CN101005567A - 边缘区域确定设备及方法 - Google Patents

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CN101005567A CNA2007100019559A CN200710001955A CN101005567A CN 101005567 A CN101005567 A CN 101005567A CN A2007100019559 A CNA2007100019559 A CN A2007100019559A CN 200710001955 A CN200710001955 A CN 200710001955A CN 101005567 A CN101005567 A CN 101005567A
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金命哉
李浩燮
姜政佑
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Abstract

提供一种用于图像的静态部分的边缘区域确定设备，所述确定设备包括：像素边缘确定部件，以像素为单位确定当前帧的像素边缘区域和先前帧的像素边缘区域；块边缘确定部件，将当前帧和先前帧的每个分割为多个块，并基于在多个块的每个块中的像素边缘区域，以块为单位计算块边缘区域，所述多个块的每个块包括多个像素；和边缘映射产生部件，基于计算的块边缘区域产生边缘映射。

Description

边缘区域确定设备及方法
本申请要求于2006年1月18日提交到韩国知识产权局的第2006-0005577号韩国专利申请的优先权，该申请公开于此以资参考。
技术领域
本发明涉及一种边缘区域确定设备及方法，更具体地讲，涉及一种能够确定图像的静态部分的边缘区域的边缘区域确定设备及边缘区域确定方法。
背景技术
通常，帧率转换(FRC)涉及将输入视频信号的频率转换为匹配输出格式的频率。例如，新插补帧被插入原始帧之间以将50Hz的视频信号转换为100Hz的视频信号。
通常，对于这样的插补帧的插入，帧率转换器估计先前帧和当前帧之间的运动以产生运动矢量，并基于产生的运动矢量产生插补帧。
然而，传统帧率转换器甚至估计在不透明标志、半透明标志、同屏显示等中的图像的静态部分(诸如字符和在特定时间段静止的区域)的运动。因此，传统帧率转换器由于在图像静态部分的性能恶化，具有图像质量较差的问题。
因此，需要传统帧率转换器具有确定图像的静态部分的边缘区域的设备，以便检测图像的静态部分。此外，由于以块为单位典型地计算每帧的运动矢量，因此这样的图像的静态部分的边缘区域确定设备需要以块为单位计算图像的静态部分的边缘区域。
发明内容
本发明的示例性实施例克服上述缺点和上面没有描述的其他缺点。此外，本发明不需要克服上述缺点，并且本发明的示例性实施例可不克服上述任何问题。
因此，本发明的一方面提供一种能够以块为单位确定图像的静态部分的边缘区域的边缘区域确定设备及边缘区域确定方法。
本发明的前述和其他方面也可通过提供一种用于图像的静态部分的边缘区域确定设备来实现，所述边缘区域设备包括：像素边缘确定部件，以像素为单位确定当前帧的像素边缘区域和先前帧的像素边缘区域；块边缘确定部件，将当前帧和先前帧的每个分割为多个块，并基于在多个块的每个块中的像素边缘区域，以块为单元计算块边缘区域，所述多个块的每个块包括多个像素；和边缘映射产生部件，基于计算的块边缘区域产生边缘映射。
根据本发明的另一方面，所述像素边缘确定部件将亮度变化大于参考亮度级的像素确定为像素边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述块边缘确定部件包括水平边缘确定部件，所述水平边缘确定部件计算多个块的每个块在水平方向上连续像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为水平块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述水平边缘确定部件分别计算在当前帧和先前帧中的水平方向上连续像素边缘区域的数目，并将计算的设置在先前帧和当前帧的相同位置的像素边缘区域的数目大于参考数目的块定义为水平块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述块边缘确定部件包括簇边缘确定部件，所述簇边缘确定部件基于设置在当前帧的每个块中的像素边缘区域和设置在先前帧的每个块中的像素边缘区域的运动程度来确定簇块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述簇边缘确定部件基于设置在当前帧的每个块中的像素边缘区域的数目和设置在先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目的变化确定运动程度。
根据本发明的另一方面，所述簇边缘确定部件基于包括在当前帧的每个块中的像素边缘区域和先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目，以及设置在当前帧和先前帧的相同位置的像素边缘区域的数目，来确定簇块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述簇边缘确定部件将根据下面等式的边缘变化大于参考值的块确定为簇块边缘区域：
EdgeVariation = nEQUAL B ( nCPixel B + nPPixel B ) / 2
其中，nEQUALB是设置在相同位置的当前帧的块的像素边缘区域和先前帧的块的像素边缘区域的数目，nCPixelB是包括在当前帧的块中的像素边缘区域的数目，nPPixelB是包括在先前帧的块中的像素边缘区域的数目。
根据本发明的另一方面，所述每个块包括多个子块，其中，所述簇边缘确定部件计算子块的边缘变化。
