CN103136741A

CN103136741A - 固定图案的边缘检测方法与电路

Info

Publication number: CN103136741A
Application number: CN2011103994443A
Authority: CN
Inventors: 刘玉书; 陈俊维; 姜建德; 陈翠琴
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-06-05

Abstract

一种固定图案的边缘检测方法与电路。该固定图案的边缘检测方法，包括分析接收的一第一影像取得一第一边缘信息；接收一第二影像以及对应的一第二边缘信息，该第二影像包含影像历史信息的累计；根据该第一边缘信息与该第二边缘信息，在该第一影像与该第二影像于对应位置的多对像素中计算一符合数量与一不符合数量，该符合数量代表有多少对像素其分别每一对的二个比对像素都是属于一边缘像素，该不符合数量是该二个比对像素其中一个不是属于该边缘像素；以及当该符合数量要大于一第一设定值，且该不符合数量要同时小于一第二设定值时，该第一影像与该第二影像有一固定图案的一固定边缘。

Description

固定图案的边缘检测方法与电路

技术领域

本发明涉及一种固定图案检测，特别是涉及固定图案的边缘检测。

背景技术

动态影像显示是多个影像依照所要的频率显示，而这些影像的显示内容会随时间改变，成为动态的影像。一般的动态影像显示其例如摄影机(video)或是电视的影像播放。

然而，在播放原始的动态影像内容时，基于一些需要会插入静态的一固定静态图案迭置于动态影像内容上。固定静态图案例如是产品商标(Logo)的图案，又或是频道文字或符号等等的图案。固定静态图案一般会静态维持一段时间。

图1绘示传统动态影像播放的内容变化示意图。参阅图1左侧的图，其是在一时间点所显示的影像内容。影像100的内容例如有一物体102，且同时有一固定静态图案104。固定静态图案104是静态位于固定的位置，例如用以表示此影像内容的商标。参阅图1右侧的图，其是下一张显示的影像。此时，物体102已移动到其他的位置，但是固定静态图案104仍维持在相同的位置。

固定静态图案104的突然消失可能是依设定而已经不再显示此固定静态图案104。然而定一种情形例如是由于显示内容的杂讯或是不稳定等各种原因，导致固定静态图案104突然消失。此固定静态图案104突然消失的现象会导致固定静态图案104的颤动(judder)。

图2绘示传统动态影像播放的内容变化示意图。参阅图2左侧的图，其与图1左侧的图所示相同。但是于下一张影像显示时，如图2右侧的图所示，其固定静态图案104突然消失。

另外的类似情形也有可能是固定静态图案104有移动，导致固定静态图案104的颜色分裂(blocky)的颤动包围固定静态图案104。

然而固定静态图案104的消失的情形至少会与一固定结构体周期移动的情形会有困难于区分。

如何有效检测固定静态图案的边缘以检测出是否包含显示固定静态图案是要考虑的问题。

发明内容

本发明提供一种固定图案的边缘检测方法与电路，藉由检测固定图案的边缘来判定固定图案的存在，其中影像历史也同时累积一并考虑。

本发明提供一种固定图案的边缘检测方法，包括接收一当前输入影像。又，接收一历史影像以及所对应的一历史边缘信息。依照一权重比例相加该当前输入影像与该历史影像得到一当前分析影像。计算该当前分析影像的每一个像素的一边缘强度值，其中该边缘强度值是根据预定的一边缘特征条件所计算出来。当该边缘强度值大于一设定值时就标示属于可能的一边缘像素。该当前分析影当作下一次边缘检测分析的该历史影像，且该边缘像素与该边缘强度纪录于该历史边缘信息中。计算该当前分析影像的该边缘像素与该历史影像的该边缘像素能符合所设定的一个一致条件的一像素符合数量，以及符合所设定的一个不一致条件的一像素不符合数量。当该像素符合数量要大于一第一设定值，且该像素不符合数量要同时小于一第二设定值时，该当前输入影像被检测出有一固定图案的一固定边缘。

本发明提供一种固定图案的边缘检测方法，包括分析接收的一第一影像取得一第一边缘信息。另外，接收一第二影像以及对应的一第二边缘信息，该第二影像包含影像历史信息的累计。根据该第一边缘信息与该第二边缘信息，在该第一影像与该第二影像于对应位置的多对像素中计算一符合数量与一不符合数量。该符合数量代表有多少对像素其分别每一对的二个比对像素都是属于一边缘像素，该不符合数量是该二个比对像素其中一个不是属于该边缘像素。当该符合数量要大于一第一设定值，且该不符合数量要同时小于一第二设定值时，该第一影像与该第二影像有一固定图案的一固定边缘。

