CN101094422A - 用于检测连续图像中的运动的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测图像内的运动的运动检测装置，它可以包括黑白信号运动检测器、第一彩色信号运动检测器、第二彩色信号运动检测器和最终运动标记输出单元。该运动检测装置可以根据黑白图像内是否存在运动、彩色图像内是否存在第一彩色运动和彩色图像内是否存在第二彩色运动来输出最终运动标记。该运动检测装置可以响应所累积的有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的图像内是否已经存在运动的信息，控制用来判断图像当前帧内是否存在运动的阈值。

Description

用于检测连续图像中的运动的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种运动检测装置和方法，用于向设备提供有关图像内是否存在运动的信息，用以从复合视频信号中分离亮度信号和色度信号。更具体地，本发明涉及一种运动检测装置和方法，用于累积有关从过去的一个帧直至前一个帧的图像内是否已经存在运动的信息，并在判断当前帧的图像内是否存在运动时利用累积信息作为阈值，该判断考虑到黑白图像内是否存在运动和彩色图像内是否存在彩色运动。

背景技术

由摄像设备生成的视频信号会经历信号处理器操作，例如调制，然后通过有线或无线信道发送到显示设备。显示设备可以通过信号处理操作，例如解调，还原所接收的信号，并在屏幕上显示与还原的信号相对应的图像。

根据信号发送系统的类型(例如，国家电视系统委员会(NTSC)系统或逐行倒相(PAL)系统)，可由变换器将摄像设备生成的RGB信号转变成亮度信号(Y信号)和色度信号(C信号)。根据信号发送系统的类型，可以将C信号划分为U和V信号或I和Q信号。

为通过信道发送视频信号，可以合成Y和C信号来产生复合视频信号。复合视频信号可以包括多个帧信号。单个帧信号可以包括有关一个单位时间内(即，一帧)在屏幕上显示的图像(一帧图像)的数据(以下称为“一帧图像数据”)。该一帧图像数据可以包含多个行(line)数据单元，每个行数据单元包括多个列数据单元。一个行和一个列可以定义一个像素。举例来说，当一帧图像数据包含X*Y个像素数据时，一帧图像数据就包括X个行数据单元，每一个行数据单元包括Y个列数据单元。

为了从复合视频信号中分离与特定像素对应的Y和C信号，可以使用在时间或位置上邻近该特定像素的像素数据。当图像内不存在运动时，使用时间邻近的像素数据可以提供最精确的分离。当存在运动时，使用时间邻近的像素数据会产生较大误差，所以可替代使用空间邻近的像素数据。因此，可以利用运动检测来选择适当的分离方式。

然而，传统运动检测器仅仅在复合视频信号的幅度的基础上(例如，Y、U和V信号的幅度总和)检测图像内是否存在运动，而不考虑复合视频信号的单独分量(例如，单独的Y、U和V信号)。结果，即使当Y、U和V信号各自的幅度改变了，而Y、U和V信号的幅度总和没有改变时，也会检测为图像内没有运动。因此，不适当地使用了时间邻近的像素来从复合视频信号中分离Y和C信号，这会产生较大的误差。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于检测连续图像内的运动的装置和方法，其基本克服了由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。

因此，本发明实施例的特征在于提供一种运动检测装置和方法，用以判断图像内是否存在运动，该判断考虑到黑白图像内是否存在运动和彩色图像内是否存在彩色运动。

因此，本发明实施例的另一个特征在于提供一种运动检测装置和方法，用以累积有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的图像内是否已经存在运动的信息，并在判断与当前帧相对应的图像内是否存在运动时，利用该信息作为阈值。

可通过提供一种用于检测图像内的运动的运动检测装置来实现本发明以上和其他特征与优势中的至少一个，该运动检测装置包括黑白信号运动检测器，其适合于接收表示前一个帧的第一帧信号、表示当前帧的第二帧信号、表示下一个帧的第三帧信号和一个黑白运动阈值，以判断黑白图像内是否存在运动，并输出黑白运动标记；第一彩色信号运动检测器，其适合于接收第一帧信号、第二帧信号、第三帧信号和第一彩色运动阈值，以判断彩色图像内是否存在第一彩色运动，并输出第一彩色运动标记；第二彩色信号运动检测器，其适合于接收第一帧信号、第三帧信号和第二彩色运动阈值，以判断彩色图像内是否存在第二彩色运动，并输出第二彩色运动标记；以及最终运动标记输出单元，其适合于接收黑白运动标记、第一彩色运动标记和第二彩色运动标记，并输出最终运动标记。

