TWI331473B - - Google Patents

Description

1331473 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於影像處理的技術領域，尤指—種具有適 應性邊緣門檻值之反交錯系統及方法。 八 【先前技術】 由於傳播頻寬的限制，目前電視影像之傳播係採用奇 • 圖場/偶圖場交互傳播之方式。如圖^所示，其令，奇圖場 (_仏丨_及12僅具有奇數行之影像f料，而偶圖場^ 10及13則僅具有偶數行之影像資料。新一代電視由於垂直方 向之解析度的提高’所以電視内部需要線倍頻器⑴μ 進行倍頻處理，以提高垂直方向之解析度。其中， • 取間單之倍頻處理係直接合併相鄰之奇圖場及偶圓場，以 成為一循序掃描圖框（progressive scan frame)。然而，由於 15 «的奇圖場及偶圖場有時間上之差異，故直接合併奇圖 鲁 $及偶圖場所產生之循序掃描圖框將使得移動巾的物體影 像產生鑛齒的現象。 由於影像為動態晝面時，直接合併奇圖場及偶圖場以 產生之循序掃描圖框將使得移動中的物體影像產生鋸齒。 20針對上述問題，習知技術先判斷該圖場（fieid)是否為動態 畫面若疋，則使用單一圖場插點（interpolation)成圖框用 以避免鋸齒產生，若判斷該圖場為靜態畫面，則會直接使 用刖後兩張圖場合成用以避免閃塘。 5 1331473 斷定的門_判 判定該畫面為動態畫面 =於该門捏值時，則 定該畫面為靜態畫面心;用動:=門檀值時，則判 不同來源或不同影像書 疋· ^檻值，無法滿足 針對❹二= ，產生的問題，美國專利公告二二 一-n)分析晝面是否為動態畫面二避 免使用固疋的門檻值所產生 ίο 15 20 晝面轉換至頻率域（frequenc H的㈣’然而此方法需將 量，而合引起成太辦b y omam)’進而增加許多計算 統及方法==:問題。由此可知1知反交錯系 【發明内容】 轉明之目的係在提供—種具有適應性邊緣門植值 之反父錯糸統及方法，俾可避$ # + 一责m 1早了避免使用固定的門檻值來判斷 ，疋否為動態畫面所產生誤判問題，進而提升影像品 貝〇 本發明m的係在提供—種具有適應性邊緣門 檻值之反交錯系統及方法，俾可減少成本增加的問題，以 大幅提昇影像品質。 依據本發明之一特色，本發明係提出—種具有適應性 邊緣門檻值之反交錯系統，該反交錯系統接收複數個圖場 (f，所組成之—影像資料流，該每-圖場係由—個二維 6 1331473 陣列的像素所組成並利用複數個列方向像素進行排列，該 反父錯系統係加入複數個像素係用以增加該圊場之解析 度，其中，加入的前述每一像素係位在該圖場之一位置， 該反交錯系統包含-移動因子產生裝置、一適應性邊緣門 5檻值產生裝置及一判斷裝置。該移動因子產生裝置接收一 現行圖場之前-個圖場及下_個圖場，用以產生該位置之 -移動因子；該適應性邊緣門捏值產生裝置接收前述現行 圖場、前述前一個圊場及前述下一個圖場，用以產生該位 置之適應性邊緣門檻值；言玄判斷裝置輕合至該移動因子 10產生裝置及該適應性邊緣門檻值產生裝置，依據該位置之 該移動因子、該適應性邊緣門檻值，進而決定該位置欲插 置之像素，其中，當該移動因子大於該適應性邊緣門植值 時，利用該現行圖場之像素進行該位置欲插置像素之補 點，當該移動因子小於該適應性邊緣門檻值時，利用該前 15 一個圖場及該下一個圖場之像素進行該位置欲插置 補點。 