根据本发明的另一方面，所述像素边缘确定部件基于多个参考亮度级确定多个像素边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述簇边缘确定部件根据多个参考亮度级选择每个块的像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级，并将基于根据所选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于参考值的块确定为簇块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述簇边缘确定部件根据多个参考亮度级选择每个块的像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级，当基于根据所选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于第一边缘参考值时，将块确定为簇块边缘区域，当边缘变化小于第二边缘参考值时，确定块不是簇块边缘区域，并且当边缘变化处于第一边缘参考值和第二边缘参考值之间时，基于根据单独的参考亮度级的像素边缘区域进行再次确定。
根据本发明的另一方面，所述块边缘确定部件包括垂直边缘确定部件，所述垂直边缘确定部件计算每个块在垂直方向上的连续像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考值的块确定为垂直块边缘区域。
根据本发明的另一方面，当块包括n×m个像素并且在n列中的至少一列中的m个像素包括像素边缘区域时，所述垂直边缘确定部件将所述块确定为垂直块边缘区域。
根据本发明的另一方面，如果包括在n列中的至少一列中的m个像素包括像素边缘区域，则所述垂直边缘确定部件将边缘变化大于参考值的块确定为垂直块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述边缘映射产生部件使用确定优先次序的水平边缘确定部件、簇边缘确定部件和垂直边缘确定部件来区分块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述边缘映射产生部件确定块是否是水平块边缘区域，以便将所述块设置为水平块边缘区域；确定所述块是否是垂直块边缘区域，以便如果确定所述块不是水平块边缘区域，则将所述块设置为垂直块边缘区域；并且基于剩余的块是簇块边缘区域，将剩余的块设置为簇块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述图像的静态部分包括标志和同屏显示图片的至少一个。
本发明的前述和其他方面也可通过提供一种用于图像静态部分的边缘区域确定方法来实现，所述方法包括：以像素为单位确定当前帧的像素边缘区域和先前帧的像素边缘区域；将当前帧和先前帧的每个分割为多个块；基于像素边缘区域以块为单位计算块边缘区域；和基于计算的块边缘区域产生边缘映射。
根据本发明的另一方面，确定像素边缘区域的步骤包括：确定像素之间的亮度变化是否大于参考亮度级；如果确定像素之间的亮度变化大于参考亮度级，则将亮度变化大于参考亮度级的像素确定为像素边缘区域。
根据本发明的另一方面，计算块边缘区域的步骤包括：计算在水平方向上每个块的连续像素边缘区域的数目；和将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为水平块边缘区域。
根据本发明的另一方面，确定簇块边缘区域的步骤包括：基于包括在当前帧的每个块中的像素边缘区域和包括在先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目，以及在当前帧和先前帧的相同位置的像素边缘区域的数目，来确定簇块边缘区域。
根据本发明的另一方面，所述每个块包括多个子块，其中，确定簇块边缘区域的步骤包括计算子块的边缘变化。
根据本发明的另一方面，确定像素边缘区域的步骤包括：基于多个参考亮度级确定多个像素边缘区域，其中，确定簇块边缘区域的步骤包括：根据多个参考亮度级选择每个块的像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级；当基于根据所选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于第一边缘参考值时，将块确定为簇块边缘区域；当边缘变化小于第二边缘参考值时，确定块不是簇块边缘区域；和当边缘变化处于第一边缘参考值和第二边缘参考值之间时，基于根据单独的参考亮度级的像素边缘区域进行再次确定。
根据本发明的另一方面，计算块边缘区域的步骤包括：计算每个块在垂直方向上的连续像素边缘区域的数目；和将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。
根据本发明的另一方面，产生边缘映射的步骤包括：确定水平块边缘区域、垂直块边缘区域和簇块边缘区域优先次序；和根据所述优先次序产生边缘映射。
根据本发明的另一方面，根据优先次序产生边缘映射的步骤包括：确定块是否是水平块边缘区域；如果确定所述块是水平块边缘区域，则将所述块设置为水平块边缘区域；如果确定所述块不是水平块边缘区域，则确定所述块是否是为垂直块边缘区域；如果确定所述块是垂直块边缘区域，则将所述块设置为垂直块边缘区域；和如果确定剩余的块是簇块边缘区域，则将剩余的块设置为簇块边缘区域。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和/或其它方面和优点将会变得清楚和更加容易理解，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的边缘区域确定设备的框图；
图2是根据本发明示例性实施例的边缘区域确定部件的详细框图；
图3A是示出根据本发明示例性实施例的在先前帧的一个块中每个像素的像素边缘区域和除了像素边缘区域以外的区域的示图；
图3B是示出根据本发明示例性实施例的在当前帧的一个块中每个像素的像素边缘区域和除了像素边缘区域以外的区域的示图；
