CN100426833C - 一种检测影像信号的方法与相关装置 - Google Patents

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Abstract

一种视频检测方法，其包含有：比较位于一第一场的一目标扫瞄线中的一目标像素数据，以及在于一第二场内与该目标扫瞄线相对应的一第一扫瞄线及一第二扫瞄线中的多个比对像素间的信号值差异；依据该目标像素数据与这些比对像素间的信号值比较结果，产生一相对应于该目标像素的感测值；依据该第一场中所有像素的感测值，产生相对应于该第一场的一计数值；以及依据该计数值产生一判断值；其中该判断值是代表该第一及第二场所组成的帧有无影像锯齿现象以及有无场位移。

Description

一种检测影像信号的方法与相关装置
技术领域
本发明涉及一种视频检测方法与相关装置，特别涉及一种视频检测有无影像锯齿现象及场位移的方法与相关装置。
背景技术
传统的交错式扫描(Interlaced Scan)技术于显示一个影像帧(Frame)时，是将该影像帧中的奇数扫描线与偶数扫描线先后显示。所以，每一个帧实际上是由二个场(Field)交错而成，一个是由奇数扫描线组成的奇场(OddField)，另一个则是由偶数扫描线所组成的偶场(Even Field)。
而新近的循序式扫描(Progressive Scan)技术，又称为非交错式扫描(Non-interlaced)，则是先将两个场合并为一个帧，再以加倍的水平扫描频率依序扫描该帧，如此一来，帧的稳定度与精细感都会大幅提升。
由于不同场间的影像可能存在有时间差，因此，在将两个场合并为一个帧前，一个很重要的课题便是要检测出用以合并的两个场间是否发生影像位移，亦即有无场位移(Field Motion)产生。若两个场间有场位移，则将该两个场合并为一个帧后，会造成该帧发生影像锯齿(Sawtooth)的现象，而降低了帧的品质。
然而，在已知技术中，场位移的检测方法与帧中影像锯齿状况的检测方法并不相同(见US Patent 6580463)，而且这两种不同领域的检测方式在实作上都过于复杂。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种视频检测方法与相关装置，藉由单一检测方法，同时判断该场所组成的一帧有无影像锯齿现象，以及有无场位移。
本发明的视频检测装置包含有一像素检查装置，用以处理一第一场中一目标扫瞄线的一目标像素数据，藉由比较于一第二场内与该目标扫瞄线相对应的一第一扫瞄线及一第二扫瞄线中的多个比对像素间的信号值差异，以产生一相对应于该目标像素的感测值；一计数装置，耦合于该像素检查装置，用以依据该第一场中所有像素的感测值，以产生一相对应于该第一场的计数值；以及一判断电路，耦合于该计数装置，用以根据该计数值产生一相对应于该第一场的判断值，该判断电路包含有：一缓存器，用以储存与该第一场相接邻且位于该第一场之前的多个场的计数值；一运算单元，耦合于该缓存器，用以将该第一场的计数值与一第二临界值以及一第三临界值进行比较，若该第一场的计数值未界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则依据该第一场的计数值以产生该判断值，若该第一场的计数值界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则将该第一场的计数值与储存于该缓存器中的计数值进行运算，以产生该判断值；其中该判断值是代表该第一及第二场所组成的一帧有无影像锯齿现象或是有无场位移或是两者。
本发明的视频检测方法包含有：比较位于一第一场的一目标扫瞄线中的一目标像素数据，以及在于一第二场内与该目标扫瞄线相对应的一第一扫瞄线及一第二扫瞄线中的多个比对像素间的信号值差异；依据这些信号值差异，产生一相对应于该目标像素的感测值；依据该第一场中所有像素的感测值，产生相对应于该第一场的一计数值；以及将该第一场的计数值与一第二临界值以及一第三临界值进行比较，若该第一场的计数值未界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则依据该第一场的计数值以产生一判断值，若该第一场的计数值界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则将该第一场的计数值和与该第一场相接邻且位于该第一场之前的多个场的计数值进行运算，以产生该判断值；其中该判断值是代表该第一及第二场所组成的帧有无影像锯齿现象或是有无场位移或是两者。
