TWI364004B - Motion detection in video signals - Google Patents

Description

j364〇°4 (1) 九、發明說明 • 【發明所屬之技術領域】 . 本發明係有關視訊信號之3D動作適應性解碼法。 【先前技術】 在電視傳輸之國家TV系統委員會（NTSC )標準中， 來自電視攝影機之RGB (紅，綠，及藍）信號變換爲亮度 信號及色度信號，俾可有效傳輸。普通標示"Y”之亮度信 號說明由電視攝影機登記之影像之亮度及最大細節。色度 儐號爲二色差信號R-Y (紅減Y )及B-Y (藍減Y )之合 倂，二者頻帶寬限制於約1 MHz。各別色差信號用以調變 3.58MHz副載波信號之相位及幅度。相位調變代表色調或 所需之特定色，而幅度調變則代表色差信號之強度或飽和 度。選擇副載波之頻率’俾色度信號可與亮度信號頻率交 揷’以產生一單個複合信號’色度及亮度信號間無能量干 擾。 當電視機接收NTSC複合信號時，在解碼器中解碼複 合信號，以分離亮度及色度信號》色度信號然後解調爲R-Y及B-Y組成份信號，此可用以重製欲顯示於電視螢幕上 之RGB信號。由於亮度及色度信號同用在3.58MHz周圍 _ 之同一頻帶寬，且亮度及色度信號在相加前不先過濾，故 • 亮度及色度信號在解碼過程中不能完全分離。故此，由於 亮度及色度信號間之串擾，出現各種解碼之人工失真。已 設計若干方法，在解碼過程中達成亮度及色度信號之較佳 -4 - (2) (2)11364004 分離，俾減少解碼之人工失真至最低程度。 基本上有二方法用以分離亮度及色度信號。二者包含 濾波器，設計用以辨認複合信號之相互部份。第_方法使 用一"陷波/帶通濾波器，及第二方法使用"梳式濾波器"。 如以下所見’有許多不同型式之梳式濾波器，各具有特定 之優點及缺點。 陷波濾波器設計在通過組成份信號之所有頻率，除中 心在3·58ΜΗζ之色度信號之頻率外。結果，移去色度信號 ’但如此亦移去亮度信號之對應部份，導致喪失高頻亮度 資訊。陷波濾波器與一帶通濾波器平行使用，此僅通過色 度窄頻帶之頻率’並輸出色度信號及亮度信號之高頻部份 。總合言之’陷波/帶通濾波器方法具有簡單，低成本方 '法之優點，甚少或無垂直解像度（此爲低頻率）之損失。 缺點爲當如色度處理高頻亮度時，及當如亮度處理色度時 ，導致亮度解像度喪失及重大顯示人工失真（此稱爲彩虹 圖案人工失真），及當如亮度處理色度時（此稱爲點爬行 )° 以副載波相位爲基礎之梳式濾波器方法設計在二相鄰 像線間（且因而亦在一相鄰框之間，因爲一框內之線數爲 奇數）倒反]80度。有二主要型式之梳式濾波器：線梳法 及框梳法。在二方法中，基本構想包含具有色度相位倒反 1 80之二相同信號相加或相減。當信號相加時，色度信號 對消，且亮度信號輸出，及當信號相減時，亮度資訊喪失 ，及色度信號輸出。 -5 - (3) (3)1364004 在線梳法中，可使用二線或三線。當使用一單線時， 進來之視訊信號延遲一線，及對應延遲及不延遲之像素分 別相加及相減，以獲得亮度及色度信號。當使用二線時， 使用一線延遲，二線延遲，及不延遲之像素之加權相加及 相減’以分別獲得亮度及色度信號。當使用三線時，分別 決定線]及線2，及線2及線3間之關聯，並在具有最佳 關聯之二線上執行梳濾。三線適應性濾波器常稱爲2D適 應性梳濾器。所有線梳濾方法產生較之陷波/帶通濾波器 方法爲佳之結果，但當有單線色存在時，仍顯示串色，垂 直解像度喪失，及點爬行。 框梳濾法與線梳濾法相似，但取代比較單個框內之二 相鄰線，使用二相鄰框內同位置之二線於梳濾，從而延伸 梳濾至時域。然而，框梳濾法可僅執行於一影像之靜止部. 份。如出現動作，則需回至2D梳濾。使用動作檢測來改 變梳濾自線梳濾至框梳濾之方法稱爲動作適應性解碼或 3D適應性解碼法。3D適應性解碼保持全水平及垂直解像 度，而無靜止影像之點爬行及串色。然而，可出現動作人 工失真，諸如大面積之點爬行及鬼影。 在3D適應性解碼法中，梳濾法在逐個像素之基礎上 切換於3D及2D梳濾法之間。如無動作存在，則施用3D 梳濾法，且如有動作存在，則施用2D梳濾法。故此，需 減少動作人工失真，精確檢測二框之間是否有"真動作"， 或是否所感測之動作爲由於例如顫動或雜訊所引起之"假 動作"。 -6 - 1364004

【發明內容】 一般言之，在一方面，本發明提供方法及裝備，包含 電腦程式產品，實施及使用技術，用以區別由電視機接收 之視訊信號中之假動作及真動作。在電視機處接收視訊信 號。視訊信號包含亮度組成份及色度組成份。對所接收之 視訊信號之若干頻區中之每一色度組成份及亮度組成份執 行動作檢測操作。每一頻區具有獨有之臨限値用於區別假 動作及真動作，此根據進來之視訊信號動態調整。此提高 動作檢測精確度，及減少由視訊信號描繪且欲顯示於電視 機上之影像中之影像人工失真至最低程度。 有利之實施可包含一或更多以下特色。可在一或更多 :低頻亮度域，高頻色度域，高頻亮度域中在逐個像素之 基礎上執行動作檢測操作，及執行動作檢測操作處之每一 頻域具有一各別臨限値，此可對進行動作檢測操作之每一 像素動態決定。可對進行動作檢測操作之像素決定臨限， 作爲由視訊信號描繪之影像中之進行動作檢測操作之像素 及一或更多相鄰像素間之像素値之差之百分率。執行動作 檢測操作可包含決定將爲不同頻區中所偵得之色度及亮度 動作中之最大色度動作及亮度動作之最後動作値。可夾定 最後動作値爲由5位元値表示，及夾定之最後動作値可供 應至一混合器’此根據夾定之最後動作値，輸出2D解碼 視訊信號，3D解碼視訊信號，或合倂之2D解碼視訊信號 及3 D解碼視訊信號。 -7 - 1364004