图4是示出根据本发明示例性实施例的边缘区域确定设备的操作的流程图；和
图5是示出根据本发明示例性实施例的边缘区域确定部件的簇边缘确定部件的操作的流程图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的示例性实施例，其示例示出在附图中。
如图1和图2所示，根据本发明示例性实施例的边缘区域确定设备100包括边缘区域确定部件30，所述边缘确定部件30包括：像素边缘确定部件31、块边缘确定部件34以及边缘映射产生部件38。此外，边缘区域确定设备100可包括：信号接收部件10、信号处理部件20、运动估计部件50、存储器55、插补帧产生部件70以及显示器90。
信号接收部件10从外部视频源接收视频信号。信号接收部件10可包括通过其可输入不同格式的不同视频信号的终端，例如，但不限于用于合成信号的合成输入终端、用于S-video信号的S-video输入终端、用于分量信号的分量输入终端、用于PC信号的PC输入终端以及用于TV信号的TV输入终端中的至少一个。将在信号接收部件10中接收的视频信号的每帧显示在显示器90上。
信号处理部件20将从信号接收部件10输入的视频信号处理为可在显示器90上显示的格式。信号处理部件20在控制单元(未示出)的控制下，对与视频信号相应的图像进行处理，以便在显示器90上显示所述图像。
尽管在图1中示出信号处理单元20位于边缘区域确定部件30的输入级，但是应该理解，信号处理单元20可被设置在插补帧产生部件70的输出级。
如上所述，边缘区域确定部件30包括：像素边缘确定部件31、块边缘确定部件34以及边缘映射产生单元38。
边缘区域确定部件30确定图像的静态部分的边缘区域，并将确定的边缘区域输出到运动估计部件50。从边缘区域确定部件30输出的边缘区域用作运动估计器50的参考以产生运动向量。在本示例性实施例中，图像的静态部分包括：标志、界面图片等。
在本示例性实施例中，标志包括不透明标志和半透明标志中的至少一个，界面图片可包括各种图片，例如，同屏显示(OSD)图片。在此情况下，作为标志、同屏显示图片等与其他图片之间的边界的边缘区域随着其亮度而改变。因此，在本示例性实施例中，为了确定边缘区域，边缘区域确定部件30可发现亮度变化高于特定级的区域。
像素边缘确定部件31以像素为单位确定图像的静态部分的边缘区域。像素边缘确定部件31以像素为单位确定当前帧和先前帧的边缘区域以设置其各自的像素边缘区域。在此情况下，像素边缘确定部件31可基于存储在存储器55中的关于先前帧的信息计算像素边缘区域，并输入关于当前帧的信息。
像素边缘确定部件31可分别计算在当前帧中的像素之间和先前帧中的像素之间的亮度变化，并确定计算的亮度变化超出参考亮度级的像素作为上述的像素边缘区域。
参考图2，像素边缘确定部件31包括：当前帧像素边缘确定部件33，确定当前帧的像素边缘区域；以及先前帧像素边缘确定部件32，确定先前帧的像素边缘区域。
像素边缘确定部件31可基于多个参考亮度级确定像素边缘区域。
例如，假设亮度变化分布在从0到10的范围之内，第一参考亮度级是7，第二参考亮度级是5，第三参考亮度级是3。这里，对于第一参考亮度级，对每一帧的所有像素来说，像素边缘确定部件31可将亮度变化大于7的像素设置为1，将亮度变化小于7的像素设置为0，并将设置为1的像素定义为像素边缘区域。此外，对于第二参考亮度级，像素边缘确定部件31可将亮度变化大于5的像素设置为1，将亮度变化小于5的像素设置为0，并将设置为1的像素定义为像素边缘区域。此外，对于第三参考亮度级，像素边缘确定部件31可将亮度变化大于3的像素设置为1，将亮度变化小于3的像素设置为0，并将设置为1的像素定义为像素边缘区域。
块边缘确定部件34将当前帧和先前帧分割为多个块，每个块包括多个像素，并且块边缘确定部件34基于每一块中的像素边缘区域以块为单位计算块边缘区域。也就是说，块边缘确定部件34确定每一块是否是边缘区域，并将确定为边缘区域的块定义为块边缘区域。
再参照图2，块边缘确定部件34可包括：水平边缘确定部件36、簇边缘确定部件35以及垂直边缘确定部件37。
水平边缘确定部件36可计算各个块在水平方向上连续的像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块定义为水平块边缘区域。
水平边缘确定部件36接收关于当前帧的水平方向的像素边缘区域的信息CH以及关于先前帧的水平方向的像素边缘区域的信息PH。这里，关于水平方向的像素边缘区域的信息CH指的是关于在一个帧里的像素的各水平线的像素边缘区域的信息。
水平边缘确定部件36计算在各个当前帧和先前帧的水平方向上的连续像素边缘区域。此外，水平边缘确定部件36比较关于在当前帧的水平方向上的连续像素边缘区域的信息CH和关于在先前帧的水平方向上的连续像素边缘区域的信息PH。此时，水平边缘确定部件36计算设置在各个帧的相同位置的像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的像素边缘区域定义为水平块边缘区域。
现在，将参照图3A和图3B更加详细地描述像素边缘区域。
图3A是示出先前帧的一个块的示图，图3B是示出当前帧的一个块的示图。在图3A和图3B中示出的块被设置在彼此的相应位置。这里假设，每个块包括10×10矩阵的形式的像素。
参照图3A和图3B，第一水平线和第二水平线的每个具有设置在当前帧和先前帧的相同位置的一个像素边缘区域。
此外，第三水平线具有设置在其上相同位置的8个连续像素边缘区域，从第四到第九水平线的每个具有设置在其相同位置的7个连续像素边缘区域，第十水平线具有设置在其上相同位置的5个连续像素边缘区域。
在此情况下，由大于6个连续像素边缘区域构成的7条水平线属于水平线像素边缘区域。
在本示例性实施例中，如果块包括属于水平线像素边缘区域并且其数目大于特定数目的像素边缘区域，则水平边缘确定部件36可将该块定义为水平块边缘区域。例如，在图3A和图3B中示出的各个块包括50个属于水平线像素边缘区域的像素边缘区域。在此情况下，如果特定数目小于50，则水平边缘确定部件36将该块定义为水平块边缘区域。