本发明的另一种视频检测装置，该检测装置包含有：一像素检查装置，用以检测出一目标扫描线中一目标像素与第一扫描线上相对应的像素所形成的第一边缘，以及与第二扫描线上相对应的像素所形成的第二边缘，以依据该第一与第二边缘产生相对应于该目标像素的感测值；一计数装置，耦合于该像素检查装置，用以依据该像素检查装置输出的感测值，以产生相对应于该第一场的计数值；以及一判断电路，耦合于该计数装置，用以将该第一场的计数值与一第二临界值以及一第三临界值进行比较，若该第一场的计数值未界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则依据该第一场的计数值以产生一判断值，若该第一场的计数值界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则将该第一场的计数值和与该第一场相接邻且位于该第一场之前的场的计数值进行运算，以产生该判断值。
本发明整合了两个领域的视频检测技术，大幅降低了检测时的复杂度，并有效地降低实作时的成本。
附图简述
图1为一帧的示意图。
图2为本发明的视频检测装置的一实施例的示意图。
图3为本发明的视频检测方法的流程图。
图4为图2中判断电路产生该判断值的一较佳实施例流程图。
图5为图2中计数装置的一实施例的示意图。
图6为图2中运算单元的一实施例的示意图。
附图符号说明
100                            帧
102、104、106、108、110、      像素
112、114、116、118、120、
122、124、126、128、130
200                            视频检测装置
210                            像素检查装置
212、214     延迟器
216、218     减法器
220          比较器
222、224     低通滤波器
230          计数装置
232          定限阀
234          计数器
240          判断电路
242          运算单元
244          缓存器
具体实施方式
在以下说明中所提到的本发明的实施例，在实作上可以应用模拟处理、数字处理、或是结合数字与模拟处理的技术，亦可应用软件技术进行数字信号的处理。
请参考图1。图1为一帧(Frame)100的示意图。帧100是由一第一场Fn与一第二场Fn-1交错而成，该第一场Fn中的水平扫描线包含有扫描线10、30等等，而在该第一场Fn之前的该第二场Fn-1中的水平扫描线则包含有扫描线20、40等等。像素102、104、...、128、130是为帧100中的部分像素。
请参考图2。图2为本发明的视频检测装置的一实施例的示意图200。视频检测装置200包含有一像素检查装置210，用以接收并处理一视频数据；一计数装置230，耦合于像素检查装置210，用以产生一计数值；以及一判断电路240，耦合于计数装置230，用以根据该计数值产生一判断值。像素检查装置210包含有一第一延迟器212、一第二延迟器214、一第一减法器216、一第二减法器218、以及一比较器220。另外，像素检查装置210可在适当的位置使用低通滤波器滤除噪声，例如在视频数据的输入端配置一低通滤波器，或是如图2所示，在第一减法器216、第二减法器218与比较器220间，分别耦合一第一低通滤波器222以及一第二低通滤波器224。在实际上低通滤波器的位置与数目均可依需要而调整。像素检查装置210所接收到的视频数据，可以是黑白视频，亦可为模拟或数字格式的色差信号(Component Video)，如RGB、Y/I/Q、Y/U/V、Y/R-Y/B-Y、Y/Cr/Cb等等。第一延迟器212与第二延迟器214的功能主要是暂存先前的视频数据，以分别提供延迟N条及N+1条扫描线后的视频数据。N的数目可依不同的视频规格而调整，例如在NTSC规格中N是262，在PAL规格中N是312。若当前输入像素检查装置210的视频数据流为图1中该第一场Fn的一目标扫描线30，则第一延迟器212所提供的数据流为该第二场Fn-1的扫描线40，而第二延迟器214所提供的数据流则为该第二场Fn-1的扫描线20。如熟习此项技艺者所熟知，以其它硬件、软件、或硬件与软件混合处理的技术亦可达成相等的功效。