依據本發明之另一特色，本發明係提出一種一種具有 適應陡邊緣門檻值之插值方法，該插值方法接收具有複數 個圖場所組成之一影像資料流，該每一圓場係由一個二維 2〇陣列的像素所組成並利用複數個列方向像素排列，該插值 方法係加入複數個像素以增加該圖場解析度，其中，加入 之該每一像素係位在該圖場之一位置，該插值方法包含： 移動因子產生步驟，其接收—現行圖場之前—個圖場及 下一個圖場，以產生該位置之一移動因子；一適應性邊緣 7 1331473 fi楹值產生步驟接收該現㈣場、該前―個圖場及該下一 個圖場’以產生邊位置之一適應性邊緣門檻值；一判斷步 驟依據該位置之該移動因子、該適應性邊緣門播值，用以 決定該位置欲插置之像素；其中，當該移動因子大於該適 5應性邊緣門檻值時，利用該現行圖場之像素進行該位置欲 插置像素之補點，當該移動因子小於該適應性邊緣門禮值 時，利用該前-個圖場及該下一個圖場之像素進行該位置 欲插置像素之補點。 10【實施方式】 圖2係本發明具有適應性邊緣門檻值之反交錯系統的 方塊圖。該系統接收一由複數個圖場F所組成之影像資料 流，每一圖場F係由一個二維陣列的像素24〇所組成並以複 數個列方向像素排列，該系統係增加複數個像素24〇以增加 15圖场F之解析度，每一增加像素24〇係位在圖場f之一位 置，該系統包含一移動因子產生裝置21〇、一適應性邊緣門 捏值產生裝置220及一判斷裝置230。 該移動因子產生裝置21〇接收一現行圖場f[n] (Current field)之前一個圖場ην·!]及下一個圖場F[N+i]， 20以產生該位置之一移動因子Mot_fact。 該適應性邊緣門檻值產生裝置22〇接收一現行圖場 F[N]、則一個圖場町义丨]及下一個圖場F[N+l]，以產生該 位置之適應性邊緣門檻值adaptive_m〇ti〇n th。 1331473 肩判斷裝置230耦合至該移動因子產生裝置210及該 適應性邊緣門檀值產生裝置220，依據該位置之移動因子 一fact、該適應性邊緣門檻值adaptive—m〇ti〇n一化，以決 定該位置欲插置像素之方法。 5 圖3係本發明移動因子產生裝置210的方塊圖。該移動 因子產生裝置210包含一移動差值計算裝置211、一歷史移 動值（history motion value)產生裝置212及一移動因子比較 裝置213。 籲 該移動差值計算裝置2 11接收該前一個圖場F[N_丨]及 10該下一個圖場f[n+i]，計算同一位置訊號差值，以產生該 位置之移動差值 MotDif (Motion difference)。 該歷史移動值產生裝置212耦合至該移動差值計算裝 置211 ’依據该移動差值MotDif及該位置之一歷史因子，以 • 計算該位置之一奇數圖場歷史因子及一偶數圖場歷史因 . 15 子。 圖4係本發明歷史移動值產生裝置212的方塊圖。該歷 • 史移動值產生裝置212包含一第一乘法器410、一第一加法 器420、一第二乘法器430及一記憶裝置440 » s亥§己憶裝置440用以儲存前一個圖場之每一像素的歷 20史因子。其中，該每一像素的歷史因子包含一奇數圖場歷 史因子及一偶數圖場歷史因子。 當該現行圖場F[N]為一奇數圖場時，該位置之該現行 奇數圖場歷史因子history_odd[i][j]為該記憶裝置440中儲存前 —個圖場相對於該位置之奇數圖場歷史因子 9 1331473 to吹y_〇必_0啡][/|。且該位置之該現行偶數圖場歷史因子 為 MotDif 和 history—even_〇ld[i][j]的加權值， MotDif為該移動差值計算裝置211所產生的該移動差值， history一 even_〇ld[i][j]為該記憶裝置中儲存前一個圖場相對於 5該位置之偶數圖場歷史因子’並將之寫回至該記憶裝置440 中〇 當該現行圖場[N]為一偶數圖場時，該位置之該現行偶 數圖場歷史因子history_even[i][j]為該記憶裝置440中儲存前 一個圖場相對於該位置之偶數圖場歷史因子 10 hist〇ry_even—old[i][j]。且該位置之該現行奇數圖場歷史因子 /»_伽〇；_〇必為]^(^01£'和/„对〇0；_0必_0/外][)]的加權值，]\/1〇1〇1£為 該移動差值計算裝置211所產生的該移動差值， history_odd_old[i][j]為該記憶裝置440甲儲存前一個圖場相對 於該位置之奇數圖場歷史因子’並將之寫回至該記憶裝置 15 440 中。 