作为可选示例性实施例，根据包括水平线像素边缘区域的水平线的数目是否大于特定数目，水平边缘确定部件36可将相应的块定义为水平块边缘区域。在此情况下，水平边缘确定部件36可计算关于在水平方向的边缘区域的信息。当诸如OSD的图片显示在显示器90上时，可适当地使用计算的关于在水平方向的边缘区域的信息。
在如上所述确定各个块是否是水平块边缘区域之后，水平边缘确定部件36将确定结果输出到边缘映射产生部件38。
簇边缘确定部件35基于设置在当前帧中的各个块的像素边缘区域的运动程度以及设置在先前帧中的各个块的像素边缘区域的运动程度确定簇块边缘区域。更具体地讲，簇边缘确定部件35可基于设置在当前帧中的各个块的像素边缘区域以及设置在先前帧中的各个块的像素边缘区域的数目变化来确定像素边缘区域的运动程度。
簇边缘确定部件35可分别基于包括在当前帧的块中和先前帧的块中的像素边缘区域的数目并基于设置在相同位置的当前帧和先前帧的像素边缘区域的数目，来确定簇块边缘区域。在此情况下，簇边缘确定部件35可基于从像素边缘确定部件31输入的关于当前帧在水平方向上的连续像素边缘区域的信息CH、关于先前帧在水平方向上的连续像素边缘区域的信息PH、关于当前帧在垂直方向上的连续像素边缘区域的信息CV以及关于先前帧在垂直方向上的连续像素边缘区域的信息PV来确定簇块边缘区域。
在本示例性实施例中，簇边缘确定部件35可将边缘变化大于参考值的块确定为簇块边缘区域，边缘变化如下面的等式1所示。
  EdgeVariation = nEQUAL B ( nCPixel B + nPPixel B ) / 2 等式1
其中，nEQUALB是设置在相同位置的当前帧的块的像素边缘区域和先前帧的块的像素边缘区域的数目，nCPixelB是包括在当前帧的块中的像素边缘区域的数目，nPPixelB是包括在先前帧的块中的像素边缘区域的数目。
参照3A和图3B，在先前帧的块中的像素边缘区域的数目(即，nPPixelB)为66，在当前帧的块中的像素边缘区域的数目(即，nCPixelB)为59，设置在各个帧的相同位置的的像素边缘区域的数目(即，nEQUALB)为57。因此，根据等式1，边缘变化为55/61，即大约是0.9。在此情况下，例如，如果参考值是0.8，则簇边缘确定部件35确定该块是簇块边缘区域，例如，如果参考值是0.95，则簇边缘确定部件35确定该块不是簇块边缘区域。
此外，簇边缘确定部件35可将每个块分割为多个子块，并计算每个子块的边缘变化。此外，基于计算结果，簇边缘确定部件35可根据确定为簇块边缘区域的子块的数目是否大于特定数目来确定该块是否是簇块边缘区域。
例如，现在将参照图3A和图3B描述块被分割为四个具有5×5像素的子块的情况。
在图中，在左上侧的子块的nPPixelB、nCPixelB和nEQUALB分别是17、18和17。在此情况下，根据等式1，边缘变化是34/35，大约是0.97。在左下侧的子块的nPPixelB、nCPixelB和nEQUALB分别是25、25和25。在此情况下，根据等式1，边缘变化是1。在右上侧的子块的nPPixelB、nCPixelB和nEQUALB分别是9、8和7。在此情况下，根据等式1，边缘变化是14/17，大约是0.82。在右下侧的子块的nPPixelB、nCPixelB和nEQUALB分别是15、8和8。在此情况下，根据等式1，边缘变化是16/23，大约是0.69。假设参考值是0.8，三个子块的边缘变化大于该参考值。这里，当子块的数目大于2时，该块可被设置为簇块边缘区域。然而，可根据设计者的方便来改变它。
如上所述，当像素边缘确定部件31基于像素之间的亮度变化的多个参考亮度级确定多个像素边缘区域时，簇边缘确定部件35可选择多个参考亮度级中的一个，并基于与选择的参考亮度级相应的像素边缘区域计算簇块边缘区域。
簇边缘确定部件35可基于根据像素之间的亮度变化的多个参考亮度级的多个像素边缘区域，选择像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级，并将基于根据选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于参考值的块确定为簇块边缘区域。
换句话说，簇边缘确定部件35可选择参考亮度级，在所述参考亮度级，根据像素之间的亮度变化的多个参考亮度级的多个像素边缘区域的像素边缘区域的数目在特定范围之内。此外，当基于根据选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于第一边缘参考值时，簇边缘确定部件35确定该块为簇块边缘区域，并且当边缘变化小于第二边缘参考值时，簇边缘确定部件35确定该块不是簇块边缘区域。在此情况下，当边缘变化处于第一边缘参考值和第二边缘参考值之间时，簇边缘确定部件35可基于根据单独的亮度参考级的像素边缘区域进行再次确定。
如图5所示，簇边缘确定部件35选择像素之间的亮度变化的多个参考亮度级中的一个，并根据选择的参考亮度级确定边缘变化。如果确定边缘变化在特定范围之内，则簇边缘确定部件35根据不同的参考亮度级确定块是否是簇块边缘区域。
图5是示出根据本发明示例性实施例的边缘区域确定部件的簇边缘确定部件的操作的流程图。关于图5，假设像素之间的亮度变化的参考亮度级的数目是3，则根据第一参考亮度级计算的先前帧的每个块的像素边缘区域是P1Pixe，根据第一参考亮度级计算的当前帧的每个块的像素边缘区域是C1Pixel，根据第二参考亮度级计算的先前帧的每个块的像素边缘区域是P2Pixel，根据第二参考亮度级计算的当前帧的每个块的像素边缘区域是C2Pixel，根据第三参考亮度级计算的先前帧的每个块的像素边缘区域是P3Pixel，根据第三参考亮度级计算的当前帧的每个块的像素边缘区域是C3Pixel，。
在本示例性实施例中，第一参考亮度级可大于第二参考亮度级，并且第二参考亮度级可大于第三参考亮度级。然而，各个参考亮度级不限于此。簇边缘确定部件35可对各个块本身执行图5的操作，或者可将每个块分割为多个子块，并对子块执行图5的操作，这将在后面描述。