计数装置230可包含有一定限阀(Threshold)232以及一计数器234，图5所绘示即为计数装置230的一实施例的示意图。图2中的判断电路240可包含有一运算单元242及一缓存器244，其中运算单元242的一实施例的示意图绘示于图6。以下以流程图方式说明本发明的视频检测装置200的运作情形。
图3所绘示为本发明的视频检测方法的流程图300，其包含有以下步骤：
步骤302：开始。
步骤304：比较位于一第一场的一目标扫瞄线中的一目标像素数据，以及在一第二场内与该目标扫瞄线相对应的一第一扫瞄线及一第二扫瞄线中的多个比对像素间的信号值差异。
步骤306：依据该目标像素数据与这些比对像素间的信号值比较结果，产生一相对应于该目标像素的感测值。
步骤308：依据该第一场中所有像素的感测值，产生相对应于该第一场的一计数值。
步骤310：依据该计数值产生一判断值。
步骤312：结束。
在步骤304中，像素检查装置210会计算位于一目标扫描线30中的一目标像素116的信号值，与邻近扫描线中的多个比对像素的信号值(例如亮度值等)的差异。例如，像素检查装置210可利用第一减法器216将目标像素116的信号值减去扫描线40中的一比对像素126的信号值，且利用第二减法器218将目标像素116的信号值减去另一扫描线20中的一比对像素106的信号值，并将两运算值传送到比较器220。
请再参考图1。目标像素116与比对像素106、126是位于帧100的同一垂直线上，如此一来，由第一减法器216与第二减法器218运算后所得到的结果，即代表目标像素116与邻近扫描在线比对像素的信号值差异。
接着，在步骤306中，比较器220会对接收到的两个差异值进行判断，以产生一相对应于目标像素116的感测值。例如，当比较器220所接收到的两个运算值均不为0且正负号相反时，则比较器220会输出逻辑1信号(目标像素116与比对像素106、126有锯齿现象)，而其它情况下则输出逻辑0信号。
在本发明的一较佳实施例中，计数装置230在步骤308会利用定限阀232计算由比较器220所传来该第一场Fn的目标扫描线30中所有像素的感测值的总和，并与一第一临界值相比较，以产生一相对应于目标扫瞄线30的比较值。对于该第一场Fn中的每一条扫描线而言，定限阀232均会产生一对应的比较值，并由计数器234进行加总，例如，若目标扫描线30中所有像素的感测值的总和大于该第一临界值，则定限阀232会输出逻辑1信号，反之则输出逻辑0信号。计数器234会计算该第一场Fn中所有扫描线的比较值的总和，以产生一相对应于该第一场Fn的计数值CNT_Fn。当然亦可将定限阀232省略，直接由计数器234进行加总，则计数器234输出的计数值代表该场的所有像素的感测值的总和。
接下来在步骤310中，如熟习此项技艺者所熟知，在实作上本发明的判断电路240如图6所示，可直接以一临界值判断之，或是直接藉由两临界值判断之，若介于两临界值之间，则再藉由其它相关信息辅助判断之。例如，在本发明的一较佳实施例中，判断电路240的运算单元242接收到计数器234所传送过来的计数值CNT_Fn后，会将该计数值CNT_Fn与该第一场Fn之前的多个场Fn-1、Fn-2的计数值进行运算，以产生一判断值。一缓存器244所暂存的数据包含有在该第一场Fn之前的该第二场Fn-1的计数值CNT_Fn-1，以及在该第二场Fn-1之前的一第三场Fn-2的计数值CNT_Fn-2。换言之，计数值CNT_Fn、CNT_Fn-1、以及CNT_Fn-2即为三个相邻的场的计数值。运算单元242在步骤310中对该计数值CNT_Fn与暂存于缓存器244中的计数值CNT_Fn-1及CNT_Fn-2进行运算后所产生的该判断值，即代表该第一场Fn与该第二场Fn-1之间有无场位移发生，亦代表该第一场Fn与该第二场Fn-1所交错而成的帧100中有无影像锯齿现象发生。
