TWI528790B - 多媒體系統之視窗偵測裝置與方法 - Google Patents

Description

多媒體系統之視窗偵測裝置與方法

本發明系關於一種電子裝置；特別關於一種多媒體系統之視窗偵測裝置與方法。

如第1圖所示，一般顯示器100常會對輸出訊號進行一些特效之處理，例如影像對比強化、色彩空間之轉換...等多媒體處理。在顯示器之顯示畫面101中，各式各樣之動態物件往往是使用者關注之焦點，例如正在播放之多媒體影片，或是反覆顯現的動畫。

然而，一般動態區域會較需要系統資源來處理，才能達到較佳之顯示品質，但習知技術之顯示器對非動態區域與動態區域在處理時分配之資源相同，且無法即時偵測這些動態物件之範圍，因此會將運算資源浪費在非動態區域，不能針對動態區域102進行該區域畫面之最佳化，而無法提升影像品質。

本發明的目的之一即在改善先前技術之不足。本發明實施例之多媒體系統之視窗偵測裝置與方法可針對影像 偵測選取出一特定視窗區域，如一動態影像視窗區域，以利於後續特別針對影像之預設區域進行處理，此預設區域為使用者特別關注之區域。例如在看電影時之多媒體播放區域。亦即可將該些區域框選起來以使系統進一步加以強化。

本發明之一實施例提供了一種多媒體系統之視窗偵測裝置，包含有一取樣單元、一訊框緩衝單元、一動態偵測單元、以及一邊緣偵測單元。取樣單元取樣一影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框。訊框緩衝單元儲存取樣後訊框。動態偵測單元用以比對儲存於訊框緩衝單元之前一取樣後訊框與目前之取樣後訊框，找出前一取樣後訊框與目前之取樣後訊框影像畫面之差異，以決定影像畫面之一動態範圍。邊緣偵測單元接收動態範圍，對動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之動態範圍，以產生一高頻邊緣。其中視窗偵測裝置依據高頻邊緣決定影像畫面之一動態影像視窗區域。

本發明之另一實施例一種多媒體系統之視窗偵測方法，包含有下列步驟：首先，接收一訊框來源之一影像畫面，取樣影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框。儲存取樣後訊框。比對儲存之前一取樣後訊框與目前之取樣後訊框，找出前一取樣後訊框與目前之取樣後訊框影像畫面之差異，以決定影像畫面之一動態範圍。接著，接收動態範圍，對動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之動態範 圍，以產生一高頻邊緣。之後，依據高頻邊緣決定影像畫面之一動態影像視窗區域。

200‧‧‧視窗偵測裝置

201‧‧‧取樣單元

202‧‧‧訊框緩衝單元

203‧‧‧線緩衝單元

204‧‧‧動態偵測單元

205‧‧‧去噪訊單元

206‧‧‧邊緣偵測單元

207‧‧‧量測單元

208‧‧‧適應性空間濾波器

100‧‧‧顯示器

101‧‧‧顯示畫面

102‧‧‧動態區域

第1圖顯示習知顯示器之示意圖。

第2圖顯示本發明一實施例之一種多媒體系統之視窗偵測裝置之示意圖。

第3圖顯示本發明一實施例之取樣單元產生之取樣後訊框之高降低為原訊框之高/M，寬則降低為寬/之示意圖。

第4圖顯示本發明一實施例之去噪訊單元將動態範圍投影至X、Y軸之示意圖。

第5圖顯示本發明一實施例之經由邊緣偵測單元對影像進行邊緣偵測處理之示意圖。

第6圖顯示本發明一實施例之適應性空間濾波器判斷訊框之高頻邊緣進行疊加處理之示意圖。

第7圖顯示本發明一實施例之一種多媒體系統之視窗偵測方法之流程圖。

第2圖顯示本發明一實施例之一種多媒體系統之視窗偵測裝置之示意圖。該視窗偵測裝置200包含有一取樣單元201、一訊框緩衝單 元202、一線緩衝單元203、一動態偵測單元204、一去噪訊單元205、一邊緣偵測單元206、一量測單元207、以及一適應性空間濾波器208。