本发明提出一种固定图案的边缘检测电路，包括以下单元。一影像迭加单元接收与储存一当前输入影像以及一历史影像与所对应的一历史边缘信息，其中依照一权重比例相加该当前输入影像与该历史影像得到一当前分析影像。一边缘检测单元计算该当前分析影像的每一个像素的一边缘强度值，其中该边缘强度值是根据预定的一边缘特征条件所计算出来。当该边缘强度值大于一设定值时就标示属于可能的一边缘像素。该当前分析影当作下一次边缘检测分析的该历史影像，且该边缘像素与该边缘强度纪录于该历史边缘信息中。一固定图案检测单元计算该当前分析影像的该边缘像素与该历史影像的该边缘像素能符合所设定的一个一致条件的一像素符合数量，以及符合所设定的一个不一致条件的一像素不符合数量。当该像素符合数量要大于一第一设定值，且该像素不符合数量要同时小于一第二设定值时，该当前输入影像被检测出有一固定图案的一固定边缘。

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

附图说明

图1绘示传统动态影像播放的内容变化示意图。

图2绘示传统动态影像播放的内容变化示意图。

图3绘示依据本发明一实施例，影像累积单元的电路示意图。

图4绘示固定图案的边缘检测电路示意图。

图5绘示依据本发明一实施例所采用的边缘检测机制示意图。

图6绘示依据本发明一实施例，没有固定图案的边缘的检测示意图。

图7绘示依据本发明一实施例，有边缘像素但是没有固定图案的检测示意图。

图8绘示依据本发明一实施例，有属于固定图案的边缘像素的检测示意图。

图9绘示依据本发明一实施例，类似有属于固定图案的边缘像素的检测示意图。

附图符号说明

100：影像

102：物体

104：固定静态图案

120：乘法器

124：加法器

126：乘法器

150：影像累积单元

160：边缘检测单元

170：检测固定图案单元

180：像素区域

182：分析像素

200：先前影像

200’：当前分析影像

204、204’：边缘像素区域

206：边缘像素区域

208、208’：边缘像素区域

210、210’：边缘像素区域

具体实施方式

为了能有效快速检测出固定静态图案的消失，本发明提供多个实施例来说明，但是本发明不仅限于所举实施例。

对于动态显示的一串显示影像而言，其影像图框是依照一显示频率的时序显示。对于动态影像而言，其影像内容一般会随时间改变形状与位置，但是固定静态图案长时间不会随时间移动，也就是对于实际显示的影像，此固定静态图案是浮置在背景的动态影像上。

一般而言，固定静态图案会有明显的物件边缘，且此物件边缘随时间而言是静态不会移动。因此，本发明计于固定静态图案的特性提出藉由边缘的检测来检测是否有固定静态图案。

由于固定静态图案不会随时间而移动或变化，因此如果影像做长时间累积的话，固定静态图案相对于其他部分的影像会更为明显与强化。图3绘示依据本发明一实施例，影像累积单元的电路示意图。参阅图3，对于一当前输入影像，其藉由一乘法器120对当前影像的像素值乘以可调的一参数值。此参数值，a，也是一个权重值，例如是大于0.5而小于1的值，更例如是0.7。接着，一加法器124将乘法器120的输出像素值与先前影像由乘法器126乘上1-a的权重值后的像素值相加后，输出当前分析影像，以iir_image标示。此当前分析影像在下一次分析时当作先前影像由乘法器126乘上1-a的权重值后，在与当前影像的像素值乘以a后的相素值再度相加，构成下一次的当前分析影像。

换句话说，当前分析影像式包含一些影像历史的信息，如此经过长时间累积后，如果确实有固定静态图案，则其图案会相对更为明显，而其边界会更容易被检测出来。

接着描述固定图案的边缘检测的机制。图4绘示固定图案的边缘检测电路示意图。参阅图4，固定图案的边缘检测电路11包含一影像累积单元150、一边缘检测单元160以及检测固定图案单元170。此三个单元分别执行对应的功能，如下描述。