以下以流程图方式说明在本发明的一较佳实施例中，判断电路240对这些计数值(即CNT_Fn、CNT_Fn-1及CNT_Fn-2)进行运算而产生该判断值的过程。
请参考图4。图4为图2中判断电路240产生该判断值的一较佳实施例流程图400，其包含有以下步骤：
步骤402：开始。
步骤404：利用运算单元242判断该第一场的计数值CNT_Fn是否大于一第二临界值，若否，则进行步骤416。
步骤406：判断该第一场的计数值CNT_Fn是否大于一第三临界值，若是，则进行步骤414。
步骤408：判断CNT_Fn与CNT_Fn-2相减后的绝对值是否小于一第四临界值，若是，则进行步骤412。
步骤410：判断CNT_Fn与CNT_Fn-1相减后的绝对值是否小于一第五临界值，若是，则进行步骤416。
步骤412：判断CNT_Fn减去CNT_Fn-1后的值是否小于一第六临界值，若是，则进行步骤416；若否，则进行步骤414。其中该第六临界值为一负数值。
步骤414：输出逻辑1信号作为该判断值，代表该第一场Fn与该第二场Fn-1之间有场位移产生，亦代表存有影像锯齿现象。
步骤416：输出逻辑0信号作为该判断值，代表该第一场Fn与该第二场Fn-1之间无场位移产生，亦代表没有影像锯齿现象。
步骤418：结束。
如熟习此项技艺者所熟知，每一场的计数值与其前一场两者间的变化幅度有关，因此，视频数据中的场序列模式或所谓的影片模式(Film Mode)，亦会影响到连续场间的计数值变化。
在本发明的视频检测方法的一较佳实施例中，运算单元242会利用该第一场Fn和与其邻接的两个先前场(Fn-1、Fn-2)的计数值的变化关系，来辅助运算单元242判断该第一场Fn与该第二场Fn-1间是否有场位移(或由该第一场Fn与该第二场Fn-1所交错而成的帧100中有无影像锯齿现象)。如此一来，不论输入的视频数据是NTSC规格、PAL规格、或是不规则的影片模式，只要该第一场Fn与该第二场Fn-1间有场位移发生(或是帧100存在影像锯齿现象)，本发明的运算单元242都能检测出来。
前述流程图400的步骤仅为本发明的判断电路240产生该判断值的一较佳实施例，熟习此项技艺者可依需要自行调整流程图400中的各项参数。其判断的步骤也可以做对应的调整或调动。
在本发明的另一实施例中，像素检查装置210在计算目标像素116与其它比对像素间的信号值差异时，除了可采用像素为基(Pixel-based)的计算方式，亦可采用边缘检测(Edge Detection)的方式作为计算的基础。换言之，像素检查装置210的两个减法器(216、218)均可分别以一边缘检测器(Edge Detector)取代。例如，像素检查装置210可以目标像素116作为边缘检测的中心，找出与扫描线20上相对应的像素所形成的一第一边缘，以及与扫描线40上相对应的像素所形成的一第二边缘。当比较器220检查出该第一边缘与该第二边缘两者的斜率乘积为负数时，则输出逻辑1信号，而其它的情况下则输出逻辑0信号。前述的边缘检测器可应用熟习此项技艺者所熟知的各种边缘检测方式，找出目标像素116与前后扫描在线的像素所形成的两条边缘线，以供比较器220依预设方式产生相对应于目标像素116的该感测值。
另外，在本发明的另一实施例中，计数装置230可仅包含一计数器234，而不需要定限阀232。在此情况下，计数器234会加总该第一场Fn中所有像素的感测值，并将加总的结果输出作为相对应于该第一场Fn的计数值CNT_Fn’。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1. 一种视频检测装置，该检测装置包含有：
一像素检查装置，用以处理一第一场中一目标扫瞄线的一目标像素，藉由比较于一第二场内与该目标扫瞄线相对应的一第一扫瞄线及一第二扫瞄线中的多个比对像素间的信号值差异，以产生相对应于该目标像素的一感测值；
