CN101895672A

CN101895672A - 侦测移动图像的电路与方法

Info

Publication number: CN101895672A
Application number: CN2009101384760A
Authority: CN
Inventors: 林腾毅
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-11-24

Abstract

本发明涉及一种侦测移动图像的电路与方法，其中侦测移动图像的电路，包括第一阶移动图像侦测单元与第二阶移动图像侦测单元。第一阶移动图像侦测单元，分析一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应该当前图像帧的一第一移动值。第二阶移动图像侦测单元，接收该第一移动值，以及对当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取最大值输出且储存为一第二移动值，其中该调整移动值是将相邻前一个该第二移动值做调整后的值。

Description

侦测移动图像的电路与方法

技术领域

本发明是涉及一种动态图像显示技术，特别涉及一种侦测移动图像的技术。

背景技术

对于图像的显示，如果图像内有物体是移动状态，则每一个图像帧的图像内容会变化。然而，在一些显示情形，其显示的内容图像是静态图像。由于静态显示与动态显示的显示方式不同，因此一般会侦测图像移动程度，给出一个移动值(Motion Value)，做为显示系统中后续流程的参考。移动值会在一个范围内，对应移动的程度来计算。一般而言，移动值愈大表示图像内容的变化愈大。

现有的侦测移动图像的方法，是将两个相邻的图像帧的数据相减而得到一个移动值。图1为现有侦测移动的电路示意图。如图1，现有侦测移动的电路是利用一个帧缓冲器(Video Frame Buffer)100，以及一个移动侦测单元(Motion Detection Unit)102。图像帧Fn的数据连续输入到帧缓冲器100。帧缓冲器100可以储存连续两个图像帧F_n与F_n-1的数据。另外，当前的图像帧Fn也输入到移动侦测单元102。移动侦测单元102将两个的图像帧数据F_n与F_n-1相减即可得到一个移动值由路径104输出。

根据图1的机制在路径104所得到的移动值会与图像帧数据的变化程度相关，因此也表示影响显示是动态的。图2为根据图1的电路的效果示意图。如图2，以连续的三个图像帧F_n～F_n+2为例。在图像帧F_n～F_n+2 120、122、124中属于相同区域120’，122’，124’的图像数据会做比较。区域120’，122’，124’可以是以像素为单位或是一个区域的平均图像数据。当图像移动愈大，则在相同区域120’，122’，124’的图像变化就愈大。

然而，通过图1的方式会容易有误判的情况，例如当有仅与局部图像移动时，会产生不当的移动值，导致后续图像显示处理，根据不当的移动值采用不当的处理方式。

发明内容

本发明提出一种侦测移动图像的技术，可以更正确的判断移动的物体所在。

本发明提供一种侦测移动图像的电路，包括第一阶移动图像侦测单元与第二阶移动图像侦测单元。第一阶移动图像侦测单元，分析一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应每一个该当前图像帧的一第一移动值。第二阶移动图像侦测单元，接收该第一移动值，以及对当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取最大值输出且储存为一第二移动值，其中该调整移动值是将相邻前一个该第二移动值做调整后的值。

本发明还提供一种侦测移动图像的方法，设置在一图像显示系统中，以显示动态图像。此方法包括分析该图像显示系统接收的一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应每一个该当前图像帧的一第一移动值。又，当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取其最大值输出且储存为一第二移动值，其中该调整移动值是将相邻前一个的第二移动值做调整的值。

本发明还提供一种图像显示系统，包括一侦测移动图像单元，以侦测连续输入的一显示图像帧是处在动态显示，经计算得到一移动参考值，以供后续动态显示处理的参考。其中侦测移动图像单元是如前述的结构。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为现有侦测移动的电路示意图。