取樣單元201接收一訊框來源IF之一影像畫面，取樣該影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框。一實施例，訊框來源IF可為一端頭輸入，如高清晰度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface,HDMI)、顯示輸出端子(Display port)、端子Dsub、電視纜線(Cable)...等目前現有或未來發展出之輸入來源。當接收之影像畫面較大時，取樣單元201將影像畫面之訊框(Frame)進行降取樣(downing sampling)處理，以減少硬體之成本。取樣單元20產生之取樣後訊框之高降低為原訊框之高/M，而寬則降低為寬/N。其中M與N為小於無限大之自然數，較佳為正整數，如第3圖所示。

訊框緩衝單元202，用以儲存該取樣後訊框SF。一實施例訊框緩衝單元202可為一儲存單元，例如動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)或靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory,SRAM)。

線緩衝單元203，於取樣單元201取樣影像畫面之訊框來源IF過程中，取樣單元201會反復累加訊框來源IF中整行之像素資訊，且將該像素資訊儲存於該線緩衝單元。

動態偵測單元204用以比對儲存於訊框緩衝單元201之前一取樣後訊框SFa與目前輸入之取樣後訊框SFb，以尋找前一取樣後訊框SFa與目前取樣後訊框SFb影像畫面之差異，決定影像畫面動作較多之區域，產生影像畫面之一動態範圍AA。一實施例中，動態偵測單元204比對 降取樣後之訊框SFa與目前之取樣後訊框SFb，將時序上相鄰兩張取樣後訊框SFa、SFb畫面的每一相對應之像素進行一計算處理，例如一絕對差(或相減或互斥或(exclusive OR))計算處理，以得到兩張畫面之間的差異，利用此差異尋找影像畫面中動作較多之區域，進而產生影像畫面之動態範圍AA。其中，相鄰的兩張畫面中較新的一張取樣後訊框SFa來自即時取樣的取樣單元201，較舊的一張取樣後訊框SFa則由訊框緩衝單元202取出。詳細地說，前一張訊框IFa降取樣儲存為SFa後，下一張訊框IFb進來的同時，前一張未取樣之訊框IFa會被取代掉，因此本發明實施例之視窗偵測裝置200可以只需用到一張訊框緩衝之空間，可節省生產成本。

去噪訊單元205接收動態範圍AA，對動態範圍AA進行X、Y軸投影，產生一累計直方圖，且將累計直方圖中小於一預設值之值由該動態範圍AA中移除，以輸出一去噪訊動態範圍AAx。其中，該些噪訊可為非多媒體播放器內容之動態物件，例如滑鼠鼠標、小型工作圖式...等。為確保經由動態偵測後之結果不受這類噪訊之影響，利用去噪訊單元205將該類噪訊移除。一實施例，如第4圖所示，去噪訊單元205將動態範圍AA投影至X、Y軸，於X軸與Y軸各形成一累計直方圖。於第4圖中，以Y軸為例，可以看出直方圖分為兩個區域a1與a2，其中較小之區域a2即為噪訊，例如為一移動中之滑鼠鼠標。接著，去噪訊單元205再將小於一預設值之的值(噪訊)a2從動態範圍AA中移除，以產生去噪訊動態範圍AAx。

邊緣偵測單元206接收去噪訊動態範圍AAx，依據去噪訊動態範圍AAx產生動態範圍邊緣AE。需注意一實施例中，邊緣偵測單元206可不經過去噪訊單元205而接收動態範圍AA，並產生動態邊緣範圍 AE。以去噪訊動態範圍AAx來舉例說明，邊緣偵測單元203依據去噪訊動態範圍AAx進行邊緣偵測，以求取得多媒體播放框之資訊，邊緣偵測單元206為在已知去噪訊動態範圍AAx畫面之資訊之下，強化影像後，由影像中央往外擴張偵測高頻邊緣，且判斷邊緣是否相連形成一矩形框，經由邊緣偵測單元205處理後，產生僅含有高頻邊緣成份畫面之動態範圍邊緣AE。一實施例，如第5圖所示，經由邊緣偵測單元206對影像(左邊圖面)進行邊緣偵測，配合線緩衝單元203之處理，為了偵測邊框需在一影像畫面取出兩條線，才可得知X軸與Y軸之資訊，以找出框線產生影像畫面中僅留下高頻邊緣部分(圖面右邊)，高頻邊緣部份例如為一多媒體播放器之框線，以下稱為多媒體播放框。