当黑白运动标记表示黑白图像内不存在运动时，或者当第一彩色运动标记表示彩色图像内不存在第一彩色运动且第二彩色运动标记表示彩色图像内不存在第二彩色运动时，最终运动标记输出单元输出表示图像内不存在运动的最终运动标记。

该运动检测装置可以包括阈值控制器，其适用于接收黑白运动标记、第一彩色运动标记和第二彩色运动标记，并控制黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值。该阈值控制器可以累积从过去的一个预定帧直到前一个帧输入该阈值控制器的黑白运动标记值、第一彩色运动标记值和第二彩色运动标记值，并响应于累积值而控制当前帧的黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值。

当逻辑低标记表示不存在运动时，累积值越小，阈值控制器就将黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值设置得越大。当逻辑高标记表示不存在运动时，累积值越大，阈值控制器就将黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值设置得越大。

黑白信号运动检测器可以包括第一减法器，其适合于计算第二帧信号和第三帧信号之间的差的绝对值；第二减法器，其适合于计算第二帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；第一累积器，其适合于累积预定数据单元的第二帧信号和第三帧信号之间的差的绝对值；第二累积器，其适合于累积预定数据单元的第二帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；以及比较器，其适合于当从第一累积器输出的第一累积差值小于黑白运动阈值和从第二累积器输出的第二累积差值小于黑白运动阈值时，输出表示黑白图像内不存在运动的黑白运动标记。

第一彩色信号运动检测器包括低通滤波器，其适合于对第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号进行低通滤波，并输出第一帧第一彩色分量信号、第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号；第一减法器，其适合于计算第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号之间的差；第二减法器，其适合于计算第二帧第一彩色分量信号和第一帧第一彩色分量信号之间的差；以及比较器，其适合于当从第一减法器输出的第一个第一彩色差值小于第一彩色运动阈值和从第二减法器输出的第二个第一彩色差值小于第一彩色运动阈值时，输出表示彩色图像内不存在第一彩色运动的第一彩色运动标记。

第二彩色信号运动检测器可以包括减法器，其适合于计算第三帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；累积器，其适合于累积预定数据单元的第三帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；以及比较器，其适合于当从累积器输出的第二彩色差值小于第二彩色运动阈值时输出表示彩色图像内不存在第二彩色运动的第二彩色运动标记。

该运动检测装置可以包括第三彩色信号运动检测器，其适合于接收第一帧信号、第三帧信号和第三彩色运动阈值，以判断彩色图像内是否存在第三彩色运动，并输出第三彩色运动标记。

可通过提供一种用于检测图像内的运动的运动检测方法来实现本发明以上和其他特征与优势中的至少一个，该方法包括接收第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号，并判断黑白图像内是否存在运动；接收第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第一彩色运动；接收第一帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第二彩色运动；以及根据黑白运动判断、第一彩色运动判断和第二彩色运动判断，输出最终运动标记。

输出最终运动标记包括当判断黑白图像内不存在运动时，或者当判断彩色图像内不存在第一彩色运动且彩色图像内不存在第二彩色运动时，输出表示图像内不存在运动的最终运动标记。

该方法可以包括控制用于判断黑白图像内是否存在运动的黑白运动阈值、用于判断彩色图像内是否存在第一彩色运动的第一彩色运动阈值、以及用于判断彩色图像内是否存在第二彩色运动的第二彩色运动阈值。

该方法可以包括累积预定数据单元的第二帧信号和第三帧信号之间的差的第一绝对值；累积预定数据单元的第二帧信号和第一帧信号之间的差的第二绝对值；当累积的第一绝对值和累积的第二绝对值小于黑白运动阈值时，判断黑白图像内不存在运动。

该方法可以包括对第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号进行低通滤波以获得第一帧第一彩色分量信号、第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号；以及当第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号之间的差小于第一彩色运动阈值且第二帧第一彩色分量信号和第一帧第一彩色分量信号之间的差小于第一彩色运动阈值时，判断彩色图像内不存在第一彩色运动。

该方法可以包括累积预定数据单元的第三帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；以及当该绝对值小于第二彩色运动阈值时，判断彩色图像内不存在第二彩色运动。

可以根据从过去的一个预定帧直到前一个帧的黑白图像内是否已经存在运动来设置当前帧的黑白运动阈值。可以根据从过去的一个预定帧直到前一个帧的彩色图像内是否已经存在第一彩色运动来设置当前帧的第一彩色运动阈值。可以根据从过去的一个预定帧直到前一个帧的彩色图像内是否已经存在第二彩色运动来设置当前帧的第二彩色运动阈值。