图2为根据图1的电路的效果示意图。

图3为去交错的动态图像显示方式。

图4为一种可能产生移动值计算误差的情形示意图。

图5为梳型滤波器的动态图像显示方式。

图6为本发明一实施例的侦测移动图像的电路示意图。

图7为本发明一实施例的移动计算单元304的电路示意图。

附图标记说明

100-帧缓冲器； 102-移动侦测单元；

104-路径； 120、122、124-图像帧；

120′、122′、124′-区域； 130～144-扫描线；

150、152、152′-构件； 200、202、204-图像数据；

300-移动帧缓冲器； 302-路径；

304-移动计算单元； 306、310、312-路径；

400-补充控制单元； 402-限制器；

404-取大值单元。

具体实施方式

本发明考虑现有的动态图像显示方式，针对移动图像的侦测准确度做调查。现有如图1的移动图像侦测方式会有移动值的误差。其现象如下。

一般的图像显示方式例如采用去交错(deinterlace)机制、梳型滤波器(3D comb-filter)机制、或是噪声消除(3D noise reduction)机制来显示动态图像。动态图像例如是视频(video)图像。先以去交错机制为例。图3为去交错的动态图像显示方式。如图3，一个完整的图像帧包括多条图像扫描线。去交错的机制是将一个完整的图像帧分成奇数图像帧与偶数图像帧交错储存，依时续输出而显示图像。以帧F1为例，包括多个奇数条扫描线130、136等，如实线所示，但是如虚线所示偶数条扫描线的图像数据没有储存。接着帧F2仅储存偶数条扫描线132，142等的图像数据。帧F3又是仅储存奇数条扫描线，帧F4仅储存偶数条扫描线。也就是说奇数图像帧与偶数图像帧是交错输出而显示。然而，由于一个完整图像必须包括奇数图像帧与偶数图像帧，因此虚线扫描线的图像数据需要前后通过实线扫描线的图像数据内插所得，即是去交错的机制，其详细运算所属领域技术人员所了解。例如，帧F2的扫描线134的图像数据是由帧F1与F3的扫描线136与138内插所得。类似地，对于帧F3的偶数扫描线140的图像数据是由帧F2与F4的扫描线142与144的图像数据内插所得。

由于奇数帧F1与F3才有对应的图像数据来比较，在计算移动值时，其时间点的相差是二个帧的时间。如果有图像快速移动的话，则容易产生误差。图4为一种可能产生移动值计算误差的情形示意图。如图4，以一个动态图像由两个构件150与152构成为例。例如，构件150是静态不动，但是构件152是摇摆移动，且如果移动频率接近帧的显示频率，则帧F1与帧F2的图像会有明显差异，但是帧F1与帧F3的图像不会有明显差异。但是基于去交错的机制，其移动值是由帧F1与帧F3来计算，因此得出构件152近乎不动的侦测结果。但是，构件152在帧F2与帧F4已经移动成构件152’。这因此造成移动值的计算误差。

对于另外一种如梳型滤波器的显示机制，其也会有类似的问题。图5为梳型滤波器的动态图像显示方式。如图5，一般的色彩构成是由RGB的子像素来组成一像素。然而，RGB的坐标信息也可以转换成YCbCr的色彩坐标。梳型滤波器是采用YCbCr的色彩坐标，且CbCr可以混合或是分离。CbCr可以混合成C数据。一般的关系是C＝Cr*sin(ωt)+Cb*cos(ωt)。以Y/C分离的方式为例，由帧f_n所储存的图像数据200，例如是Y-C，Y+C交错储存。相邻下一个帧f_n+1所储存的图像数据202相对于帧f_n是Y+C，Y-C交错储存。帧f_n与框f_n+2所储存的数据是同形式，因此移动值是由帧f_n与框f_n+2来计算。这也会产生移动值的误差。

另外，利用噪声消除的机制来显示图像的方式，其帧数据也是与图5类似，但是取得Y值与C值的方式不同，其也是所属领域技术人员可了解，不予详述。

例如以一个卡通蜜蜂振动翅膀为例。蜜蜂的身体近乎维持不动，但是翅膀快速振动。如果依照图1计算的现有移动值，则导致翅膀的振动无法正确显示。显示翅膀振动的图像时，经常在翅膀振动的区域内图像会产生格状条纹的显示图像，无法较真实显示翅膀快速振动的现象。

本发明对现有的显示方式做研究后，发现至少存在有上述的显示缺点，判断是因为移动值计算有误差所造成的结果，因此提出能更准确侦测动态图像的移动值，提升显示质量。以下举一些实施例来说明本发明，但是本发明不仅限于所举的实施例。