影像累积单元150包括如图3的电路运算，可以产生当前分析影像，以及储存后续当前分析出来的边缘信息，或是属于先前历史影像的历史边缘信息等所需样的信息。

边缘检测单元160用以计算当前分析影像的每一个像素的一边缘强度值。边缘强度值是根据预定的一边缘特征条件所计算出来其如后面的描述。当边缘强度值大于一设定值时就标示此像素属为可能的一边缘像素。

当前分析影像也会当作下一次边缘检测分析的历史影像，且边缘像素与边缘强度也都纪录于历史边缘信息中，而例如储存于影像累积单元150中。

完成识别当前分析影像的像素是否是属于边缘像素且计算出对应的边缘强度后，固定图案检测单元170计算当前分析影像的边缘像素与历史影像的边缘像素能符合所设定的一个一致条件的一像素符合数量，以及符合所设定的一个不一致条件的一像素不符合数量。

当像素符合数量要大于一第一设定值，且该像素不符合数量要同时小于一第二设定值时，该当前输入影像被检测出有一固定图案的一固定边缘。

以下描述检测边缘像素的机制。要决定一个像素是否属于一物件的边缘的决定机制不限于特定方式。以下仅举一实施例，以快速检测出边缘像素，且给予一边缘强度值，做更进一步的确认。

图5绘示依据本发明一实施例所采用的边缘检测机制示意图。参阅图5，对于一个3x3的像素区域180当作过滤器为例，其中间的像素就是要进行分析辨认的一分析像素182。以此分析像素182为中心，可以如箭头所示在水平向、垂直向、第一斜向与第二斜向的四个延伸方向，取相邻于分析像素182的四对像素作分析。每一对像素计算其像素值的绝对差异，因此分别计算该四对像素的四个像素值差异。于此，像素值是指可以代表此像素颜色的特征值，例如是颜色灰阶值，其中可以是红蓝绿综合的灰阶值或是分别的灰阶值。

当四个像素绝对差异值有至少一个大于一临界值时，此分析像素182就可以被标示为属于边缘像素的属性，且这四个像素绝对差异值中的最大值为该边缘像素的边缘强度值。

要识别像素是否属于边缘像素的方式并不限于所举的方式，但是所举的方式较为简单，有利于快速检测。

于当前分析影像的像素都分析后，属于边缘的像素可以储存在边缘信息中，且其对应的边缘强度值也储存于边缘信息。在循环检测过程中，对应当前分析影像与先前历史影像的当前边缘信息与历史边缘信息可以用来比对，以能够检测出属于固定图案的静态边缘。

以下描述如检测固定图案的边缘的机制。基于固定图案的边缘是静态位于固定的位置，因此如果有固定图案显示的情形下，当前分析影像与先前历史影像会存有相当数量的边缘像素是一致的。然而，如果仅根据两个影像有一致是边缘像素的数量大于一大临界值来判断，仍会有误差。因此，本发明还提出检视不一致的像素数量也要维持少于一小临界值。于此不一致像素是指比对的二个像素其中有一个像素是边缘像素，而另一个像素是非边缘像素。如此，藉由同时符合二个条件的情形下，固定图案能够较准确被检测。

以一个区块(blk-size)的像素为单位为例来计算符合数量(Con)与不符合数量(InCon)，其如统计的条件可以用数学式来表示，如式(1)与式(2)：

其中在式(1)中的参数is_edge_{i，j，input}是指当前分析影像(input)在(i，j)位址的像素是属于边缘的像素，参数trans_{i，j，input}是其边缘变化(transition)的边缘强度。参数is_edge_{i，j，input}是指先前影像(iir)在(i，j)位址的像素是属于边缘的像素，参数trans_i，j，iir是其边缘变化的边缘强度。符号&代表逻辑关系的与逻辑(AND)。这表示说，当前分析影像先前影像有一致都是属于边缘的像素的数量。另外，例如还要求边缘强度也要一致，小于一差异临界值Th_d。在符合这些条件下所算出来的像素符合数量，以Con表示。

进一步于式(2)中的参数

与是指取其负逻辑状态，另外符号“//”代表或逻辑的关系。式(2)的效果是要求对于二个比对像素的其一是边缘像素而另其一不是边缘像素的计数，而产生像素不一致的不符合数量以InCon表示。