可由執行以下系列之操作，獲得亮度域之低頻動作： 自進行動作檢測操作之像素減一框延遲之像素，以獲得一 動作値’一框延遲之像素及現行像素在二像框內具有相同 之位置；低通過濾該動作値；變換任何負動作値爲對應之 正動作値；自該動作値減對現行像素所決定之第一臨限値 ’以獲得低頻動作値；及如低頻動作値在減該第一臨限値 後小於零，則設定該低頻動作値於零。 可由執行以下系列之操作，獲得色度域之高頻動作： 自進行動作檢測操作之像素減二框延遲之像素，以獲得一 動作値’二框延遲之像素及現行像素在二像框內具有相同 之位置；變換任何負動作値爲對應之正動作値；自該動作 値減對現行像素所決定之第二臨限値，以獲得高頻動作値 :如高頻動作値在減該第二臨限値後小於零，則設定高頻 動作値於零；及低通過濾高頻動作値。 可由執行以下操作，獲得具有較少亮度動作之色度及 亮度之高頻動作：決定已選擇一框色度模式或二框色度模 式；當已選擇二框色度模式時，整流及相減二個一框差信 號’以獲得一結果信號；當已選擇一框色度模式時，通頻 帶過濾’整流’及自進行動作檢測操作之像素減一框延遲 之像素’以獲得一結果信號，一框延遲像素及現行像素在 二像框內具有相同位置；變換結果信號之任何負動作値爲 對應之正動作値；自該動作値減對現行像素所決定之一第 三臨限値’以獲得一高頻動作値；如高頻動作値在減第三 臨限値後小於零’則設定該高頻動作値於零；及低通過濾 (7) (7)1364004 PAL信號’或組成份視訊信號之方法及裝置，此等由電視 機接收。首先’綜覽實施該創新之動作檢測設計之解碼器 ，及然後提出各頻區中之動作檢測。隨後說明如何調整個 別臨限値，及如何由解碼器中之混合器使用所側得之動作 來決定是輸出2D或3D解碼信號。此處之討論主要集中 於NTSC信號’但同等適用於pal信號或組成件視訊信號 ’帶一些小修改，此在本說明之終討論。 圖1顯示由3D解碼器執行之方法（1〇〇〇)之高階流 程圖’用以實施該創新之動作檢測設計。如在圖丨中可見 ’在解碼器中接收一複合視訊信號（步驟1 〇〇2 )，包含色 度及亮度組成份二者。然後對進來之複合視訊信號執行動 作檢'測操作（步驟1 004 )。如以下更詳細說明，動作檢測 操作對若干頻區中之色度及亮度二者執行。每一.區具有獨 有之臨限値，此可調整，且故此，可更佳檢測"真動作"對 π假動作”’產生一解碼影像，具有較普通3D解碼器爲少 t人I失真。該程序然後檢查在動作檢測操作中是否偵得 動作（1 006 )。如偵得動作，則程序進行至步驟！ 〇〇8，在 此’使用2D邏輯解碼複合信號。然而，如在步驟1〇〇6中 未偵得動作，則程序繼續至步驟Ϊ 〇〗〇，在此，使用3D邏 輯，以解碼複合信號。 圖2顯示一解碼器（1〇0)之槪要方塊圖，用以解碼 由電視器接收之NTSC複合信號。3D解碼器（100)接收 複合視訊信號（1 02 )。複合視訊信號（1 〇2 )在第一及第 二線延遲器（1 04 ; I 06 )中分別延遲一及二線。一現行線 -10 - (8) (8)1364004 信號（L1)聯同一線延遲信號（L2)及二線延遲信號（L3 )進入具有垂直邏輯，水平邏輯，及單線邏輯之一適應性 2D解碼器（108)中。適應性2D解碼器（108)濾出複合 視訊信號中之色度信號（2D_C )，並傳送濾出之2D-C色 度信號至混合器（110)，此以後更詳細述之。一線延遲 信號（L2 )亦傳送至延遲器（1 1 2 )，此補償過濾色度信 號所需之處理時間，以產生亮度信號（Y)。 除適應性2D解碼器（108)外，解碼器（100)包含 用以產生動作適應之3D色信號（3 D_C )之邏輯，此亦傳 送至混合器（1 1 0 )。二框記憶器（1 1 4 ; 1 1 6 )使用於色 度動作之檢測中，因爲色度樣品在二框上（即在框F0及 F2中）同相，且在動作檢測區塊（1 1 8 )中可容易偵得失 無關聯。 圖3顯示圖1之動作檢測（步驟1 004 )之高階流程圖 ，此由動作檢測區塊（1 1 8 )執行。如在圖3中可見，動 作檢測程序由接收一進來之框信號，一框延遲信號，及二 框延遲信號開始（步驟3 002 )。選擇進來之框信號中之一 第一像素（步驟3 004 )。動作檢測區塊（1 ] 8 )然後接收 來自可變臨限邏輯區塊（120)之低頻亮度域，高頻色度 域，及高頻亮度/色度域之各別臨限値（步驟3 006 )。由 於可變臨限邏輯區塊（120)供應每一像素及每一頻域之 各別臨限値之結果，故動作檢測較之普通動作檢測技術大 爲改善。在一實施，臨限値係根據像素與其直接相鄰像素 比較之値。該程序決定不同頻域中之各動作中之最大動作 -11 - 1364004 ⑼ 爲該像素之最後動作値（步驟3 008 )。該程序然後檢查進 來之框中之所有像素是否已處理（步驟3010)。如所有像 素已執行，則程序終止。否則，選擇進來之框中之次一像 素（步驟3012)，且程序重複步驟3006至3010，直至所 有像素已處理爲止。對所接收之每一框執行此動作檢測程 序。 現回至圖2，當已決定最後動作値時，自動作檢測區 塊（1 1 8 )傳送最後動作値經3分接頭中間濾波器（1 22 ) 及延遲區塊（124)至混合器（110 )。中間分接頭濾波器 (1 2 2 )過濾最大動作値，以除去像素流中任何閃耀動作 或無動作點。由現行像素及前一框之一對應像素，即F2-F1產生3D色度信號（3 D_C)，然後以一因數2除（126 )。應用一帶通濾波器（128)及一延遲器（130)於信號 ’然後傳送該信號至混合器（1 1 0 )。帶通濾波器限制3 D 色度信號之頻帶寬，該信號然後到達混合器（1 1 〇 )。在 一實施中’色度帶通濾波器（128)爲一 5分接頭濾波器 ，具有係數-1/4 ’ 0，1/2，0 ’ -1/4中間分接頭爲進行解碼 之現行像素’及二像素在每側上。在另一實施中，色度帶 通濾波器（128)爲一寬帶通濾波器，具有通頻帶在3 MHz 範圍，中心在載波頻率附近。 根據動作檢測區塊（1 1 8 )中所偵得之動作，混合器 (1 1 〇 )決定是輸出2D色度信號或3D色度信號。如有動 作，則自混合器（1 1 0 )輸出2D_C信號，且如無動作存在 ，則輸出3 D_ C信號。來自混合器之信號進行至殺色器（ -12 - (11) 1364004 臨限邏輯區塊（208 )。臨限邏輯區塊（208 )自進來之整 流之動作値減由可變臨限邏輯（1 2 0 )所決定之臨限値。 限制結果信號（2 1 0 )，即是，夾定任何負値於零，同時 留下正値不變，以獲低頻動作値（頻40〗0)，並輸出低通 過濾之動作檢測値（4012)。 在一實施中，第三5分接頭濾波器具有一旁通選擇。 NTSC信號之低通濾波器區塊（ 204)之衰減可見之於下表 1，及PAL信號之衰減列於下表2。