該移動因子比較裝置213耦合至該歷史移動值產生裝 置212’以由該位置之該奇數圖場歷史因子及該偶數圖場歷 史因子選擇較大作為該位置之移動因子Mot_fact » 圖5係本發明適應性邊緣門檻值產生裝置220的方塊 20 圖。該適應性邊緣門檻值產生裝置220包含一邊緣產生裝置 221及一查表裝置222。該邊緣產生裝置221接收現行圖場 F[N]、前一個圖場F[N-1]及下一個圖場F[N+1]以產生該位 置之一邊緣值edge_value。 1331473 圖6係該邊緣產生裝置221計算該位置之邊緣值 edge_value之示意圖。如圖6所示，該位置係位於該現行圖 場F[N]，並以X代表。該現行圖場F[N]為0DD2，前一個圖 場F[N-1]為EVEN1，該下一個圖場F[N+1]為EVEN3。該邊 5 緣產生裝置221可依據如公式（6)以計算該位置之邊緣值 edge_value ： edge_value = [4 * (Yel 3 + Ye3 3) - Yel 2 - Yel 4 - Ye22 -Ye23 - Ye24 - Ye32 - Ye33 - Ye34] / 8。 於其他實施例中，該邊緣產生裝置221依據亦可依據 習知之技術產生該邊緣值edge_value。 10 該查表裝置222耦合至該邊緣產生裝置221，以依據該 位置之該邊緣值e<Jge_value，產生該位置之該適應性邊緣 門檻值 adaptive_motion_th。 圖7係該查表裝置222產生該位置之該適應性邊緣門 捏值adaptive_motion_th之示意圖。亦即，該查表裝置222 15 接收該邊緣產生裝置221所產生之該邊緣值edge_value，比 對表而產生該適應性邊緣門摇值adaptive_motion_th。 圖8係該查表裝置222產生該位置之該適應性邊緣門 檻值adaptive_motion_th之另一實施例的示意圖。該適應性 邊緣門檻值adaptive_motion_tli可為一組值，亦即，該查表 20 裝置222接收該邊緣產生裝置221所產生之該邊緣值 edge_value，比對表A而產生一適應性邊緣高門檻值 adaptive_hi_th，比對表B而產生一適應性邊緣低門檻值 adaptive_.lo_th。於本實施例中，該適應性邊緣門植值 11 1331473 adaptive一m〇ti〇n_th 由適應性邊緣高門檻值 adapUve_hi_th 及適應性邊緣低門樓值adaptive」〇-比所組成。 該判斷裝置230耦合至該移動因子產生裝置21〇及該適應性 邊緣門檻值產生裝置22〇,依據該位置之該移動因子 5 Mot_fact該適應性邊緣門植值adaptive_motion_th，以決 疋5亥位置欲插置像素之方法。 當该移動因子大於該適應性邊緣門檻值時，表示該現 订圖場F[N]為一動態晝面，故利用該現行圖場F[N]之像素 鲁進行該位置欲插置像素之補點。 10 當該移動因子小於該適應性邊緣門檻值時，表示該現 行圖場F[N]為一靜態晝面，故利用該前一個圖場hn-u及 該下一個圖場F[N+1]之像素進行該位置欲插置像素之補 點。 . 由上述說明可知，習知技術在判斷一張影像是否為動 15態畫面或是動態晝面時，常僅利用固定的門檻值來判斷， 此可適用於-般簡單的影像。然而當影像内容複雜時，習 • 知技術常常會產生誤判的情形，而使用錯誤的插點方式， 不疋導致合成影像上有雜齒現象產生，就是導致合成影像 有模糊現象。而本發明除了對每一像素進行之邊緣值 20 edge_value判斷，同時利用移動因子產生裝置21〇以由前 一個圖場FtN-丨]與下一個圖場F[N+1]產生移動差值 MotDif，並進-步參考歷史因子，而產生該像素的移動因 子M〇t_fact。