以下以4x4显示区域为例的几个情形来说明，其中对应一致的大临界Th1例如是8，而对应不一致的小临界值Th2例如是2，而要求Con＞Th1及InCon＜Th2的条件，才认定是有显示影像包含固定图案的静态边界。

图6绘示依据本发明一实施例，没有固定图案的边缘的检测示意图。参与图6，如果没有固定图案的显示，先前影像200与当前分析影像200’都没有像素被检测为属于边缘像素。如此，符合数量Con为零，不符合数量InCon也为零。因此Con＝0且InCon＝0，不符合Con＞8及InCon＜2的条件。

图7绘示依据本发明一实施例，有边缘像素但是没有固定图案的检测示意图。参与图7，假设先前影像200与当前分析影像200’都有物件边缘在左上角边缘像素区域204与204’，因此其周围区域内的一些相素都会被检测为边缘像素，其数量例如是4。如此，符合数量Con＝4。另外，当前分析影像也有多出的边缘像素区域206例如发生在影像202的右下角，而产生不符合数量InCon＝4。因此Con＝4且InCon＝4，不符合Con＞8及InCon＜2的条件。

图8绘示依据本发明一实施例，有属于固定图案的边缘像素的检测示意图。参阅图8，假设先前影像200与当前分析影像200’都有物件边缘在左上角边缘像素区域208与208’，因此其周围区域内的一些相素都会被检测为边缘像素，其数量例如是9。如此，符合数量Con＝9。另外，当前分析影像与先前影像都没有其他的边缘像素，而导致不符合数量InCon＝0。因此Con＝9且InCon＝0，符合Con＞8及InCon＜2的条件。

图9绘示依据本发明一实施例，类似有属于固定图案的边缘像素的检测示意图。参阅图9，假设先前影像200与当前分析影像200’都有物件边缘像素在左上角边缘像素区域210与210’，因此其周围区域内的一些相素都会被检测为边缘像素，其数量例如是9。如此，符合数量Con＝9。另外，当前分析影像与先前影像之间仍有边缘像素的差异，而导致不符合数量InCon＝5。因此Con＝9且InCon＝5，不符合Con＞8及InCon＜2的条件。

由上述Con＞Th1及InCon＜Th2的条件，可以更准确将图8的情形检测出来。至于大临界Th1与小临界Th2的值可以依实际要检测的固定图案而设定，不必是通用的固定值。藉由二条件的同时检测，可以更准确检测出静态的固定图案的边缘。

基于上述特性，本发明提供一种固定图案的边缘检测方法，包括分析接收的一第一影像取得一第一边缘信息。另外，接收一第二影像以及对应的一第二边缘信息，该第二影像包含影像历史信息的累计。根据该第一边缘信息与该第二边缘信息，在该第一影像与该第二影像于对应位置的多对像素中计算一符合数量与一不符合数量。该符合数量代表有多少对像素其分别每一对的二个比对像素都是属于一边缘像素，该不符合数量是该二个比对像素其中一个不是属于该边缘像素。当该符合数量要大于一第一设定值，且该不符合数量要同时小于一第二设定值时，该第一影像与该第二影像有一固定图案的一固定边缘。

另外，由于先前影像会保留部分的历史边缘信息，如果确实有固定图案显示时，由于其是静态的固定位置，因此经过时间累积后，如果有固定图案显示的情形，其边缘会被强化，以利于检测。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims

1.一种固定图案的边缘检测方法，包括：

接收一当前输入影像；

接收一历史影像以及所对应的一历史边缘信息；

依照一权重比例相加该当前输入影像与该历史影像得到一当前分析影像；

计算该当前分析影像的每一个像素的一边缘强度值，其中该边缘强度值是根据预定的一边缘特征条件所计算出来，且当该边缘强度值大于一设定值时就标示属于可能的一边缘像素，其中该当前分析影当作下一次边缘检测分析的该历史影像，且该边缘像素与该边缘强度纪录于该历史边缘信息中；