表 1 : NTSC之衰減

頻率 衰減 2MHz -25dB 3MHz -80dB 4MHz • ] OOdB 4.5MHz -60dB 5MHz -40dB 表 2 : PAL之衰減

ifcS 頻Φ 衰減 2MHz -1 5dB 3MHz -40dB 4MHz -1 OOdB 5MHz -95dB 6MHz -46dB -14 - (12) (12)1364004 在一實施中，爲更溫和切換至3D，應用同一低頻動 作檢測於一框延遲及二框延遲，分別顯示於圖4A之區塊 212至區塊220。且在此，由信號F0減F1所產生之信號 (D)用作輸入至一邏輯，用以檢測色度及/或亮度之頻率 動作，較少亮度動作，顯示於圖6A。分別決定F2-F1動 作及F1-F0動作之最大値爲最後低頻亮度動作。 色度及/或亮度之高頻動作檢測 圖5 A顯示在動作檢測區塊（1 1 8 )中用以檢測高頻色 度及/或亮度動作之邏輯之一實施之槪要方塊圖。圖5B顯 示高頻色度及/或亮度之動作檢測程序之對應流程圖。如 在圖5A及5B中可見，爲檢測高頻動作，自進來之框減二 框延遲之樣品，即，F 2 - F 0 (步驟5 0 0 2 )。結果信號然後 整流（3 0 4 )(步驟5 〇 〇 5 )，並傳送至臨限邏輯區塊（3 0 6 )。臨限邏輯區塊（306)自進來之動作値減由可變臨限 邏輯（1 2 0 )所決定之一第二臨限値（步驟5 0 0 6 )。限制 結果信號（3 0 8 ) ( 5 0 0 8 )，並由具有係數.1 /4，1 /2，1 /4 之3分接頭低通濾波器（1 + 1 )低通濾波（步驟5 Ο 1 0 )。 由於FO及F2之副載波具有同相，故此檢測設計提供適當 之色度動作，以及高頻亮度動作。結果信號然後輸出（步 驟 5 0 1 2 )。 在一實施中’信號F2及F0可經通頻帶濾波，然後此 等在步驟5002中相減，俾濾出低頻亮度動作，且僅有色 -15- (13) (13)1364004 度頻帶動作。結果，在步驟5012中輸出之結果信號僅含 有色度頻帶動作。 具有較少亮度動作之色度/亮度動作 圖6A顯示在動作檢測區塊（1 1 8 )中用以檢測具有較 少亮度動作色度及/或亮度之高頻動作之邏輯之槪要方塊 圖。圖6B顯示在動作檢測區塊（1 1 8 )中執行之對應動作 檢測程序之流程圖。如在圖6A及6B中可見，此動作計算 與以上參考圖5A及5B所討論之高頻動作計算相當類似。 圖6A所示之邏輯可在二模式中操作。在第一模式，該邏 輯操作檢測二框上之色度動作，具較少亮度動作。在第二 模式’邏輯操作檢測一框色度動作。 首先’程序（6000 )決定應使用二框色度模式或一框 色度模式（步驟6002)。在一實施中，此由檢查是否已設 定一框色度動作啓動位元決定。如未設定一框色度動作啓 動位元’則使用二框模式，且程序繼續至步驟6004，在此 ’來自圖4A之二個一框差信號C (即F2-F1)及D (即 F1_F0)整流。然後自信號c減信號D (步驟6〇〇6)，及 結果信號整流（步驟60〗4 )。臨限邏輯區塊然後自進來之 經整流之動作値減由可變臨限邏輯（1 20 )所決定之一第 二臨限値（步驟6016)。限制結果信號（308)，並在具 有係數]/4，1/2，1/4之—3分接頭低通濾波器（1 + 1)中 低通濾'波（步驟6〇2〇 )。結果信號然後輸出（步驟6〇22 )’且程序終止。 -16 - (14) (14)1364004 如該程序在步驟6002中決定已設定一框色度啓位元 ，即是，應使用一框色度動作檢測，則程序（6000 )不使 用信號C及D，而代之使用框F2及F1。框F2及F1各通 頻帶濾波（步驟6008)及整流（步驟6010)。然後信號 F2之整流版本減信號F1之整流版本（步驟6012)，及結 果差信號然後整流（步驟6014)。在差信號在步驟6014 中整流後，程序由步驟6016至6022繼續，以上所述。 最後動作 圖7顯示如何依據對不同頻區所決定之動作，決定最 後NTSC動作之槪要方塊圖。最後動作檔爲各種頻區之以 上所決定之動作之最大動作。如在以上圖2中所見，最後 動作然後通過3分接頭水平中間濾波器（.1 22 ) ^ 3分接頭 水平中間濾波器（1 22 )移去閃熠動作及無動作點及/或線 。最後NTSC動作夾定於5位元寬度。最大動作値16使 解碼器僅輸出2D亮度及色度信號》最小動作値零使解碼 器僅輸出3D亮度及色度信號。在零及16間之任何値使解 碼器輸出混合2D及3D信號之一信號。