一计数装置，耦合于该像素检查装置，用以依据该像素检查装置输出的感测值，以产生相对应于该第一场的一计数值；以及
一判断电路，耦合于该计数装置，用以根据该计数值产生一判断值，该判断电路包含有：
一缓存器，用以储存与该第一场相接邻且位于该第一场之前的多个场的计数值；
一运算单元，耦合于该缓存器，用以将该第一场的计数值与一第二临界值以及一第三临界值进行比较，若该第一场的计数值未界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则依据该第一场的计数值以产生该判断值，若该第一场的计数值界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则将该第一场的计数值与储存于该缓存器中的计数值进行运算，以产生该判断值。
2. 如权利要求1所述的检测装置，其中，该判断值是代表该第一及第二场所组成的一帧有无影像锯齿现象、或有无场位移或两者。
3. 如权利要求1所述的检测装置，其中，该计数装置是一计数器，用以加总该第一场中所有像素的感测值，以产生该计数值。
4. 如权利要求1所述的检测装置，其中，该计数装置另可包含有：
一定限阀，用以比较该第一场中一扫瞄线的所有像素的感测值的总和与一第一临界值，以产生一相对应于该扫瞄线的比较值；以及
一计数器，耦合于该定限阀，用以计算该第一场中所有扫瞄线的比较值总和，以产生该计数值。
5. 如权利要求1所述的检测装置，其中，该像素检查装置包括：
一第一延迟器，用以输出该第一扫瞄线的比对像素；
一第二延迟器，用以输出该第二扫瞄线的比对像素；
一第一减法器，接收该目标像素及该第一扫瞄线的比对像素，并输出一第一信号差异值；
一第二减法器，接收该目标像素及该第二扫瞄线的比对像素，并输出一第二信号差异值；以及
一比较器，接收该第一与第二信号差异值，并输出该目标像素的该感测值。
6. 一种视频检测方法，其包含有：
比较位于一第一场的一目标扫瞄线中的一目标像素数据，以及在一第二场内与该目标扫瞄线相对应的一第一扫瞄线及一第二扫瞄线中的多个比对像素间的信号值差异；
依据该目标像素数据与这些比对像素间的信号值比较结果，产生一相对应于该目标像素的感测值；
依据该第一场中所有像素的感测值，产生相对应于该第一场的一计数值；以及
将该第一场的计数值与一第二临界值以及一第三临界值进行比较，若该第一场的计数值未界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则依据该第一场的计数值以产生一判断值，若该第一场的计数值界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则将该第一场的计数值和与该第一场相接邻且位于该第一场之前的多个场的计数值进行运算，以产生该判断值。
7. 如权利要求6所述的方法，其另包含有：
加总该第一场中一扫瞄线的所有像素的感测值，并比较这些感测值的总和与一第一临界值，以产生一相对应于该扫瞄线的比较值；以及
计算该第一场中所有扫瞄线的比较值总和，以产生该计数值。
8. 如权利要求6所述的方法，其中，该判断值是代表该第一及第二场所组成的一帧有无影像锯齿现象、或有无场位移或两者。
9. 一种视频检测装置，该检测装置包含有：
一像素检查装置，用以检测出一目标扫描线中一目标像素与第一扫描线上相对应的像素所形成的第一边缘，以及与第二扫描线上相对应的像素所形成的第二边缘，以依据该第一与第二边缘产生相对应于该目标像素的感测值；
一计数装置，耦合于该像素检查装置，用以依据该像素检查装置输出的感测值，以产生相对应于该第一场的计数值；以及
一判断电路，耦合于该计数装置，用以将该第一场的计数值与一第二临界值以及一第三临界值进行比较，若该第一场的计数值未界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则依据该第一场的计数值以产生一判断值，若该第一场的计数值界于该第二临界值与该第三临界值之间时，则将该第一场的计数值和与该第一场相接邻且位于该第一场之前的场的计数值进行运算，以产生该判断值。
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