计算该当前分析影像的该边缘像素与该历史影像的该边缘像素能符合所设定的一个一致条件的一像素符合数量，以及符合所设定的一个不一致条件的一像素不符合数量；以及

当该像素符合数量要大于一第一设定值，且该像素不符合数量要同时小于一第二设定值时，该当前输入影像被检测出有一固定图案的一固定边缘。

2.如权利要求1所述的固定图案的边缘检测方法，其中该边缘特征条件包括：

以要进行分析的一分析像素为中心在水平向、垂直向、第一斜向与第二斜向延伸的相邻四对像素，且分别计算该四对像素的四个像素值差异，

其中当该四个像素绝对差异值有至少一个大于一临界值时，该分析像素被标示为属于该边缘像素的其一，且该四个像素绝对差异值中的最大值为该边缘像素的该边缘强度值。

3.如权利要求1所述的固定图案的边缘检测方法，其中该一致条件包括：

对于当前分析影像与该历史影像在对应位置的二个比对像素，如果该二个比对像素都是属于边缘像素，且分别的该边缘强度值的一绝对差异也小于一设定值，则该二个比对像素为一致，而该符合数量加一，其中该边缘强度值的该绝对差异包括考虑该二个比对像素像素是否在边缘的同向且该边缘强度值的斜率是否相似的条件。

4.如权利要求3所述的固定图案的边缘检测方法，其中该不一致条件包括：

如果该二个比对像素有一个是属于边缘而另一个不是边缘，则该二个比对像素为不一致，而该不符合数量加一。

5.如权利要求1所述的固定图案的边缘检测方法，其中该权重比例对应该当前分析影像与该历史影像为a比1-a的比例，其中a为可调值在0～1的范围。

6.如权利要求1所述的固定图案的边缘检测方法，其中该当前分析影像是以整张影像或是以区块为检测单元进行边缘检测。

7.一种固定图案的边缘检测方法，包括：

分析接收的一第一影像取得一第一边缘信息；

接收一第二影像以及对应的一第二边缘信息，该第二影像包含影像历史信息的累计；

根据该第一边缘信息与该第二边缘信息，在该第一影像与该第二影像于对应位置的多对像素中计算一符合数量与一不符合数量，该符合数量代表有多少对像素其分别每一对的二个比对像素都是属于一边缘像素，该不符合数量是该二个比对像素其中一个不是属于该边缘像素；以及

当该符合数量要大于一第一设定值，且该不符合数量要同时小于一第二设定值时，该第一影像与该第二影像有一固定图案的一固定边缘。

8.如权利要求7所述的固定图案的边缘检测方法，其中是否属于该边缘像素的判断条件包括：

其中当该四个像素绝对差异值有至少一个大于一临界值时，该分析像素被标示为属于该边缘像素属性。

9.如权利要求7所述的固定图案的边缘检测方法，其中在该二个比对像素都是属于该边缘像素下，该符合数量的统计还要符合以下条件：

该二个比对像素分别有二个边缘强度值，该二个边缘强度值有一绝对差异，需要小于一设定值。

10.如权利要求7所述的固定图案的边缘检测方法，其中该第一影像与该第二影像是以整张影像或是以区块为检测单元进行边缘检测。

11.一种固定图案的边缘检测电路，包括：

一影像迭加单元，接收与储存一当前输入影像以及一历史影像与所对应的一历史边缘信息，其中依照一权重比例相加该当前输入影像与该历史影像得到一当前分析影像；

一边缘检测单元，计算该当前分析影像的每一个像素的一边缘强度值，其中该边缘强度值是根据预定的一边缘特征条件所计算出来，且当该边缘强度值大于一设定值时就标示属于可能的一边缘像素，其中该当前分析影当作下一次边缘检测分析的该历史影像，且该边缘像素与该边缘强度纪录于该历史边缘信息中；以及

一固定图案检测单元，计算该当前分析影像的该边缘像素与该历史影像的该边缘像素能符合所设定的一个一致条件的一像素符合数量，以及符合所设定的一个不一致条件的一像素不符合数量，其中

12.如权利要求11所述的固定图案的边缘检测电路，其中该边缘特征条件包括：

13.如权利要求11所述的固定图案的边缘检测电路，其中该一致条件包括：

对于当前分析影像与该历史影像在对应位置的二个比对像素，如果该二个比对像素都是属于边缘像素，且分别的该边缘强度值的一绝对差异也小于一设定值，则该二个比对像素为一致，而该符合数量加一。

14.如权利要求13所述的固定图案的边缘检测电路，其中该不一致条件包括：

15.如权利要求11所述的固定图案的边缘检测电路，其中该权重比例对应该当前分析影像与该历史影像为a比1-a的比例，其中a为可调值大于0.5且小于1。