该方法可以包括接收第一帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第三彩色运动。

可以通过提供一种包括机器可访问介质的制品来实现本发明以上和其他特征与优势中的至少一个，其包含在由机器访问时使该机器能够执行以上任何一种确定图像内的运动的方法的数据。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明以上和其他特征与优点将对本领域普通技术人员而言变得更加清楚，附图中：

图1例举了根据本发明实施例的运动检测装置的框图；

图2A例举了根据本发明实施例的图1的黑白信号运动检测器的框图；

图2B例举了根据本发明实施例的图1的彩色信号Y运动检测器的框图；

图2C例举了根据本发明实施例的图1的彩色信号U运动检测器的框图；

图2D例举了根据本发明实施例的图1的彩色信号V运动检测器的框图；

图2E例举了根据本发明实施例的图1的最终运动标记输出单元的配置；

图3例举了用于解释图2A的黑白信号运动检测器的操作的图；

图4A和4B例举了用于解释图2B的彩色信号Y运动检测器操作的图；

图5例举了用于解释图2C的彩色信号U运动检测器的操作的图；以及

图6例举了用于解释图2D的彩色信号V运动检测器的操作的图。

具体实施方式

现在将参照附图更加完整地描述本发明，附图中显示了本发明的示范性实施例。然而，本发明可以具体化为许多不同的形式，而不应该理解成限于这里所述的实施例；倒不如说，提供这些实施例以便使公开内容更加彻底和完整，并且更加全面地向本领域技术人员传达本发明的概念。贯穿附图始终，相同的附图标记表示相同的元素。

图1例举了根据本发明实施例的运动检测装置的框图。参照图1，运动检测装置可以包括第一帧延迟FD1、第二帧延迟FD2、运动检测器300和阈值控制器320。运动检测器300可以包括黑白信号运动检测器302、彩色信号Y运动检测器304、彩色信号U运动检测器306、彩色信号V运动检测器308和最终运动标记输出单元310。

在图1中，第二帧信号F2表示当前帧，第一帧信号F1表示前一个帧，而第三帧信号F3表示下一个帧。第一帧延迟FD1和第二帧延迟FD2可以将输入的帧信号延迟一个帧。例如复合视频消隐同步(CVBS)信号的复合视频信号可以包括多个帧信号。

黑白运动检测器302可以接收第一帧信号F1、第二帧信号F2和第三帧信号F3以及黑白运动阈值THR1，并可以判断黑白图像内是否存在运动。黑白运动检测器302可以根据判断结果向最终运动标记输出单元310输出黑白运动标记MF1。当与连续帧中的任意像素相对应的黑白信号的幅度的变化大于黑白运动阈值THR1时，认为黑白图像内存在运动。后面将参照图2A和附图3来解释黑白图像运动检测器302的操作。

彩色信号Y运动检测器304可以接收第一帧信号F1、第二帧信号F2、第三帧信号F3和Y运动阈值THR2，并可以判断彩色图像内是否存在Y运动。彩色信号Y运动检测器304可以根据判断结果向最终运动标记输出单元310输出Y运动标记MF2。当与连续帧中的任意像素相对应的Y信号(输入到运动检测装置中的复合视频信号的Y分量信号)的幅度的变化大于Y运动阈值THR2时，认为彩色图像内存在Y运动。后面将参照图2B、图4A和图4B来解释彩色信号Y运动检测器304的操作。

彩色信号U运动检测器306可以接收第一帧信号F1、第三帧信号F3和U运动阈值THR3，并可以判断彩色图像内是否存在U运动。彩色信号U运动检测器306可以根据判断结果向最终运动标记输出单元310输出U运动标记MF3。当与连续帧中的任意像素相对应的U信号(复合视频信号的U分量信号)的幅度的变化大于U运动阈值THR3时，认为彩色图像内存在U运动。后面将参照图2C和图5来解释彩色信号U运动检测器3 06的操作。

彩色信号V运动检测器308可以接收第一帧信号F1、第三帧信号F3和V运动阈值THR4，并可以判断彩色图像内是否存在V运动。彩色信号V运动检测器308可以根据判断结果向最终运动标记输出单元310输出V运动标记MF4。当与连续帧中的任意像素相对应的V信号(复合视频信号的V分量信号)的幅度的变化大于V运动阈值THR4时，认为彩色图像内存在V运动。后面将参照图2D和图6来解释彩色信号V运动检测器308的操作。