由於現行圖場F[N]中該像素與前一個圖場 F[N-1]與下-個圖場F[N+1]中相對應像素會有—^的關連 12 1J31473 性，故本發明可較習知技術更能準 全；赤Η μ w斷衫像是否為動態 且面或疋靜態晝面，而採取正確的補 。哲 m ±丄* "’方法’以提升影像 .* 令值edge-valUe時係對每一 像素均執行，故其⑽值係隨每—像素而不同，更能反映 出影像的真實狀況，而得到較佳的判斷結果。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所 主張之權利範圍自應以中請專利範圍所述為準，而非僅限 於上述實施例。 【圖式簡單說明】 ίο圖1係視訊攝影機訊號的顯示圖埸之示意圖。 圖2係本發明具有適應性邊緣門檻值之反交錯系統的方塊 圖0 圖3係本發明移動因子產生裝置的方塊圖。 圖4係本發明歷史移動值產生裝置的方塊圖。 15圖5係本發明適應性邊緣門檻值產生裝置的方塊圖。 圖6係本發明邊緣產生裝置計算邊緣值之示意圖。 圖7係本發明查表裝置產生適應性邊緣門檻值之示意圖。 圖8係本發明查表裝置產生適應性邊緣門檻值另一實施例 的示意圖。 20【主要元件符號說明】 圖場 10-13 移動因子產生裝置 210 適應性邊緣門檻值產生裝置 220 判斷裝置 230 13 1331473 像素 240 移動差值計算裝置 211 歷史移動值產生裝置 212 移動因子比較裝置 213 5 第一乘法器 410 第一加法器 420 第二乘法器 430 記憶裝置 430 邊緣產生裝置 221 查表裝置 222 14

Claims (1)

1331473 _ 第96丨09660號1 99年8月修正頁 V ”年^月π日修正本 一- " ' _* 十、申請專利範圍： 1. 一種具有適應性邊緣門檻值之反交錯系統，該反交 錯系統接收複數個圖場所組成之一影像資料流，該每一圖 煬係由一個二維陣列的像素所組成並利用複數個列方向像 5素進行排列，該反交錯系統係加入複數個像素係用以增加 該圖場之解析度，其中，加入的前述每一像素係位在該圖 場之一位置，該反交錯系統包含： 一移動因子產生裝置，接收一現行圖場之前一個圖場 及下一個圖場，用以產生該位置之一移動因子，該移動因 10 子產生裝置更包含： 一移動差值計算裝置，接收該前一個圖場及該 下一個圖場’用以產生該位置之一移動差值； 一歷史移動值產生裝置，其耦合至該移動差值 計算裝置，依據該移動差值及該位置之一歷史因子， 15 用以計算該位置之一現行奇數圖場歷史因子及一現 行偶數圖場歷史因子；以及 一移動因子比較裝置，耦合至該歷史移動值產 生裝置’用以從該位置之該現行奇數圖場歷史移動值 及該現行偶數圖場歷史因子進行選擇，用以作為該移 20 動因子； 一適應性邊緣門檻值產生裝置，接收前述現行圖場、 前述前一個圖場及前述下一個圖場，用以產生該位置之一 適應性邊緣門檻值；以及 15 1331473 邊续p=j斷裝置’耦合至該移動因子產生裝置及該適庫性 邊、·表門播值m置，依據該位置之 適 性”用以決定該位置欲插置之像素？該適應 其中，备該移動因子大於該適應性邊緣門檀值時 =:圖場之像素進行該位置欲插置像素之補點，當該 =二子广該適應性邊緣門檻值時，利㈣前—個圖場 及該下―個®場之像素進行該位置欲插置像素之補點。 ▲ 2.如中請專利範圍第1項所述之反交錯系統，其中， s玄歷史移動值產生裝置更包含· ίο 15 ^憶裝置’用以儲存該前__個圖場之每—像素 史因子。 —3· 士申。月專利|已圍第2項所述之反交錯系统，其中， 該：-像素的歷史因子包含一奇數圖場歷史因子及一偶數 圖场歷史因子。 4. 如申請專利範圍第3項所述之反交錯系統，其中， 當該現行圖場為—奇數圖場時，純置之該現行奇數圖場 歷史因子為該記憶裝詈φ紗 f1中儲存刖一個圖％相對於該位置之 該奇數圖場歷史因子。 5. 