此混合在混合器 (Π0)中執行，現更詳細述之。 混合器 圖8爲槪要方塊圖，更詳細顯示本發明之一實施之解 碼器之混合器（I 1 0 )之操作。如以上所討論且可見之於 圖8，2D色度信號（2D_C )來自2D色度/亮度分離器， -17- (15) (15)1364004 及3D色度信號（3D_C )來自3D色度/亮度分離器。自動 作檢測區塊（1 1 8 )輸出之5位元動作亦用作混合器（1 ] 〇 )之輸入。自混合器輸出之色度根據2D_C及3D_C信號 ，此等如以下混合。 色度輸出=(2D_C*動作）/16+ ( 3D_C* ( 1 6 動作））/16 由輸入之複合視訊（L2)減色度輸出，獲得亮度輸出 。例如，當輸入複合視訊（L )爲單色視訊信號時，在不 能顯示適當色之情形，使用可由韌體啓動或不啓動之一殺 色器來除去色之顯示。在一些實施，可應用一濾波器，諸 如一適應性控制之濾波器於色度徑路中，以加強度串色抑 制。同樣，適應性濾波器可置於亮度徑路中，以降低串亮 效應。 動作檢測之臨限邏輯 如以上所討論’複合信號之一有效解碼方法爲由3D 梳式濾波器執行動作基礎之適應性時間解碼，俾當無動作 存在時’則執行時間梳濾（3 D )，且否則，執行空間梳濾 (2D) 。2D解碼具有串色及點爬行人工失真，而3D解碼 則對影像之靜止部份無此等人工失真。如此，動作檢測邏 輯非常重要，以精確檢測動作，且從而達成較佳之影像品 質。 在一實施’由在在逐個像素之基礎上硏究現框及前框 -18 - (16) (16)1364004 間之差’達成動作檢測。偵得之差，g卩"粗差"需要處理， 以檢測真動作。動作檢測邏輯普通包含某型式之臨限邏輯 ’此根據系統雜訊，控制應抑制多少粗動作。如臨限値增 加’則在一些情形會喪失真動作，且如臨限値降低，則系 統雜訊會產生錯誤動作指示。故此，需有適應性之臨限邏 輯。而且’適應性臨限邏輯愈動態，動作檢測邏輯執行愈 佳。爲明瞭在適應性臨限邏輯中需注意之各種問題，現槪 要綜覽各種雜訊型式。 動作檢測不精確之主要原因爲隨機雜訊，抽樣時脈雜 訊或顫動’由於攝影機閃光所引起之斜移雜訊，夾子雜訊 等。以下討論集中於抽樣時脈雜訊或顫動及斜移雜訊。除 視訊信號中之隨機低幅度雜訊外，3 D解碼器動作檢測邏 輯之更高幅度及高頻率雜訊爲邊緣雜訊，此在框上引起假 動作’且因而雖應使用3D，卻在此等影像區中切換至2D 。由於多種理由，諸如時脈邊緣雜訊，P LL (鎖相環路） 不穩定’ PLL追蹤，或環濾波器設定等，導致ADC (類比 至數位變換器）抽樣時脈顫動，發生邊緣雜訊。 由於抽樣時脈顫動之結果，所有信號邊緣處之抽樣之 信號幅度有變化。此等變化導致出現邊緣雜訊，此與時脈 顫動及邊緣幅度或斜率成正比，即是，位於一邊緣二側之 二像素之像素値之差。在一實施中，此差由決定一現行像 素及一前像素之一第一差’及一現行像素及一次像素間之 一第二差，及選擇所決定之二差之最大者來決定。爲處理 此問題，需根據二邊緣檢測及邊緣斜率，在逐個像素之基 -19- (17) (17)1364004 礎上動態改變臨限。 邊緣/斜率適應性臨限可根據副載波檢測進一步改善 。普通在數位複合視訊信號中，高頻亮度部份中之邊緣雜 訊高於高頻色度部份中之邊緣雜訊，因爲抽樣時脈鎖定於 副載波信號之色叢部份。而且，亮度邊緣普通具有較色度 邊緣爲陡之斜率，因爲亮度邊緣具有高至5MHz附近之解 像度。如設定高邊緣臨限，以屏蔽高頻高度邊緣雜訊，則 亦發生真色度動作之一些隨帶損失。然而，如根據副載波 檢測適應性改變邊緣/斜率臨限，則更有效改善臨限邏輯 ，如現將討論者。 適應性臨限邏輯之邊緣及副載波檢測邏輯之實施 圖9爲臨限邏輯（1 20 )之槪要方塊圖，此包含一邊 緣檢測邏輯區塊（7 1 0 )及副載波檢測（SCD )邏輯區塊 (720 )。邊緣檢測邏輯區塊（7 1 0 )更詳細說明於下，此 包含一邏輯，使使用者可設定一臨限値，作爲邊緣之百分 率，即是，應指定多大斜率幅度作爲邊緣臨限。 然後經由S C D邏輯區塊（7 2 0 )檢查副載波狀態，進 一步適應性更改邊緣基礎之臨限。SCD邏輯區塊（720) 亦更詳細說明於下，但SCD邏輯區塊（720 )普通操作邊 緣檢測邏輯區塊（710)並與其互動如下。使用者可設定 特定邊緣之二百分率，例如X%及y%。如SCD邏輯區塊（ 720 )並未偵得一副載波，則使用X%作爲斜率百分率臨限 値’且如S C D邏輯區塊（7 2 0 )偵得一副載波，則使用y % -20- (18) (18)1364004 作爲該特定邊緣之斜率百分率臨限値。