最终运动标记输出单元310可以接收黑白运动标记MF1、Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4，并输出最终运动标记MF。可以将最终运动标记输出单元310输出的最终运动标记MF输入到信号分离器，该信号分离器从复合视频信号中分离亮度信号和色度信号，即，可以用信号分离器来确定要如何分离复合视频信号。

最终运动标记输出单元310可输出最终运动标记MF，它表示当黑白运动标记MF1指示黑白图像内不存在运动时，图像内不存在运动。此外，最终运动标记输出单元310可输出最终运动标记MF，它表示当Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4指示彩色图像内不存在运动时，图像内不存在运动。为了该操作，最终运动标记输出单元310可包括图2E所示的组件，图2E例举了根据本发明实施例的图1的最终运动标记输出单元310的配置。

参照图2E，最终运动标记输出单元310可以包括：接收Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4的或(OR)门442和444；以及接收或门444的输出信号和黑白运动标记MF1的与(AND)门446。最终运动标记输出单元310可以在黑白运动标记MF1处于逻辑低电平或者Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4都处于逻辑低电平时，输出处于逻辑低电平的最终运动标记MF，其表示图像内不存在运动。

可替换地，最终运动标记输出单元310可以包括：接收Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4的与门(未显示)；以及接收与门的输出信号和黑白运动标记MF1的或门(未显示)。在这种情况下，最终运动标记输出单元310可以在黑白运动标记MF1处于逻辑高电平或者Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4都处于逻辑高电平时，输出处于逻辑高电平的最终运动标记MF，其表示图像内不存在运动。

重新参照图1，阈值控制器320可接收黑白运动标记MF1、Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4，并可以控制黑白运动阈值THR1、Y运动阈值THR2、U运动阈值THR3和V运动阈值THR4。例如，阈值控制器320可以累积从过去的一个预定帧直至前一个帧输入到该阈值控制器320中的黑白运动标记MF1、Y运动标记MF2、U运动标记MF3和V运动标记MF4，并可以控制当前帧的黑白运动阈值THR1、Y运动阈值THR2、U运动阈值THR3和V运动阈值THR4。

当低电平标记值用来表示图像内不存在运动时，以及当阈值控制器320从过去的一个预定帧直至前一个帧的累积值很小时，认为从过去的一个预定帧直至前一个帧的图像内几乎不存在运动。因此，在当前帧的图像内预期没有运动。在此情况下，阈值控制器320可提高阈值THR1、THR2、THR3和THR4。

可替换地，当高电平标记值用来表示图像内不存在运动时，以及当阈值控制器320从过去的一个预定帧直至前一个帧的累积值很大时，认为从过去的一个预定帧直至前一个帧的图像内几乎不存在运动。因此，在当前帧的图像内预期没有运动。在这种情况下，阈值控制器320可提高阈值THR1、THR2、THR3和THR4。

现在将参照图2A至图6来解释图1所示的黑白信号运动检测器302、彩色信号Y运动检测器304、彩色信号U运动检测器306和彩色信号V运动检测器308的操作。

图3至图6例举了三个帧的图像数据。在图3至图6中，F1指的是表示前一个帧的帧信号，F2指的是表示当前帧的帧信号，F3指的是表示下一个帧的帧信号。一个帧信号可以包括多个行数据单元L1、L2、L 3、L4、L5，...。一个行数据单元可以包括多个列数据单元C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8，...。一个行和一个列可定义一个像素。

当输入到图1所示的运动检测装置中的复合视频信号是CVBS信号时，可以如下表示该信号：

CVBS(t)＝Y(t)+U(t)*cos(f sc*t)+V(t)*sin(fsc*t)

在这里，fsc表示子载波频率。由亮度信号Y(t)、第一色度信号U(t)和第二色度信号V(t)组成CVBS信号CVBS(t)。

当以子载波频率fsc的四倍频率对CVBS进行采样时，可以获得图3至图6所示的像素数据。这里，像素数据对应于所采样的CVBS信号的幅度。

当复合视频信号是对应于黑白图像的黑白信号时，可以只用亮度信号(图3中的Y)来表示该像素数据，如图3所示。当复合视频信号是对应于彩色图像的彩色信号时，可以用Y±U或Y±V来表示像素数据，如图4A至图6所示。在这里，Y、U和V分别表示Y信号、U信号和V信号的幅度。