如图5所示，在操作S31，将每个子块的C1Pixel的数目和P1Pixel的数目输入簇边缘确定部件35。然后，在操作S33，簇边缘确定部件35对C1Pixel和P1Pixel的数目与第一边缘参考值进行比较。在本示例性实施例中，C1Pixel和P1Pixel的数目可与相同的边缘参考值进行比较，并且不同的边缘参考值可用于C1Pixel的数目和P1Pixel的数目的各个比较。
作为比较结果，在操作S33，如果确定C1Pixel和P1Pixel的至少一个的数目大于第一边缘参考值，则在操作S35，簇边缘确定部件35读取C2Pixel的数目和P2Pixel的数目。这是因为难以正确确定具有太多像素边缘区域的子块的边缘区域的运动程度。
在操作S37，簇边缘确定部件35对C2Pixel和P2Pixel的数目与第一边缘参考值进行比较。作为比较结果，在操作S37，如果确定C2Pixel和P2Pixel的至少一个的数目大于第一边缘参考值，则在操作S47，簇边缘确定部件35读取C3Pixel的数目和P3Pixel的数目。其后，在操作S49，簇边缘确定部件35对C3Pixel和P3Pixel的数目与第二边缘参考值进行比较。在此情况下，第二边缘参考值小于第一边缘参考值。
这里，对C3Pixel和P3Pixel的数目与第二边缘参考值进行比较的原因是，难以正确确定具有太少像素边缘区域的子块的边缘区域的运动程度。作为比较结果，在操作S49，如果确定C3Pixel的数目大于第二边缘参考值，并且P3Pixel的数目大于第二边缘参考值，则在操作S51，簇边缘确定部件35根据C3Pixel和P3Pixel计算边缘变化。其后，在操作S59，簇边缘确定部件35基于根据C3Pixel和P3Pixel计算的边缘变化确定相应的子块是否是簇块边缘区域。
换句话说，在操作S49，如果确定C3Pixel和P3Pixel的至少一个的数目小于第二边缘参考值，则在操作S39，簇边缘确定部件35对C2Pixel和P2Pixel的数目与第二边缘参考值进行比较。作为比较结果，如果确定C2Pixel和P2Pixel的数目大于第二边缘参考值，则在操作S41，簇边缘确定部件35根据C2Pixel和P2Pixel计算边缘变化。在操作S43，如果根据C2Pixel和P2Pixel计算的边缘变化在特定范围之外，则在操作S59，簇边缘确定部件35基于计算的边缘变化确定子块是否是簇块边缘区域。
换句话说，在操作S43，如果确定根据C2Pixel和P2Pixel计算的边缘变化在特定范围之内，则在操作S45，簇边缘确定部件35读取C3Pixel的数目和P3Pixel的数目，并且在操作S51，根据C3Pixel和P3Pixel计算边缘变化。其后，在操作S59，簇边缘确定部件35基于根据C3Pixel和P3Pixel计算的边缘变化确定相应的子块是否是簇块边缘区域。
作为C2Pixel和P2Pixel的数目与第一边缘参考值的比较结果，在操作S37，如果确定C2Pixel和P2Pixel的数目小于第一边缘参考值，则在操作S39，簇边缘确定部件35对C2Pixel和P2Pixel的数目与第二边缘参考值进行比较。作为比较结果，如果确定C2Pixel和P2Pixel的数目大于第二边缘参考值，则在操作S41，簇边缘确定部件35根据C2Pixel和P2Pixel计算边缘变化。
在操作S43，如果确定根据C2Pixel和P2Pixel计算的边缘变化在特定范围之外，则在操作S59，簇边缘确定部件35基于计算的边缘变化确定子块是否是簇块边缘区域。换句话说，在操作S43，如果确定根据C2Pixel和P2Pixel计算的边缘变化在特定范围之内，则在操作S45，簇边缘确定部件35读取C3Pixel和P3Pixel的数目。在操作S51，簇边缘确定部件35根据C3Pixel和P3Pixel计算边缘变化，并在操作S59，基于根据C3Pixel和P3Pixel计算的边缘变化确定相应的子块是否是簇块边缘区域。
作为C1Pixel和P1Pixel的数目与第一边缘参考值的比较结果，在操作S33，如果确定C1Pixel的数目和P1Pixel的数目分别小于第一边缘参考值，则在操作S53，簇边缘确定部件35根据C1Pixel和P1Pixel计算边缘变化。在操作S55，如果确定根据C1Pixel和P1Pixel计算的边缘变化在特定范围之外，则在操作S59，簇边缘确定部件35基于根据C1Pixel和P1Pixel计算的边缘变化确定相应的子块是否是簇块边缘区域。
在操作S55，如果确定根据C1Pixel和P1Pixel计算的边缘变化在特定范围之内，则在操作S57，簇边缘确定部件35读取C2Pixel和P2Pixel的数目。在操作S41，簇边缘确定部件35根据C2Pixel和P2Pixel计算边缘变化，并进行上述随后的操作，将省略对其的详细说明。
此外，簇边缘确定部件35对C2Pixel和P2Pixel的数目与第二边缘参考值进行比较。作为比较结果，在操作S39，如果确定C2Pixel和P2Pixel的至少一个的数目小于第二边缘参考值，则在操作S53，簇边缘确定部件35根据C1Pixel和P1Pixel计算边缘变化，并进行上述随后的操作，将省略对其的详细说明。
在本示例性实施例中，在操作S43和S55已确定边缘变化是否在特定范围之内。在边缘变化在特定范围之内的情况下，例如，已描述第一下限到第二上限的范围。在此情况下，如果边缘变化小于第一下限，则相应的子块具有高的运动程度，因此，将不会被确定为簇块边缘区域。相反，如果边缘变化大于第二上限，则相应的子块具有低的运动程度，因此，将会被确定为簇块边缘区域。当簇边缘确定部件35基于第三亮度参考值确定子块是否是簇块边缘区域时，可根据基于第三亮度参考值的边缘变化是否大于单独的参考值，而不需确定所述边缘变化是否在特定范围之内，来确定子块是否是簇块边缘区域。
在此方式下，簇边缘确定部件35可确定所有的子块是否是簇块边缘区域，并基于与簇块边缘区域相应的子块的数目确定相应的块是否是簇块边缘区域。
簇边缘确定部件35确定每个块是否是簇块边缘区域，并将确定结果输出到边缘映射产生部件38。