如設定x%高於y% ，則可使用較高之斜率百分率臨限値於影像之亮度部份， 及較低斜率百分率臨限値於影像之色度部份’從而減少色 度動作損失，並根據 SCD在逐個像素之基礎上達成動態 臨限變化。由於此獨立控制亮度及色度部份，可規劃臨限 邏輯，以抑制重大之亮度邊緣雜訊，而不太多喪失色度動 作。 S CD檢測區塊[007 1 ] SCD檢測區塊（720 )由空間及 時間上檢査副載波特性，檢測副轉波。在空域中，由於抽 樣時脈爲副載波頻率之四倍，並由色叢鎖定於副載波，故 交替之副載波樣品在幅度上幾乎相等，但在相位或符號上 相反。而且，副載波在線上相位改變1 80度，此亦可使用 。在時域中，副載波每框相位倒反I 80度，故二相鄰框間 有重大之差，及相隔二框之各框間之差遠較爲小。故此， 由硏究空域及時域二者，可執行近於副載波檢測，以控制 臨限邏輯。如在圖9中可見，SCD邏輯區塊（720)接收 三框分接頭F2，F1，及F0 (即是現框，前框，及前框前 之框），用於副載波檢測。 可變臨限邏輯區塊 圖1〇顯示可變臨限邏輯區塊（710)之槪要方塊圖。 如在圖1 〇中可見’複合視訊信號進入，並選擇一現行像 素（Pn)，欲決定其可變臨限。該邏輯比較在水平方向上 之現行像素（Pn )及前像素（Pn-1 )及次像素（pn+i )， -21 - (19)1364004 並選擇最大差，如上述。此差說明所偵得之最大斜率 。亦在垂直差鑑定區塊中，由分別選擇現線之現行像 Pn)，前線及次線中同位置處之像素，執行垂直方向 對應決定。一旦已分別決定最大水平及垂直斜率時， 現行像素之一組臨限値。該等臨限値與所偵得之斜率 線性比例。可變化該比例常數。在一些實施中，臨限 所偵得之斜率値可爲非線性。而且，可規劃最小及最 定函數，以作用於所計算之臨限上，俾可規劃最後臨 具有某最小臨限，或可規劃不超過某上限。在一實施 可變臨限邏輯區塊（7 1 0 )可決定若干相鄰框，諸如 F 1 ’及F0之臨限値，並決定最後臨限値爲對各別框 定之最大或最小値。 可變臨限邏輯有助於移去由於抽樣時脈顫動/變 起信號邊緣處之像素値變化所導致之假動作。信號邊 高，在同量之顫動上所發生之變化愈大。故此，位於 斜率上之像素應具有較大之臨限値。同時，在此等邊 ’動作値高，故臨限不屏蔽真動作。由採取像素所在 斜率之百分率，例如1 0%，產生可變臨限。根據色叢 量度値（即相隔二框之樣品），進一步適應性決定此 率 〇 在一實施中，一 3分接頭水平窗與一 3分接頭垂 組合，以形成一 5分接頭適應性臨限窗。圖]1顯示 分接頭適應性臨限窗之一例。臨限決定下之現行像素 各別窗之中間。決定現行像素及相鄰像素之絕對差， 幅度 素（ 上之 產生 値成 値對 大夾 限値 中， F2 > 所決 化引 緣愈 較陡 緣處 處之 變化 百分 直窗 此5 置於 並決 -22- (22) (22)1364004 PAL之適應 PAL (相位交替線）爲一視訊標準，用於例如歐洲’ 且與NTSC標準有許多方式上之不同。在本發明應用上， 最重大之不同爲副載波在二框上，而非如NTSC中在一框 上相差180度。故此，副載波每四框同相。在PAL’由相 隔二框之視訊信號相減產生3D信號。由使用現，一框及 二框延遲之信號（即F2，F1，及F0分接頭）檢測色度動 作。 圖1 6顯示用以檢測PAL之低頻動作之槪要方塊圖， 且類似於以上有關圖4A及4B所述之NTSC之低頻動作之 檢測，唯在PAL，僅使用二框差。 圖1 7顯示用以檢測PAL之色度動作之槪要方塊圖， 且此類似於以上有關圖5A及5B所述之NTSC之色度動作 之檢測，唯在PAL，F0及F2信號相加並夾定，而非相減 〇 圖1 8顯示用於檢測僅PAL之M5_P亮度動作之槪要 方塊圖。應注意圖18所繪之邏輯僅提供僅亮度區之本身 動作。如圖18之邏輯用於色度區上，會產生巨大之假動 作。M5_P動作更詳細說明於下。 圖]9顯示用於檢測僅PAL之M6_P亮度動作之槪要 方塊圖。應注意圖19所示之邏輯僅提供僅亮度區之本身 動作。如圖19之邏輯用於色度區上，會產生巨大之假動 作。M6_P動作更詳細說明於下。 圖20顯示用以檢測pAL動作之槪要方塊圖。如在圖 -25- (24) (24)1364004 合信號之方法，可能由一框色度動作電路產生假動作。屏 蔽邏輯檢測並屏蔽此等假動作。 圖21顯示3D色度信號如何產生之槪要方塊圖。如在 圖21中可見，在PAL，使用框F2及F0執行產生3D色度