图6为本发明一实施例的侦测移动图像的电路示意图。如图6，侦测移动图像的电路例如是设置在图像显示系统中接收连续输入的图像帧Fn的数据。侦测移动图像的电路，包括第一阶移动图像侦测单元与第二阶移动图像侦测单元。第一阶移动图像侦测单元，由帧缓冲器(Frame Buffer)100与移动侦测单元102分析一当前图像帧Fn与该先前的图像帧Fn-1，计算得到对应该当前图像帧的一第一移动值。由此可了解的是第一阶移动图像侦测单元例如由现有的方式计算，且图像帧Fn-1代表先前相同储存形式的帧，例如都是偶数帧或是奇数帧，然而其可以依实际采用的计算方式来决定。计算的方式例如是简单的相减绝对值，或是其它方式计算的值，以表示图像移动的状态。移动值的范围一般例如是在两个端值内。一个端值代表物体处于静态的状况，另一个端值代表物体处于极度动态的状况，而中间值代表物体移动程度的中间态。移动值由移动侦测单元102的路径104输出。

第二阶移动图像侦测单元，例如包括一移动帧缓冲器300以及移动计算单元304。移动计算单元304连续接收路径104上的移动值。另外移动帧缓冲器300也储存当前移动值Mn以做为下一次计算移动值Mn的相邻前一个移动值Mn-1。就电路来说，移动帧缓冲器300是移动计算单元304的一回馈路径，储存当前输出的调整移动值Mn，以及回馈此移动值Mn给该移动值计算单元304，坐下一次调整计算。也就是说，移动值计算单元304对回馈的移动值Mn，依照一演算规则，得到一调整移动值Mn。移动帧缓冲器300例如仅是做储存与回馈的动作，然而配合后续描述的机制，移动帧缓冲器300以及移动计算单元304的实施例，依其作用也可以整合成第二阶移动图像侦测单元，无须以移动帧缓冲器300以及移动计算单元304的方式来实现。

接着描述移动计算单元304的调整机制。图7为本发明一实施例的移动计算单元304的电路示意图。如图7，移动计算单元304包括一补偿控制单元400，接收由路径302回馈的移动值M_n-1。补偿控制单元400做一计算例如是：

M_n’＝M_n-1*a-b，

其中，a是0～1的缩减倍数值，尤其是在约0.65与约0.95之间，例如是由统计经验来设定，另外b是补偿值。由补偿控制单元400调整计算出的调整移动值M_n’，由路径310输出到一限制器402，以确定调整移动值M_n’是在一预定的范围内。如果调整移动值M_n’超过该预定的范围，则将调整移动值M_n’设定为该预定的范围的端值。经过限制器402的限制后通过路径312将调整移动值M_n’输出。接着，取大值单元404比较由路径104输入的第一阶移动值以及由路径312输入的调整移动值M_n’的大小，取其最大值做为当前图像帧的移动值M_n。此移动值M_n也被回馈储存在移动帧缓冲器300中，以供下一次计算使用。如此的方式循环进行。

从方法的角度来看，本发明还提供侦测移动图像的方法，设置在一图像显示系统中，以显示动态图像。此方法包括分析该图像显示系统接收的一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应每一个该当前图像帧的一第一移动值。又，当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取其最大值输出且储存为一第二移动值，其中该调整移动值是将相邻前一个的第二移动值做调整的值。

由于本实施例的移动值是经过图7的机制调整过，可以较准确侦测运动图像。就先前所提到的例如局部快速振动的蜜蜂翅膀能够显示出较完整的翅膀形状以及振动的动画现象，翅膀的显示不会产生格纹状的瑕疵。

本发明的移动值调整，使得相邻前一个帧仍可以提供动态变化的程度，以使有较准确的估计，进而减少动态图像的侦测误差。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种侦测移动图像的电路，包括：

一第一阶移动图像侦测单元，分析一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应该当前图像帧的一第一移动值；以及一第二阶移动图像侦测单元，接收该第一移动值，以及对当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取最大值输出且储存为一第二移动值，其中该调整移动值是将相邻的前一个该第二移动值做调整的值。