垂直边缘确定部件37计算在垂直方向上的连续像素边缘区域的数目，并将具有计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。
垂直边缘确定部件37可基于关于当前帧在垂直方向上的连续像素边缘区域的信息CV和关于先前帧在垂直方向上的连续像素边缘区域的信息PV，将块确定为垂直块边缘区域。此外，应该理解，垂直边缘确定部件37可基于关于像素边缘区域的其他信息将块确定为垂直块边缘区域。
例如，假设每个块包括n×m个像素，并且包括在n列中的至少一列的m个像素包括像素边缘区域，则垂直边缘确定部件37可将每列具有m个包括像素边缘区域的列的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。
作为本发明的另一实施例，垂直边缘确定部件37可以以与簇边缘确定部件35相同的方式计算边缘变化，并且将计算的边缘变化大于参考值并且每列具有m个包括像素边缘区域的像素的列的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。
参照图3A和图3B，计算设置在先前帧和当前帧的相同位置的像素边缘区域的数目。在这些图中，包括在先前帧和当前帧的第一列的相同位置中的像素边缘区域的数目为10，包括在先前帧和当前帧的第二列的相同位置中的像素边缘区域的数目为8，包括在在先前帧和当前帧的第三列到第五列的相同位置中的像素边缘区域的数目分别为8，包括在先前帧和当前帧的第六列和第七列的相同位置中的像素边缘区域的数目分别为7，包括在先前帧和当前帧的第八列的相同位置中的像素边缘区域的数目为1，包括在先前帧和当前帧的第9列和第10列的相同位置中的像素边缘区域的数目为0。
在本示例性实施例中，垂直边缘确定部件37可确定像素边缘区域的数目大于特定数目的列，并可将包括在相应列中的像素边缘区域的数目大于参考数的块确定为垂直块边缘区域。作为另一示例性实施例，垂直边缘确定部件37可确定像素边缘区域的数目大于特定数目的列，并可将相应列的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。
例如，参照图3A和图3B，垂直边缘确定部件37可计算像素边缘区域的数目为10的列的数目，也就是说，像素边缘区域的数目对应于包括在相应列中的像素的数目。如图3A和图3B所示，仅第一列具有10个像素边缘区域。当像素边缘区域的数目为10的列的数目大于参考数目时，垂直边缘确定部件37可将该块确定为垂直块边缘区域。
如上所述，垂直边缘确定部件37可将列的数目大于参考数目并且根据等式1的边缘变化大于特定值的块确定为垂直块边缘区域。在本示例性实施例中，像簇边缘确定部件35一样，应该理解，垂直边缘确定部件37也可将每个块分割为多个子块，计算每个子块的边缘变化，并基于计算的边缘变化计算边缘变化大于参考值的子块的数目。
垂直边缘确定部件37确定每个块是否是垂直块边缘区域，并将确定结果输出到边缘映射产生部件38。
基于在块边缘确定部件34中确定的块边缘区域，边缘映射产生部件38产生每个块的边缘映射。在本示例性实施例中，如果块边缘确定部件34使用多种方法确定每个块的块边缘区域，则边缘映射产生部件38可根据方法的优先次序产生边缘映射。
如上所述，当块边缘确定部件34包括水平边缘确定部件36、簇边缘确定部件35以及垂直边缘确定部件37，可使用确定优先次序的确定部件36、35和37区分彼此的块边缘区域。在此情况下，块边缘区域包括：水平块边缘区域、垂直块边缘区域以及簇块边缘区域。
根据本发明示例性实施例，如果水平边缘确定部件36、垂直边缘确定部件37以及簇边缘确定部件35按次序确定优先权，则边缘映射产生部件38可根据该优先权产生边缘映射。
边缘映射产生部件38确定各个块是否是水平块边缘区域。如果确定块是水平块边缘区域，则边缘映射产生部件38将该块设置为水平块边缘区域，如果确定该块不是水平块边缘区域，则确定该块是否是垂直块边缘区域。如果确定该块是垂直块边缘区域，则边缘映射产生部件38将该块设置为垂直块边缘区域。然后，边缘映射产生部件38将作为簇块边缘区域的剩余块设置为簇块边缘区域。
边缘映射产生部件38确定是否为每个块设置边缘区域，并将确定结果输出到运动估计部件50。
运动估计部件50使用视频信号的当前帧和先前帧计算运动向量，并将计算的运动向量存储在存储器55中。在此情况下，运动估计部件50使用块匹配算法(BMA)估计用于补偿运动的运动向量。根据BMA，运动估计部件50以块为单位对当前帧和先前帧进行比较以估计每个块的运动向量。
在本示例性实施例中，运动估计部件50将当前帧Fn的图像分割为具有特定大小的块，并使用每个块作为参考块，来估计每个参考块的运动向量。在此情况下，运动估计部件50可在先前帧Fn-1的搜索区域发现与参考块最相似的块，并基于两个块之间的空间位移的程度计算运动向量。在此情况下，运动估计部件50可使用诸如SAD(绝对差和)或MAD(平均绝对差)的运动预测误差来测量在搜索区域中的参考块和相似块之间的相似度。
在本示例性实施例中，运动估计部件50可相应于至少部分的图像的静态部分来处理在边缘区域确定部件30中检测为块边缘区域的块。例如，运动估计部件50可将x轴值为0的向量应用到水平块边缘区域，将y轴为0的向量应用到垂直块边缘区域。此外，运动估计部件50可被设计为将x轴和y轴值为0的向量应用到簇块边缘区域。
插补帧产生部件70基于当前帧和先前帧产生插补帧。在此情况下，插补帧产生部件70可基于在运动估计部件50中计算，并存储在存储器55中的运动向量产生插补帧，然后将产生的插补帧输出到显示器90。
在本示例性实施例中，将在信号接收部件10中接收的视频信号输入到显示器90，并基于输入的视频信号将每帧的图像显示在屏幕上。显示器90包括显示图像的显示模块(未示出)以及将输入的视频信号处理为能够使图像显示在显示模块上的模块驱动器(未示出)。
