲像素和該當前像素在兩個圖像幀的相同位置上；對該運動值進行低通濾波；將所有負的運動值轉換成一個相應的正的運動值；將該運動值減去為當前像素確定的一個第一閾值，以獲得一個低頻運動值；以及如果該低頻運動值在減去該第一閾值后小于0，那么將該低頻運動值設置為0。
7.如權利要求2所述的方法，其中色度范圍的高頻運動由下列步驟獲得將被執(zhí)行運動檢測操作的該像素減去一個兩幀延遲像素以獲得一個運動值，該兩幀延遲像素和該當前像素在兩個圖像幀中具有相同的位置；將所有負的運動值轉換成一個相應的正的運動值；將該運動值減去為該當前像素確定的第二閾值，以便獲得一個高頻運動值；以及如果該高頻運動值在減去該第二閾值之后小于0，那么將該高頻運動值設置為0；以及對該高頻運動值進行低通濾波。
8.如權利要求2所述的方法，其中在很少的亮度運動的情況下，該色度和亮度的該高頻運動是由下列步驟獲得確定選擇一個一幀色度模式還是一個兩幀色度模式；當選擇了該兩幀色度模式時，對兩個一幀差信號整流并相減，以獲得一個結果信號；當選擇了該一幀色度模式時，對一個一幀延遲像素進行帶通濾波和整流，并使該被執(zhí)行運動檢測操作的當前像素減去該一幀延遲像素，以獲得一個結果信號，該一幀延遲像素和該當前像素在兩個圖像幀中具有相同的位置；將所有結果信號的負的運動值轉換成一個相應的正的運動值；將該運動值減去一個為當前像素確定的第三閾值，以獲得一個高頻運動值；如果該高頻運動值在減去該第三閾值后小于0，那么將該高頻運動值設置為0；以及對該高頻運動值進行低通濾波。
9.如權利要求1-8所述的方法，其中該自適應閾值是基于點陣原理在一個檢測邊緣、一個檢測邊緣斜坡和一個子載波檢測上確定的；以及如果檢測到一個子載波，那么設置一個第一閾值，如果沒檢測到子載波，那么設置一個第二閾值，從而為一個圖像的色度和亮度部分獲得單獨的閾值。
10.如權利要求1-9所述的方法，其中在所接收的視頻信號的數(shù)個頻率范圍中對該色度分量和該亮度分量的每一個執(zhí)行一個運動檢測操作，包括通過對所接收的視頻信號檢測下列特性中的一個或多個來檢測一個圖像的靜止范圍的高頻色度的假運動一個空間色度特性、一個時間色度特性、低頻運動、跨越該視頻的兩個或更多圖像幀的色度信號極性以及跨越該視頻的兩個或更多圖像幀的一個取樣窗口的平均值；以及根據(jù)所接收的視頻信號的檢查特性產(chǎn)生一個不含假運動的屏蔽信號。
11.如權利要求1-10所述的方法，進一步包括檢測該視頻信號的一個同步邊緣和一個色同步范圍的一個或多個；確定所檢測的同步邊緣或色同步范圍的一個運動變化；以及根據(jù)所確定的變化為該視頻信號設置一個可編程的可變閾值增益百分比。
12.一種包括計算機程序代碼方法的計算機程序，該計算機程序代碼方法適于在所述程序在一個計算機上運行時實現(xiàn)權利要求1-11任一項的所有步驟。
13.一個由電視設備接收的視頻信號中的用于區(qū)分假運動和真運動的一個運動檢測分量，包括一個可被操作成接收該視頻信號的接收器，該視頻信號包括一個亮度分量和一個色度分量；以及一個可被操作成在所接收的視頻信號的數(shù)個頻率范圍中對該亮度分量和該色度分量的每一個進行一個運動檢測操作的運動檢測器，其中每一個頻率范圍具有一個用于區(qū)分假運動和真運動的唯一的閾值，該閾值基于該輸入視頻信號是動態(tài)自適應的，從而提高該運動檢測準確率并減少一個圖像中的圖像失真，該圖像是由該視頻信號描述的，并且將要顯示在電視設備上。
14.如權利要求13所述的運動檢測分量，其中該運動檢測操作是根據(jù)點陣原理執(zhí)行如下的一個或多個一個低頻亮度范圍、一個高頻色度范圍、一個高頻亮度范圍；其中每一個被執(zhí)行了該運動檢測操作的頻率范圍具有一個單獨的閾值，每一個被執(zhí)行運動檢測操作的像素的該閾值是動態(tài)地確定的。
15.如權利要求14所述的運動檢測分量，其中一個被執(zhí)行該運動檢測操作的像素的閾值被確定為該執(zhí)行運動檢測操作的像素和由該視頻信號描述的一個圖像中一個或多個相鄰像素之間的像素值之差的百分比。
16.如權利要求13-15中任一個所述的運動檢測分量，其中該運動檢測器包括一個選擇器可操作成將最后運動值確定成在不同頻率范圍中檢測的色度和亮度運動中最大色度運動或亮度運動。
17.如權利要求13-16中任一個所述的運動檢測分量，其中該自適應閾值是基于一個檢測邊緣、一個檢測邊緣斜坡以及一個子載波檢測來基于點陣原理確定的；并且如果檢測到子載波，那么設置一個第一閾值，而如果沒有檢測到子載波，那么設置一個第二閾值，從而獲得一個圖像的色度和亮度部分的單獨的閾值。
18.如權利要求13-17中任一個所述的運動檢測分量，進一步包括屏蔽邏輯，該屏蔽邏輯可操作成通過檢查接收的視頻信號的下列特性中的一個或多個來檢測一個圖像的高頻色度靜止范圍產(chǎn)生的假運動一個空間色度特性、一個時間色度特性、低頻運動、跨越兩個或更多視頻圖像幀的色度信號極性以及跨越兩個或多個視頻圖像幀的一個取樣窗口的平均值；以及一個信號產(chǎn)生器，該信號產(chǎn)生器可操作成根據(jù)所接收的視頻信號的所檢查的特性來產(chǎn)生一個沒有假運動的屏蔽信號。
19.一個用于在由電視設備接收的視頻信號中從真運動中區(qū)分出假運動的視頻信號解碼器，包括一個如權利要求13-18任一項限定的運動檢測分量；以及用于從該視頻信號解碼器輸出一個解碼視頻信號到該電視設備的顯示器的輸出裝置。
全文摘要
包括計算機程序產(chǎn)品的方法和裝置，該程序產(chǎn)品執(zhí)行并利用用于在一個由電視設備接收的視頻信號的真運動中區(qū)分出假運動的技術。該視頻信號是由電視設備接收的。該視頻信號包括一個亮度分量和一個色度分量。在所接收視頻信號的數(shù)個頻率范圍中對每一個色度分量和亮度分量執(zhí)行一個運動檢測操作。每一個頻率范圍具有一個唯一的、可調(diào)整的閾值，用于從真運動中區(qū)分出假運動來，該閾值根據(jù)輸入的視頻信號動態(tài)地自適應，從而提高了運動檢測的準確度，并減小了將要顯示在電視設備上的視頻信號描述的圖像的圖像失真。
文檔編號H04N11/16GK1652613SQ20041008228
公開日2005年8月10日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權日2003年12月23日
發(fā)明者R·A·巴徹, X·董 申請人:創(chuàng)世紀微芯片公司