图2A例举了根据本发明实施例的图1的黑白信号运动检测器302的框图，图3例举了用于解释图2A的黑白信号运动检测器302的操作的图。

参照图2A和图3，黑白信号运动检测器302可包括：第一减法器402，其计算第二帧信号F2和第三帧信号F3之间的差的绝对值；第二减法器404，其计算第二帧信号F2和第一帧信号F1之间的差的绝对值；第一累积器406，其累积第二帧信号F2和第三帧信号F3之间的差的绝对值；第二累积器408，其累积第二帧信号F2和第一帧信号F1之间的差的绝对值；以及比较器410。第一累积器406和第二累积器408可分别累积与图3中三个列对应的绝对值。

具体地，第一减法器402可以计算像素数据F2/L1/C1(与第二帧中第一行的第一列对应的像素数据)和像素数据F3/L1/C1(与第三帧中第一行的第一列对应的像素数据)之间的差的绝对值D1、像素数据F2/L1/C2(与第二帧中第一行的第二列对应的像素数据)和像素数据F3/L1/C2(与第三帧中第一行的第二列对应的像素数据)之间的差的绝对值D2、像素数据F2/L1/C3(与第二帧中第一行的第三列对应的像素数据)和像素数据F3/L1/C3(与第三帧中第一行的第三列对应的像素数据)之间的差的绝对值D3。第一累积器406可累积绝对值D1、D2和D3，并输出第一差累积值Diff_A。

第二减法器404可以计算像素数据F2/L1/C1和像素数据F1/L1/C1之间差的绝对值D4、像素数据F2/L1/C2和像素数据F1/L1/C2之间差的绝对值D5、像素数据F2/L1/C3和像素数据F1/L1/C3之间差的绝对值D6。第二累积器408可以累积绝对值D4、D5和D6，并输出第二差累积值Diff_B。

当从第一累积器406输出的第一差累积值Diff_A小于黑白运动阈值THR1、而且从第二累积器408输出的第二差累积值Diff_B小于黑白运动阈值THR1时，比较器410可以输出表示黑白图像内不存在运动的黑白运动标记MF1，否则，可输出表示黑白图像内存在运动的黑白运动标记MF1。

图2B例举了根据本发明实施例的图1彩色信号运动检测器304的框图，图4A和4B是用于解释图2B的彩色信号Y运动检测器304的操作的示意图。

参照图2B、图4A和图4B，彩色信号Y运动检测器304可以包括低通滤波器412，它对第一帧信号F1、第二帧信号F2和第三帧信号F3进行低通滤波，以输出第一帧Y分量信号Y1、第二帧Y分量信号Y2和第三帧Y分量信号Y3；第一减法器414，其计算第二帧Y分量信号Y2和第三帧Y分量信号Y3之间的差；第二减法器416，其计算第二帧Y分量信号Y2和第一帧Y分量信号Y1之间的差；以及比较器418。

低通滤波器412可以利用某一像素的像素数据以及在该像素周围的像素的像素数据来执行低通滤波，如图4A所示。例如，如图4A中第一个图表所示，可以利用像素数据F3/L1/C3、像素数据F3/L5/C3、像素数据F3/L3/C1、像素数据F3/L3/C5和像素数据F3/L3/C3来提取与像素F3/L3/C3对应的Y分量信号。

图4B例举了低通滤波的结果。第一减法器414可计算像素数据F2/L3/C3和像素数据F3/L3/C3之间的差Diff_Y23，第二减法器416可计算像素数据F2/L3/C3和像素数据F1/L3/C3之间的差Diff_Y21。当从第一减法器414输出的差Diff_Y23小于Y运动阈值THR2、而且从第二减法器416输出的差Diff_Y21小于Y运动阈值THR2时，比较器418输出表示彩色图像内不存在Y运动的Y运动标记MF2，否则，可输出表示彩色图像内存在Y运动的Y运动标记MF2。

图2C例举了根据本发明实施例的图1的彩色信号U运动检测器306的框图，图5例举了用于解释图2C的彩色信号U运动检测器306的操作的图。

参照图2C和图5，彩色信号U运动检测器306可以包括：减法器422，其计算第三帧信号F3和第一帧信号F1之间差的绝对值；累积器424，其累积预定数据单元的第三帧信号F3和第一帧信号F1之间的差的绝对值(累积与图5中三个列对应的绝对值)；以及比较器426。