2.根据权利要求1所述的侦测移动图像的电路，其中该调整移动值是将前一个该第二移动值依照一计算规则计算而生成的。

3.根据权利要求2所述的侦测移动图像的电路，其中该计算规则是乘以一缩减倍数以及减去一补偿值。

4.根据权利要求1所述的侦测移动图像的电路，其中该第二阶移动图像侦测单元包括一缓冲单元与一移动值计算单元，

其中该缓冲单元是该移动值计算单元的一回馈路径，储存当前输出的该第二移动值，以及回馈该第二移动值给该移动值计算单元，

其中该移动值计算单元对回馈的该第二移动值，依照一计算规则，减少前一个该第二移动值成为该调整移动值。

5.根据权利要求4所述的侦测移动图像的电路，其中该移动值计算单元包括：一补偿控制单元，接收该缓冲单元提供的该第二移动值，依照该计算规则生成该调整移动值；以及一限制器，根据一设定范围，对该调整移动值做限定后才输出该调整移动值。

6.根据权利要求4所述的侦测移动图像的电路，其中该计算规则是将该第二移动值乘以一缩减倍数以及减去一补偿值。

7.根据权利要求6所述的侦测移动图像的电路，其中该缩减倍数是在约0.65与约0.95之间。

8.根据权利要求6所述的侦测移动图像的电路，其中该图像帧是以去交错机制、梳型滤波器机制、或是噪声消除机制的显示。

9.根据权利要求1所述的侦测移动图像的电路，其中该第一阶移动图像侦测单元包括：

一帧缓冲器，接收连续输入的多个图像帧以至少储存该当前图像帧与该相邻的前一个图像帧；以及

一移动侦测单元，接收该当前图像帧与该先前图像帧计算得到对应该当前图像帧的一第一移动值。

10.一种侦测移动图像的方法，设置在一图像显示系统中，以显示动态图像，该方法包括：

分析该图像显示系统接收的一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应该当前图像帧的一第一移动值；以及

对当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取最大值输出并储存为一第二移动值，

其中该调整移动值是将相邻前一个的该第二移动值做调整的值。

11.根据权利要求10所述的侦测移动图像的方法，其中该调整移动值是将前一个该第二移动值依照一计算规则计算而生成的。

12.根据权利要求11所述的侦测移动图像的方法，其中该计算规则是乘以一缩减倍数以及减去一补偿值。

13.根据权利要求12所述的侦测移动图像的方法，其中该缩减倍数是在约0.65与约0.95之间。

14.根据权利要求10所述的侦测移动图像的方法，其中该图像帧是以去交错方式，梳型滤波器方式，或是噪声消除方式显示。

15.根据权利要求10所述的侦测移动图像的方法，其中在分析该图像显示系统接收的该当前图像帧与该先前图像帧的该步骤中包括：

通过一缓冲器储存该当前图像帧与该先前图像帧；以及

对该当前图像帧与该先前图像帧的数据做计算，得到对应该当前图像帧的一第一移动值。

16.一种图像显示系统，包括：

一侦测移动图像单元，以侦测连续输入的一显示图像帧是处在动态显示，经计算得到一移动参考值，以供后续动态显示处理的参考，其中该侦测移动图像单元包括：

一第一阶移动图像侦测单元，分析一当前图像帧与一先前图像帧，计算得到对应该当前图像帧的一第一移动值；以及

一第二阶移动图像侦测单元，接收该第一移动值，以及当前的该第一移动值与一调整移动值做比较，取最大值输出且储存为一第二移动值，其中该调整移动值是将相邻前一个的该第二移动值做调整的值。

17.根据权利要求16所述的图像显示系统，其中该调整移动值是将前一个该第二移动值依照一计算规则计算而生成的。

18.根据权利要求17所述的图像显示系统，其中该计算规则是乘以一缩减倍数以及减去一补偿值。

19.根据权利要求16所述的图像显示系统，其中该第二阶移动图像侦测单元包括一缓冲单元与一移动值计算单元，

20.根据权利要求19所述的图像显示系统，其中该移动值计算单元包括：

一补偿控制单元，接收该缓冲单元提供的该第二移动值，依照该计算规则生成该调整移动值；以及

一限制器，根据一设定范围，对该调整移动值做限定后才输出该调整移动值。