如申請專利範圍第4項所述之反交錯系統，其中， 當該現行圖場為前述奇數圖場時，置之該現行偶數圖 場歷史因子為該移動差值和該記憶裝置中儲存前一個圖場 相對於該位置之該偶數圖場歷史因子進行加權運曾之结 果。 ^ 20 1331473 6·如申請專利範圍第3項所述之反交錯系統，其中， 當該現行圖場為一偶數圖場時，該位置之該現行偶數圖場 歷史因子為該記憶裝置中儲存前一個圖場相對於該位置之 該偶數圖場歷史因子β 5 7.如申請專利範圍第5項所述之反交錯系統，其中， δ 〇玄現行圖為前述偶數圖場時，該位置之該現行奇數圖 場歷史因子為該移動差值和該記憶裝置中儲存前一個圖場 相對於該位置之該奇數圖場歷史因子進行加權運算之結 果。 10 8.如申請專利範圍第1項所述之反交錯系統，其中， 該適應性邊緣門檻值產生裝置更包含： 一邊緣產生裝置’接收該現行圖場、該前一個圖場及 該下一個圖場以產生該位置之一邊緣值；以及 一查表裝置’耦合至該邊緣產生裝置，用以依據該位 15置之該邊緣值’產生該位置之該適應性邊緣門檻值。 9. 一種具有適應性邊緣門檻值之插值方法，該插值方 法接收具有複數個圖場所組成之一影像資料流，該每一圖 場係由一個二維陣列的像素所組成並利用複數個列方向像 素排列’該插值方法係加入複數個像素以增加該圖場解析 20度’其中’加入之該每一像素係位在該圖場之一位置，該 插值方法包含： 一移動因子產生步驟，接收一現行圖場之前一個圖場 及下一個圖場’以產生該位置之一移動因子，該移動因子 產生步驟更包含： 17 1331473 移動差值计异步驟，接收該前一個圖場及該 下-個圖場’用以產生該位置之一移動差值； 一歷史移動值產生步驟，依據該移動差值及該 位置之i史因子，用以計算該位置之一現行奇數圖 5 場歷史因子及一現行偶數圖場歷史因子；以及 一移動因子比較步驟，依據該位置之該現行奇 數圖場歷史因子及該現行偶數圖場歷史因子選擇以 作為該移動因子； 一適應性邊緣門檻值產生步驟，接收該現行圖場、該 10前一個圖場及該下一個圖場，以產生該位置之一適應性邊 緣門檻值；以及 一判斷步驟，依據該位置之該移動因子、該適應性邊 緣門捏值’用以決定該位置欲插置之像素； 其中，當S亥移動因子大於該適應性邊緣門檻值時，利 15用該現行圖場之像素進行該位置欲插置像素之補點，當該 移動因子小於該適應性邊緣門檻值時，利用該前一個圖場 及該下一個圖場之像素進行該位置欲插置像素之補點。 10.如申請專利範圍第9項所述之插值方法，其中，該 每一像素的歷史因子包含一奇數圖場歷史因子及一偶數圖 20 ~歷史因子。 11 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之插值方法，其中， 當該現行圖場為一奇數圖場時，該位置之該現行奇數圖場 歷史因子為前一個圖場相對於該位置之該奇數圖場歷史因 子0 18 1331473 I 2.如申明專利範圍第1丨項所述之插值方法其中， 當該現行圖場為前述奇數圖場時，該位置之該現行偶數圖 場歷史因子為該移動差值和前一個圖場相對於該位置之偶 數圖場歷史因子之進行加權運算所得。 5 丨3·如申請專利範圍第項所述之插值方法，其中， 當該現行圖場為一偶數圖場時’該位置之該現行偶數圖場 歷史因子為該前一個圖場相對於該位置之該偶數圖場歷史 因子。 14. 如申請專利範圍第13項所述之插值方法，其中， 10當該現行圖場為前述偶數圖場時，該位置之該現行奇數圖 場歷史因子為該移動差值和該前一個圖場相對於該位置之 該奇數圖場歷史因子進行加權運算所得。 15. 如申請專利範圍第9項所述之插值方法，其中，該 適應性邊緣門檻值產生步驟更包含： 15 一邊緣產生步驟，依據該現行圖場、該前一個圖場及 該下一個圖場，以產生該位置之一邊緣值；以及 一查表步驟，依據該位置之該邊緣值，以產生該位置 之該適應性邊緣門檻值。 1331473 w年Μπ日修正替換頁

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