在本示例性实施例中，显示模块可包括，但不限于诸如CRT(阴极射线管)、DLP(数字光处理)、LCD(液晶显示器)、PDP(等离子体显示板)等的各种类型的显示模块。在显示模块是DLP的情况下，模块驱动器包括光学引擎。在显示模块是LCD的情况下，模块驱动器包括将视频信号转换为数据信号和栅极信号的印刷电路板。相似地，根据显示模块的类型，显示器90可具有相应设置的模块驱动器。
现在，将参照图4描述示出的根据本发明示例性实施例的边缘区域确定设备的操作的流程图。
参照图4，在操作S11，根据本发明示例性实施例的边缘区域确定设备的像素边缘确定部件31以像素为单位确定当前帧的像素边缘区域和先前帧的像素边缘区域。在操作S13，块边缘确定部件34分别将当前帧和先前帧分割为多个块。此外，块边缘确定部件34基于在像素边缘确定部件31中确定的像素边缘区域，以块为单位确定块是否是块边缘区域。
在操作S15，包括水平边缘确定部件36的块边缘确定部件34计算每个块在水平方向上的像素边缘区域的连续数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为水平块边缘区域。已在上面描述了如何将块确定为水平块边缘区域，因此，这里将省略对其的详细解释。
此外，块边缘确定部件34包括簇边缘确定部件35。簇边缘确定部件35计算包括在当前帧和先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目，并计算设置在当前帧和先前帧的相同位置的像素边缘区域的数目。其后，在操作S17，簇边缘确定部件35基于计算的像素边缘区域的数目确定簇块边缘区域。已在上面描述了如何确定簇块边缘区域，因此，这里将省略对其的详细解释。
此外，块边缘确定部件34包括垂直边缘确定部件37。在操作S19，垂直边缘确定部件37计算在相应块中的垂直方向上的连续像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。在此情况下，垂直边缘确定部件37可将计算的像素边缘区域的数目和边缘变化大于参考值的块确定为垂直块边缘区域。已在上面描述了如何将块确定为垂直块边缘区域，因此，这里将省略对其的详细解释。
在操作S21，边缘映射产生部件38根据确定了优先次序的垂直块边缘区域、水平块边缘区域和簇块边缘区域的优先权产生边缘映射。
尽管已经在上面的示例性实施例中示出了块边缘确定部件34包括水平边缘确定部件36、垂直边缘确定部件37以及簇边缘确定部件35，但是如果块边缘确定部件34包括水平边缘确定部件36、垂直边缘确定部件37以及簇边缘确定部件35的至少一个，就可满足需要。
尽管将像素边缘区域设置为1，其他区域设置为0，如图3A和图3B中所示，但是这仅是示例性的，这些边缘区域可以被交换地设置。
尽管已经在上面的示例性实施例中示出像素边缘确定部件31基于三个参考亮度级确定像素边缘区域，但这仅是示例性的，如果像素边缘确定部件31基于一个或多个参考亮度级确定像素边缘区域，就可满足需要。
如上所述，边缘区域确定部件30以块为单位确定块是否是块边缘区域。运动估计部件50也以块为单位估计运动向量。因此，运动估计部件50可使用关于块是否是图像的静态部分的信息，尤其是关于图像的静态部分的信息以块为单位来正确估计图像的运动。
如上面所描述的，本发明提供一种能够以块为单位确定图像的静态部分的边缘区域的边缘区域确定设备及边缘区域确定方法。
根据所述边缘区域确定设备及边缘区域确定方法，可通过以块为单位确定图像的静态部分的边缘区域，来容易地补偿在运动估计器中估计的运动向量。因此，可最小化发生在图像的静态部分的图片(诸如标志或OSD图片)的性能恶化。
尽管已经显示和描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些示例性实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (28)

1、一种用于图像的静态部分的边缘区域确定设备，所述确定设备包括：
像素边缘确定部件，以像素为单位确定当前帧的像素边缘区域和先前帧帧的像素边缘区域；
块边缘确定部件，将当前帧和先前帧的每个分割为多个块，并基于在多个块的每个块中的像素边缘区域，以块为单位计算块边缘区域，所述多个块的每个块包括多个像素；和
边缘映射产生部件，基于计算的块边缘区域产生边缘映射。
2、如权利要求1所述的边缘区域确定设备，其中，所述像素边缘确定部件将亮度变化大于参考亮度级的像素确定为像素边缘区域。
3、如权利要求2所述的边缘区域确定设备，其中，所述块边缘确定部件包括水平边缘确定部件，所述水平边缘确定部件计算多个块的每个块在水平方向上连续像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为水平块边缘区域。
4、如权利要求3所述的边缘区域确定设备，其中，所述水平边缘确定部件分别计算在当前帧和先前帧中的水平方向上连续像素边缘区域的数目，并将计算的在先前帧和在当前帧的相同位置的像素边缘区域的数目大于参考数目的块定义为水平块边缘区域。
5、如权利要求2所述的边缘区域确定设备，其中，所述块边缘确定部件包括簇边缘确定部件，所述簇边缘确定部件基于在当前帧的每个块中的像素边缘区域和先前帧的每个块中的像素边缘区域的运动程度来确定簇块边缘区域。
6、如权利要求5所述的边缘区域确定设备，其中，所述簇边缘确定部件基于在当前帧的每个块中的像素边缘区域的数目和在先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目的变化确定运动程度。
7、如权利要求6所述的边缘区域确定设备，其中，所述簇边缘确定部件基于在当前帧的每个块中的像素边缘区域和在先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目，以及在当前帧和先前帧的相同位置的像素边缘区域的数目，来确定簇块边缘区域。
8、如权利要求7所述的边缘区域确定设备，其中，所述簇边缘确定部件将根据下面等式的边缘变化大于参考值的块确定为簇块边缘区域：
EdgeVariation = nEQUAL B ( nCPixel B + nPPixel B ) / 2