，而在NTSC，則使用框F2及F1執行產生3D色度。3D 色度帶通據波器亦有一旁通選擇。在一實施中，內定爲使 用旁通選擇，俾使用全頻帶寬於色度信號。然而，如爲一 些理由，大頻帶寬製造人工失真，諸如色度衝過頭，則可 由啓動此徑路上之帶通濾波器而使低頻動作不啓動。 最後，圖22顯示聯合NTSC/PAL系統之最後動作決

定之槪要方塊圖。NTSC動作爲Ml NP，M2 NP，M3 NP 一 — _ ，及M4_NP信號之最大者，如以上有關圖7所述。產生 PAL動作信號，如以上有關圖20所述。根據NTSC/PAL 模式檢測信號，選擇NTSC_動作或作信號。所選 之動作信號然後在3分接頭中間器中濾波，以除去尖波， 及最後夾定於5位元，俾動作信號具有最大値1 6。動作信 號然後輸入至圖2之混合器，此合倂2D及3D解碼，如 以上所述。 本發明可在數位電子電路或電腦硬體，韌體，軟體或 此等之組合中實施。本發明之裝置可在電腦程式產品中實 施’真實具體爲一機器可讀之儲存裝置，由可程式處理器 執行；及本發明之方法步驟可由可程式處理器執行，執行 一指令程式，由操作螺入資料及產生輸出，執行本發明之 功能。本發明宜可在一或更多電腦程式中實施，此在一可 -27- (25) (25)1364004 程式系統上執行，包含至少一可程式處理器，經連接以接 收資料及指令，及發送資料及指令往來於一資料儲存系統 ，至少一輸入裝置，及至少一輸出裝置。每一電腦程式可 在一高階程序或物件導向之程式語言，或如需要，在組合 或機器語言上執行，且在任何情形，語言可爲編輯或翻譯 語言。適當之處理器包含例如通用及特殊用途微處理器。 處理器普通接收來自僅讀記憶器及/或隨機存取記憶器之 指令及資料。電腦普通包含一或更多儲存裝置用以儲存資 料檔；此等裝置包含磁碟，諸如內部硬碟及可移碟；磁光 碟；及光碟。適甩於真實具體之電腦程式指令及資料之儲 存裝置包括所有形態之非揮發性記憶器，包括例如半導體 記憶裝置，諸如EPROM，EE PROM，及快閃記憶裝置；磁 碟，諸如內部硬碟及可移碟，磁光碟；及CD-ROM碟。以 上任一可由 ASIC (應用特定積體電路）實施，或置於其 中。 爲提供與使用者互動，本發明可在電腦系統上實施， 具有顯示裝置，諸如監視器或LCD螢幕用以顯示資訊給 使用者。使用者可經由各種輸入裝置，諸如鍵盤及指點裝 置，諸如滑鼠，軌跡球，微音器，觸感顯示器，轉換卡讀 出器，磁或紙帶讀出器，寫字板，針筆，聲音，或手寫辨 識器，或任何其他熟知之輸入裝置，當然諸如其他電腦提 供輸入至電腦系統。可規劃電腦系統，以提供圖畫使用者 介面，電腦程式經由此與使用者互動。 最後，處理器可選擇連接至電腦或電訊網路，例如網 -28 - (26) (26)1364004 際網路或網內網路，使用網路連接，處理器在執行上述方 法步驟之過程中’可由此接收來自網路之資訊，或可輸出 資訊至網路。欲使用處理器執行之此種資訊（此常以—序 列之指令表不）可自網路接收及輸出至網路，例如，具體 爲載波之電腦資料信號之形態。上述裝置及材料爲精於電 腦硬體及軟體技藝之人士所熟悉。 應注意本發明使用各種電腦實施之操作，包括電腦系 統中所儲存之資料。此等操作包含，但不限於需要物理操 縱物理量者。雖非必需，但通常此等量採取電或磁信號之 形態’能儲存，轉移，合倂’比較，及其他操縱。此處所 述形成本發明之一部份之操作爲有用之機器操作。所執行 之操縱在術語上常指產生，識別，運轉，決定，比較，執 行’下載’或檢測。有時方便，主要爲共同使用之理由， 指此等電或磁信號爲位元，値，元件，變數，字元，資料 等。然而，應記住所有此等及類似術語應與適當之物理量 關聯’且僅爲應用於此等量上之方便標籤。 本發明亦係有關用以執行上述操作之裝置，系統，或 設備。系統可爲特別構造用於所需之用途上，或可爲通用 電腦’由電腦所儲存之電腦程式選擇致動或組態。上述程 序並非本質上與任一特定電腦或其他計算裝備關聯。尤其 是’可使用各種通用電腦’具有依其中之教導所寫之程式 ’或且’可更方便製造較特殊之電腦系統，以執行所需之 操作。 已說明本發明之若干實施。然而，應明瞭可作各種修 -29- (27) (27)1364004 改，而不脫離本發明之精神及範圍。例如，以上參考 NTSC及PAL視訊信號說明本發明’此等普通用於廣播 TV信號，但本發明亦同等適用於組成件視訊，諸如自 DVD播放機輸出之視訊信號。故此，其他實施例在以下申 請專利之範圍內。_ 以下附圖及說明顯示本發明之一或更多實施例之細節 。自該說明及附圖及申請專利部份，可明瞭本發明之其他 特色，目的，及優點。 【圖式簡單說明】 圖]顯示由本發明之解碼器執行之程序之高階流程圖 〇 圖2顯示本發明之解碼器之槪要方塊圖。 圖3顯示圖1之動作檢測操作之高階流程圖。 圖4A顯示用以檢測低頻動作之電路之槪要方塊圖。 圖4B顯示低頻動作檢測程序之流程圖。 圖5A顯示用以檢測色度及/或亮度之高頻動作之邏輯 之槪要方塊圖。 圖5B顯示高頻色度及/或亮度之動作檢測程序之流程 圖。 圖6A顯示用以檢測具有較少亮度動作之色度及/或亮 度之高頻動作之邏輯之槪要方塊圖。 圖6B顯示具有較少動作之高頻色度及/或亮度之動作 檢測程序之流程圖。 -30- (28) (28)1364004 圖7顯示如何決定NTSC動作之槪要方塊圖。 圖8爲槪要方塊圖，更詳細顯示解碼器之混合器（ 1 1 0 )之操作。 圖9爲槪要方塊圖，顯示解碼器之適應性臨限邏輯（ 120)。 圖爲槪要方塊圖，更詳細顯示適應性臨限邏輯（ 120)之可變臨限邏輯區塊（710)。 圖1 1顯示5分接頭適應性臨限窗之一例。 圖12爲槪要方塊圖，顯示在解碼器中用以時間上檢 查色度幅度之邏輯。 圖13爲槪要方塊圖，顯示解碼器中用以執行4fsc抽 樣之空間檢查之邏輯。 圖1 4爲圖1 3之色度樣品比較區塊之更詳細圖。： 圖1 5顯示如何產生最後色度/亮度狀態値，此由可變 臨限邏輯區塊（710)使用。 圖1 6爲在解碼器中檢測PAL之低頻動作之槪要方塊 圖。 圖1 7爲在解碼器中檢測PAL之色度動作之槪要方塊 圖。