具体地，减法器422可以计算像素数据F3/L3/C1和像素数据F1/L3/C1之间差的绝对值D7、像素数据F3/L3/C3和像素数据F1/L3/C3之间差的绝对值D8、像素数据F3/L3/C5和像素数据F1/L3/C5之间差的绝对值D9。当U信号在邻近的两个帧之间(例如在第三帧信号F3和第二帧信号F2之间，或在第二帧信号F2和第一帧信号F1之间)的相位差是180°时，可以计算具有同一相位的第三帧信号F3和第一帧信号F1之间的像素数据差。累积器424可以计算绝对值D7、D8和D9，并可以输出U差值Diff_U。

当从累积器424输出的U差值Diff_U小于U运动阈值THR 3时，比较器426可以输出表示彩色图像内不存在U运动的U运动标记MF3，否则，可输出表示彩色图像内存在U运动的U运动标记MF3。

图2D例举了根据本发明实施例的图1的彩色信号V运动检测器308的框图，图6例举了用于解释图2D的彩色信号V运动检测器308的操作的图。

参照图2D和图6，彩色信号V运动检测器308可以包括：减法器432，其计算第三帧信号F3和第一帧信号F1之间差的绝对值；累积器434，其累积预定数据单元的第三帧信号F3和第一帧信号F1之间的差的绝对值(累积与图6中三个列对应的绝对值)；以及比较器436。

具体地，减法器432可以计算像素数据F3/L3/C2和像素数据F1/L3/C2之间差的绝对值D10、像素数据F3/L3/C4和像素数据F1/L3/C4之间差的绝对值D11、像素数据F3/L3/C6和像素数据F1/L3/C6之间差的绝对值D12。当V信号在邻近的两个帧之间(例如在第三帧信号F3和第二帧信号F2之间，或在第二帧信号F2和第一帧信号F1之间)的相位差是180°时，可以计算具有同一相位的第三帧信号F3和第一帧信号F1之间的像素数据差。累积器434可以计算绝对值D10、D11和D12，并输出V差值Diff_V。

当从累积器434输出的V差值Diff_V小于V运动阈值THR4时，比较器436可以输出表示彩色图像内不存在V运动的V运动标记MF4，否则，可输出表示彩色图像内存在V运动的V运动标记MF4

虽然参照了运动检测装置来描述本发明，但是本发明还可以具体化为运动检测方法的形式，现在将进行解释。此外，可以利用软件来实现本发明的运动检测，例如，通过包括机器可访问介质的制品，其包含在由机器访问时使该机器能够根据本发明所述的方法来检测运动的数据。

根据本发明实施例的运动检测方法可以包括：接收第一、第二和第三帧信号F1、F2和F3来判断黑白图像内是否存在运动，接收第一、第二和第三帧信号F1、F2和F3来判断彩色图像内是否存在Y运动，接收第一和第三帧信号F1和F3来判断彩色图像内是否存在U运动，以及接收第一和第三帧信号F1和F3来判断彩色图像内是否存在V运动。

当判断黑白图像内不存在运动时，或者当判断彩色图像内不存在Y运动、彩色图像内不存在U运动并且彩色图像内不存在V运动时，输出表示图像内不存在运动的最终运动标记MF。

然后，可以控制用于判断黑白图像内是否存在运动的黑白阈值THR1、用于判断彩色图像内是否存在Y运动的Y运动阈值THR2、用于判断彩色图像内是否存在U运动的U运动阈值THR3、以及用于判断彩色图像内是否存在V运动的V运动阈值THR4。

在根据本发明实施例的运动检测方法中，当通过累积预定数据单元的第二帧信号F2和第三帧信号F3之间的差的绝对值来获得的值(图3的Diff_A)小于黑白运动阈值THR1，而且通过累积预定数据单元的第二帧信号F2和第一帧信号F1之间的差的绝对值来获得的值(图3的Diff_B)小于黑白运动阈值THR1时，可以判断黑白图像内不存在运动。

为了判断彩色图像内是否存在Y运动，可以对第一、第二和第三帧信号F1、F2和F3进行低通滤波，以获得第一帧Y分量信号(图2B的Y1)、第二帧Y分量信号(图2B的Y2)和第三帧Y分量信号(图2B的Y3)。当第二帧Y分量信号Y2和第三帧Y分量信号Y3之间的差(图2B和图4B的Diff_Y23)小于Y运动阈值THR2，而且第二帧Y分量信号Y2和第一帧Y分量信号Y1之间的差(图2B和图4B的Diff_Y21)小于Y运动阈值THR2时，可以判断彩色图像内不存在Y运动。