其中，nEQUSLB是设置在相同位置的当前帧的块的像素边缘区域和先前帧的块的像素边缘区域的数目，nCPixelB是包括在当前帧的块中的像素边缘区域的数目，nPPixelR是包括在先前帧的块中的像素边缘区域的数目。
9、如权利要求8所述的边缘区域确定设备，其中，所述每个块包括多个子块，
其中，所述簇边缘确定部件计算子块的边缘变化。
10、如权利要求9所述的边缘区域确定设备，其中，所述像素边缘确定部件基于多个参考亮度级确定多个像素边缘区域。
11、如权利要求10所述的边缘区域确定设备，其中，所述簇边缘确定部件根据多个参考亮度级选择每个块的像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级，并将基于根据所选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于参考值的块确定为簇块边缘区域。
12、如权利要求10所述的边缘区域确定设备，其中，所述簇边缘确定部件根据多个参考亮度级选择每个块的像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级，当基于根据所选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于第一边缘参考值时，将块确定为簇块边缘区域，当边缘变化小于第二边缘参考值时，确定块不是簇块边缘区域，并且当边缘变化处于第一边缘参考值和第二边缘参考值之间时，基于根据单独的参考亮度级的像素边缘区域进行再次确定。
13、如权利要求2所述的边缘区域确定设备，其中，所述块边缘确定部件包括垂直边缘确定部件，所述垂直边缘确定部件计算每个块在垂直方向上的连续像素边缘区域的数目，并将计算的像素边缘区域的数目大于参考值的块确定为垂直块边缘区域。
14、如权利要求13所述的边缘区域确定设备，其中，当块包括n×m个像素并且在n列中的至少一列中的m个像素包括像素边缘区域时，所述垂直边缘确定部件将所述块确定为垂直块边缘区域。
15、如权利要求14所述的边缘区域确定设备，其中，如果在n列中的至少一列中的m个像素包括像素边缘区域，则所述垂直边缘确定部件将边缘变化大于参考值的块确定为垂直块边缘区域。
16、如权利要求15所述的边缘区域确定设备，其中，所述边缘映射产生部件使用确定优先次序的水平边缘确定部件、簇边缘确定部件和垂直边缘确定部件来区分块边缘区域。
17、如权利要求16所述的边缘区域确定设备，其中，如果确定块是水平块边缘区域，则所述边缘映射产生部件将所述块设置为水平块边缘区域，如果确定所述块不是水平块边缘区域，则所述边缘映射产生部件将所速块设置为垂直块边缘区域，如果剩余的块是簇块边缘区域，则所述边缘映射产生部件将剩余的块设置为簇块边缘区域。
18、如权利要求1所述的边缘区域确定设备，其中，所述图像的静态部分包括标志和同屏显示图片的至少一个。
19、一种用于图像的静态部分的边缘区域确定方法，所述方法包括：
以像素为单位确定当前帧的像素边缘区域和先前帧的像素边缘区域；
将当前帧和先前帧的每个分割为多个块；
基于像素边缘区域以块为单位计算块边缘区域；和
基于计算的块边缘区域产生边缘映射。
20、如权利要求19所述的边缘区域确定方法，其中，确定像素边缘区域的步骤包括：
确定像素之间的亮度变化是否大于参考亮度级；
如果确定像素之间的亮度变化大于参考亮度级，则将亮度变化大于参考亮度级的像素确定为像素边缘区域。
21、如权利要求20所述的边缘区域确定方法，其中，计算块边缘区域的步骤包括：
计算在水平方向上每个块的连续像素边缘区域的数目；和
将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为水平块边缘区域。
22、如权利要求19所述的边缘区域确定方法，其中，计算块边缘区域的步骤包括：基于设置在当前帧的每个块中的像素边缘区域和设置在先前帧的每个块中的像素边缘区域的运动程度来确定簇块边缘区域。
23、如权利要求22所述的边缘区域确定方法，其中，确定簇块边缘区域的步骤包括：基于包括在当前帧的每个块中的像素边缘区域和包括在先前帧的每个块中的像素边缘区域的数目，以及在当前帧和先前帧的相同位置的像素边缘区域的数目，来确定簇块边缘区域。
24、如权利要求23所述的边缘区域确定方法，其中，所述每个块包括多个子块，
其中，确定簇块边缘区域的步骤包括：计算子块的边缘变化。
25、如权利要求24所述的边缘区域确定方法，其中，确定像素边缘区域的步骤包括：基于多个参考亮度级确定多个像素边缘区域，
其中，确定簇块边缘区域的步骤包括：
根据多个参考亮度级选择每个块的像素边缘区域的数目在特定范围之内的参考亮度级；
当基于根据所选择的参考亮度级的像素边缘区域计算的边缘变化大于第一边缘参考值时，将块确定为簇块边缘区域；
当边缘变化小于第二边缘参考值时，确定块不是簇块边缘区域；和
当边缘变化处于第一边缘参考值和第二边缘参考值之间时，基于根据单独的参考亮度级的像素边缘区域进行再次确定。
26、如权利要求22所述的边缘区域确定方法，其中，计算块边缘区域的步骤包括：
计算每个块在垂直方向上的连续像素边缘区域的数目；和
将计算的像素边缘区域的数目大于参考数目的块确定为垂直块边缘区域。
27、如权利要求26所述的边缘区域确定方法，其中，产生边缘映射的步骤包括：
确定水平块边缘区域、垂直块边缘区域和簇块边缘区域优先次序；和
根据所述优先次序产生边缘映射。
28、如权利要求27所述的边缘区域确定方法，其中，根据优先次序产生边缘映射的步骤包括：
确定块是否是水平块边缘区域；
如果确定所述块是水平块边缘区域，则将所述块设置为水平块边缘区域；
如果确定所述块不是水平块边缘区域，则确定所述块是否是为垂直块边缘区域；
如果确定所述块是垂直块边缘区域，则将所述块设置为垂直块边缘区域；和
如果确定剩余的块是簇块边缘区域，则将剩余的块设置为簇块边缘区域。
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