圖1 8爲依本發明之第一實施，在解碼器中檢測PAL 之亮度動作之槪要方塊圖。 圖19爲依本發明之第二實施例，在解碼器中檢測 PAL之亮度動作之槪要方塊圖。 圖20爲一邏輯之槪要方塊圖，此在解碼器中用以檢 -31 - (29) (29)^64004 測PAL動作。 圖21爲在解碼器中用以產生3D色度信號之邏輯之槪 要方塊圖® 圖22爲合倂之NTSC/CAL系統用以執行最後動作決 定之邏輯之槪要方塊圖。 圖23爲用以移去PAL信號之高頻色靜止區所產生之 假動作之屏蔽邏輯之槪要方塊圖。 各圖中相同之參考符號指示相同元件。 【主要元件符號說明】 1 + 1 3分接頭低通濾波器 2 + 2 5分接頭濾波器 2D 空間梳濾 2D_C 2D色度信號 3D 時間梳濾 3D_C 3D色度信號 100 解碼器 102 複合視訊信號 104 第一線延遲 106 第二線延遲 108 適應性2 D解碼器 110 混合器 112 延遲器 114,116 框記億器 -32 - (30) (30)1364004 118 動作檢測區塊 120 可變臨限邏輯區塊 1 22 3分接頭中間濾波器 12 4 延遲區塊 126 因數二 128 帶通濾波器 13 0 延遲 132 殺色器 202 相減 204 低通濾波器 306 臨限邏輯區塊 710 邊緣檢測邏輯區塊 720 副載波檢測（SCD )邏輯區塊 7 3 0 動儘檢測邏輯區塊 810 色度/亮度檢測區塊 C 色度 D 信號 L1 現行線信號 L2 —線延遲信號 L 3 二線延遲信號

Pn 現行像素

Pn-1 前像素

Pn+1 次像素 Y 亮度信號 -33- (31)1364004 A 來自色叢檢測邏輯 B 動作

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Claims (1)