此外，当通过累积预定数据单元的第三帧信号F3和第一帧信号F1之间差的绝对值来获得的值(图2C和图5的Diff_U)小于U运动阈值THR3时，可以判断彩色图像内不存在U运动。当通过累积预定数据单元的第三帧信号F3和第一帧信号F1之间差的绝对值来获得的值(图2D和图6的Diff_V)小于V运动阈值THR4时，可以判断彩色图像内不存在V运动。

在根据本发明实施例所述的运动检测方法中，可以在通过累积有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的黑白图像内是否存在运动的信息而获得的值的基础上，设置黑白运动阈值THR1。可以在通过累积有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的彩色图像内是否存在Y运动的信息而获得的值的基础上，设置Y运动阈值THR2。可以在通过累积有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的彩色图像内是否存在U运动的信息而获得的值的基础上，设置U运动阈值THR3。可以在通过累积有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的彩色图像内是否存在V运动的信息而获得的值的基础上，设置V运动阈值THR4。

如上所述，本发明可以根据黑白图像内是否存在运动、彩色图像内是否存在Y运动、彩色图像内是否存在U运动、以及彩色图像内是否存在V运动来输出最终运动标记。因此，本发明可以精确地检测图像内是否存在运动。此外，本发明可以响应于所累积的有关从过去的一个预定帧直至前一个帧的黑白图像内是否存在运动的信息，控制用来判断图像内是否存在运动的阈值。也就是说，可根据有关图像内是否已存在运动的历史来自适应地控制阈值。

在此公开了本发明的示范性实施例，尽管采用的特定术语，但是这些特定术语只是用来或将只用来进行一般地解释或说明的意义而不作为限定的目的。例如，虽然连同本发明讨论了Y、U和V信号，但是可以使用任何适当的彩色信号。因此，本领域普通技术人员将理解，在不脱离以下权利要求所述本发明精神和范围的情况下可以对本发明的形式和细节进行各种改变。

Claims (21)

1、一种用于检测图像内的运动的运动检测装置，该运动检测装置包括：

黑白信号运动检测器，其适合于接收表示前一个帧的第一帧信号、表示当前帧的第二帧信号、表示下一个帧的第三帧信号和黑白运动阈值，以判断黑白图像内是否存在运动，并输出黑白运动标记；

第一彩色信号运动检测器，其适合于接收第一帧信号、第二帧信号、第三帧信号和第一彩色运动阈值，以判断彩色图像内是否存在第一彩色运动，并输出第一彩色运动标记；

第二彩色信号运动检测器，其适合于接收第一帧信号、第三帧信号和第二彩色运动阈值，以判断彩色图像内是否存在第二彩色运动，并输出第二彩色运动标记；以及

最终运动标记输出单元，其适合于接收黑白运动标记、第一彩色运动标记和第二彩色运动标记，并输出最终运动标记。

2、如权利要求1所述的运动检测装置，其中当黑白运动标记表示黑白图像内不存在运动时，或者当第一彩色运动标记表示彩色图像内不存在第一彩色运动且第二彩色运动标记表示彩色图像内不存在第二彩色运动时，最终运动标记输出单元输出表示图像内不存在运动的最终运动标记。

3、如权利要求1所述的运动检测装置，还包括阈值控制器，其适用于接收黑白运动标记、第一彩色运动标记和第二彩色运动标记，并控制黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值。

4、如权利要求3所述的运动检测装置，其中阈值控制器累积从过去的一个预定帧直到前一个帧输入到该阈值控制器中的黑白运动标记值、第一彩色运动标记值和第二彩色运动标记值，并响应于累积值来控制当前帧的黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值。

5、如权利要求4所述的运动检测装置，其中当逻辑低标记表示不存在运动时，累积值越小，阈值控制器就将黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值设置得越大。

6、如权利要求4所述的运动检测装置，其中当逻辑高标记表示不存在运动时，累积值越大，阈值控制器就将黑白运动阈值、第一彩色运动阈值和第二彩色运动阈值设置得越大。

7、如权利要求1所述的运动检测装置，其中黑白信号运动检测器包括：

第一减法器，其适合于计算第二帧信号和第三帧信号之间的差的绝对值；

第二减法器，其适合于计算第二帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；

第一累积器，其适合于累积预定数据单元的第二帧信号和第三帧信号之间的差的绝对值；

第二累积器，其适合于累积预定数据单元的第二帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；以及

比较器，其适合于在从第一累积器输出的第一差累积值小于黑白运动阈值和从第二累积器输出的第二差累积值小于黑白运动阈值时，输出表示黑白图像内不存在运动的黑白运动标记。

8、如权利要求1所述的运动检测装置，其中第一彩色信号运动检测器包括：

低通滤波器，其适合于对第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号进行低通滤波，并输出第一帧第一彩色分量信号、第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号；