1364004 第093140051號專利申請案補充、ί多正後無劃線之說明書替換頁 修正日期：100年10月 年2”修正本i +、申諸專利蓺圍 100. 1.—種用以區別由電視機所接收之視訊信號中之假動 作及真動作之方法，該方法包含’· 在電視機中接收視訊信號，視訊信號包含一亮度組成 份及一色度組成份；及 對每一色度組成份及亮度組成份執行動作檢測操作， 其中’在一或更多的低頻亮度域、高頻色度域、高頻亮度 域中’以一像素一像素的方式，執行動作檢測操作，其中 鲁 ’執行動作檢測操作處之每一頻區具有一獨有之臨限値， 用以區別假動作及真動作，其中，該等臨限値可根據進來 之視訊信號作動態調整，並針對所進行動作檢測操作之每 —像素加以動態決定，從而提高動作檢測精確度，並最小 化由視訊信號所描繪並欲顯示於電視機上之影像中之影像 人工失真； 其中，該針對所進行動作檢測操作之一像素之臨限被 決定爲由視訊信號所描繪之影像中之進行動作檢測操作之 · 像素及一或更多相鄰像素間之像素値差之百分率。 2 ·如申請專利範圍第1項任一項所述之方法，其中， 執行動作檢測操作包含決定在不同頻區中所檢測之色度及 亮度動作中’將成爲最大色度動作或亮度動作之最後動作 値。 3.如申請專利範圍第2項所述之方法，另包含： 夾定最後動作値爲由5位元値所表示：及 施加夾定之最後動作値於一混合器，該混合器根據夾 -35- 1364004 第093140051號專利申請案補充、修正後無劃線之說明書替換頁 修正曰期：100年10月 定之最後動作値，輸出2D解碼視訊信號、3D解碼視訊信 號、或合倂之2D解碼視訊信號及3D解碼視訊信號。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，亮度域 之低頻動作由如下獲得： 自進行動作檢測操作之像素減一框延遲之像素，以獲 得一動作値，一框延遲像素及現行像素在二影像框內具有 相同位置； 低通過濾該動作値； φ 變換任何負動作値爲對應之正動作値； 自該動作値減去對現行像素所決定之一第一臨限値， 以獲得低頻動作値；及 如低頻動作値在減第一臨限値後小於零，則設定低頻 動作値爲零。 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，色度域 之高頻動作由如下獲得： 自進行動作檢測操作之像素減二框延遲之像素，以獲 · 得一動作値，二框延遲之像素及現行像素在二像框內具有 相同位置； 變換任何負動作値爲對應之正動作値； 自該動作値減去對現行像素所決定之一第二臨限値， 以獲得高頻動作値； 如高頻動作値在減第二臨限値後小於零，則設定高頻 動作値爲零；及 低通過濾高頻動作値。 -36- 1364004 第093140051號專利申請案補充、修正後無^胃 修正日期：1〇〇年10月 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，由如下 獲得較少亮度動作之色度及亮度之高頻動作： 決定是否已選擇一框色度模式或二框色度模式； 當已選擇二框色度模式時，整流並相減二個一框差信 號，以獲得一結果信號； 當已選擇一框色度模式時，帶通濾波、整流，並自正 進行動作檢測操作之像素減去一框延遲之像素，以獲得一 結果信號、一框延遲像素及在二像框內具有相同位置之現 行像素； 變換結果信號之任何負動作値爲對應之正動作値； 自該動作値減去對現行像素所決定之一第三臨限値， 以獲得高頻動作値； 如在減第三臨限値後高頻動作値小於零，則設定高頻 動作値爲零；及 低通濾波高頻動作値。 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中： 根據所偵得之邊緣、所偵得之邊緣斜率、及副載波檢 測，在逐個像素之基礎上決定可調整之臨限値：及 如偵得副載波，則指派第一臨限値’如未偵得副載波 ，則指派第二臨限値，由此達成影像之色度及亮度部份之 獨立臨限値。 8 _如申請專利範圍第1項所述之方法’其中’對所接 收之視訊信號之若千頻區中之每一色度組成份及亮度組成 份執行動作檢測操作，包含： 1364004 第093140051號專利申請案補充、修正後無劃線之說明書替換頁 修正曰期：100年10月 由審查所接收之視訊信號之一或更多以下特性，檢測 —產生用於影像之商頻色度靜止區之假動作，該等特性包 含：空間色度特徵、時間色度特徵、低頻動作、視訊之二 或更多像框間之色度信號極性、及視訊之二或更多像框間 之樣品窗之平均値；及 根據所接收之視訊信號之審查特性，產生無假動作之 屏蔽信號。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，另包含： φ 檢測視訊信號之一或更多同步信號邊緣及一色叢區； 決定所偵得之同步信號邊緣或色叢區之動作變化；及 根據所決定之變化，設定視訊信號之一可程式可變臨 限增益百分率。 10. —種電腦程式，包含電腦程式碼裝置，當該程式 在電腦上進行時，適於執行申請專利範圍第1-9項之任一 項所述之所有步驟。 11. —種用以區別由電視機所接收之視訊信號中之假 鲁 動作及真動作之動作檢測組成件，包含： 一接收機，可操作來接收視訊信號，視訊信號包含亮 度組成份及色度組成份；及 一動作檢測器，可操作來對每一色度組成份及亮度組 成份執行動作檢測操作，其中，在一或更多低頻亮度域， 高頻色度域，高頻亮度域中，在逐個像素之基礎上，執行 動作檢測操作，其中，執行動作檢測操作處之每一頻區具 有一獨有之臨限値，各臨限値係針對進行動作檢測操作之 -38- 1364004 第093140051號專利申請案補充、修正後無劃線之說明書替換頁 修正日期：100年10月 每一像素所動態決定，用以區別假動作及真動作，其中， 該等臨限値可根據進來之視訊信號作動態調整，並針對進 行動作檢測操作之每一像素所動態決定，藉此提高動作檢 測精確度，並減少由視訊信號描繪並欲顯示於電視機上之 影像之影像人工失真至最低程度； 其中，用於進行動作檢測操作之像素的臨限被決定爲 由視訊信號所描繪之影像中之進行動作檢測操作之像素及 一或更多相鄰像素間之像素値之差之百份率。 φ 12.如申請專利範圍第1 1項之任一項所述之動作檢測 組成件，其中，動作檢測器包含一選擇器，可操作來決定 最後動作値爲不同頻區中所偵得之色度及亮度動作中之最 大色度動作或亮度動作。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項所述之動作檢測組成件， 其中： 根據所偵得之邊緣、所偵得之邊緣斜率、及副載波檢 測，在逐個像素之基礎上，決定可調整之臨限値；及 φ 如偵得副載波，則指派第一臨限値、如未偵得副載波 ，則指派第二臨限値，由此達成影像之色度及亮度部份之 獨立臨限値。 14.如申請專利範圍第1 1項所述之動作檢測組成件， 另包含： 屏蔽邏輯，可操作以藉由審査所接收之視訊信號之一 或更多以下特性，檢測影像之高頻色度靜止區所產生之假 動作，該等特性包含：空間色度特徵、時間色度特徵、低 -39- 1364004 第093140051號專利申凊案補充、修正後無劃線之說明書替換頁 修正日期：1〇〇年1〇月 頻動作、視訊之二或更多像框上之色度信號極性、及視訊 之二或更多像框上之樣品窗之平均値；及 信號產生器，可操作來根據所接收之視訊信號之審查 之特性，產生無假動作之屏蔽信號。 15.—種視訊信號解碼器，用以區別由電視機接收之 視訊信號中之假動作及真動作，包含： 如申請專利範圍第1 1 - 1 4項之任一項所述之動作檢測 組成件；及 輸出裝置，用以輸出解碼之視訊信號自視訊信號解碼 器至電視機之顯示器。

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