第一减法器，其适合于计算第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号之间的差；

第二减法器，其适合于计算第二帧第一彩色分量信号和第一帧第一彩色分量信号之间的差；

比较器，其适合于在从第一减法器输出的第一个第一彩色差值小于第一彩色运动阈值和从第二减法器输出的第二个第一彩色差值小于第一彩色运动阈值时，输出表示彩色图像内不存在第一彩色运动的第一彩色运动标记。

9、如权利要求1所述的运动检测装置，其中第二彩色信号运动检测器包括：

减法器，其适合于计算第三帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；

累积器，其适合于累积预定数据单元的第三帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；以及

比较器，其适合于在从累积器输出的第二彩色差值小于第二彩色运动阈值时，输出表示彩色图像内不存在第二彩色运动的第二彩色运动标记。

10、如权利要求1所述的运动检测装置，还包括第三彩色信号运动检测器，其适合于接收第一帧信号、第三帧信号和第三彩色运动阈值，判断彩色图像内是否存在第三彩色运动，并输出第三彩色运动标记。

11、一种用于判断图像内的运动的运动检测方法，该方法包括：

接收第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号，并判断黑白图像内是否存在运动；

接收第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第一彩色运动；

接收第一帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第二彩色运动；以及

根据黑白运动判断、第一彩色运动判断和第二彩色运动判断，输出最终运动标记。

12、如权利要求11所述的运动检测方法，其中所述输出最终运动标记包括当判断黑白图像内不存在运动时，或者当判断彩色图像内不存在第一彩色运动且彩色图像内不存在第二彩色运动时，输出表示图像内不存在运动的最终运动标记。

13、如权利要求11所述的运动检测方法，还包括控制用于判断黑白图像内是否存在运动的黑白运动阈值、用于判断彩色图像内是否存在第一彩色运动的第一彩色运动阈值、以及用于判断彩色图像内是否存在第二彩色运动的第二彩色运动阈值。

14、如权利要求13所述的运动检测方法，还包括：

累积预定数据单元的第二帧信号和第三帧信号之间的差的第一绝对值；

累积预定数据单元的第二帧信号和第一帧信号之间的差的第二绝对值；

当累积的第一绝对值和累积的第二绝对值小于黑白运动阈值时，判断黑白图像内不存在运动。

15、如权利要求13所述的运动检测方法，还包括：

对第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号进行低通滤波以获得第一帧第一彩色分量信号、第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号；以及

当第二帧第一彩色分量信号和第三帧第一彩色分量信号之间的差小于第一彩色运动阈值、且第二帧第一彩色分量信号和第一帧第一彩色分量信号之间的差小于第一彩色运动阈值时，判断彩色图像内不存在第一彩色运动。

16、如权利要求13所述的运动检测方法，还包括：

累积预定数据单元的第三帧信号和第一帧信号之间的差的绝对值；以及

当该绝对值小于第二彩色运动阈值时，判断彩色图像内不存在第二彩色运动。

17、如权利要求13所述的运动检测方法，还包括根据从过去的一个预定帧直到前一个帧的黑白图像内是否已经存在运动来设置当前帧的黑白运动阈值。

18、如权利要求13所述的运动检测方法，还包括根据从过去的一个预定帧直到前一个帧的彩色图像内是否已经存在第一彩色运动来设置当前帧的第一彩色运动阈值。

19、如权利要求13所述的运动检测方法，还包括根据从过去的一个预定帧直到前一个帧的彩色图像内是否已经存在第二彩色运动来设置当前帧的第二彩色运动阈值。

20、如权利要求11所述的运动检测方法，还包括接收第一帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第三彩色运动。

21、一种具有机器可访问介质的制品，其包含在由机器访问时使该机器能够执行一种确定图像内的运动的方法的数据，该方法包括：

接收第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号，并判断黑白图像内是否存在运动；

接收第一帧信号、第二帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第一彩色运动；

接收第一帧信号和第三帧信号，并判断彩色图像内是否存在第二彩色运动；以及

根据黑白运动判断、第一彩色运动判断和第二彩色运动判断，输出最终运动标记。

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