適應性空間濾波器208接收每一訊框之高頻邊緣，在每一張訊框之高頻邊緣找出邊界區域，將每一高頻邊緣之邊界區域相互疊加組合，直到產生完整的邊界，以獲得連續的播放框資訊。舉例而言，通常邊緣偵測單元206偵測之結果為多媒體播放框，而由於畫面中之多媒體播放框可能因為其內容與背景顏色相近，造成不容易偵測其邊緣，並導致多媒體播放框斷斷續續之問題。適應性空間濾波器208會判斷訊框之高頻邊緣中哪些區域需疊加，與疊加之程度。需注意，適應性空間濾波器208會避免高頻邊緣過度疊加之結果影響到後續量測單元207之量測正確性。如第6圖所示，其中第一列R1為輸入影像畫面，第二列R2為邊緣偵測單元206邊緣偵測後產生之高頻邊緣，第三列R3為適應性空間濾波器208濾波處理之結果。如該圖所示，第三列第三行(R3,C3)記錄了第二列第二行(R2,C2)與第三行(R2,C3)之間的變化差，在變化差邊緣的部分因為與背景接近同 色，因此邊緣偵測後的圖其邊緣斷裂。接著經過適應性空間濾波器208疊加組合處理後，於第三列R3中，邊緣斷裂之部分隨著時間會慢慢修補起來至一完整的線段。

量測單元207用以尋找高頻邊緣之線段否相連形成一矩形。尋找方式之一實施例，可對高頻邊緣之畫素逐一搜尋。另一實施例，當適應性空間濾波器208將影像疊加之資訊量到足夠形成一個完整的矩形框時，量測單元207先量測該矩形框之水平線，接著由水平線兩端往垂直方向量測，檢查是否有一完整之矩形，並反覆檢查整張訊框。經過量測單元量測後，若實際檢測得到一完整之矩形，則會得該矩形之四頂點座標。依據此座標就系統即可將較多資源提供對該座標區域範圍內之內容做各式影像處理或強化，例如顏色、量度、彩度、銳利度、或對比的進一步加強處理。

一實施例，量測單元會由動態區域中動態較多的部份向外擴展搜尋是否有邊緣框線，且框為出之區域夠大達到於一預設大小時，時才判定目前影像畫面具有多媒體播放框。需注意，上述矩形框線僅是因為目前現有之顯示方式，大多影像播放區塊為矩形，因此，本發明實施例之多媒體系統之視窗偵測裝置處理之連續框線區域並不限於矩形，可適用於各種形狀之連續框線區域，例如圓形或橢圓形、甚至立體之播放區塊。

再者，一實施例中，當影像畫面有一段時間不動為靜態時，本發明實施例之多媒體系統之視窗偵測裝置可以將動態影像之處理切換至靜態影像處理，例如暫停或取消掉本發明實施例針對動態區域之選取與提供較多資源之功能。而當影像畫面包含有動態影像時，本發明實施例之多 媒體系統之視窗偵測裝置偵測出即可切換回其提供之功能。

第7圖顯示本發明一實施例之一種多媒體系統之視窗偵測方法之流程圖。該方法包含有下列步驟：

步驟S702：開始。

步驟S704：接收一訊框來源之一影像畫面，取樣影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框。

步驟S706：儲存取樣後訊框。

步驟S708：比對儲存之前一取樣後訊框與目前之取樣後訊框，找出前一取樣後訊框與目前之取樣後訊框影像畫面之差異，以決定影像畫面之一動態範圍。

步驟S710：接收動態範圍，對動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之動態範圍，以產生一高頻邊緣。

步驟S712：依據高頻邊緣決定影像畫面之一動態影像視窗區域。

步驟S714：結束。

本發明申請專利範圍保護之其他方法步驟，可由上述裝置內容得知，不再贅述其細節。

綜上所述，本發明實施例之多媒體系統之視窗偵測裝置可在影像畫面中正確找出動態區域，使系統能夠進一步針對動態區域提供較多之運算資源來進行強化，以提升影像顯示之品質，解決習知技術之問題。

以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，該行業者進行之各種變形或變更均落入本 發明之申請專利範圍。

200‧‧‧視窗偵測裝置

201‧‧‧取樣單元

202‧‧‧訊框緩衝單元

203‧‧‧線緩衝單元

204‧‧‧動態偵測單元

205‧‧‧去噪訊單元

206‧‧‧邊緣偵測單元

207‧‧‧量測單元

208‧‧‧適應性空間濾波器

Claims (14)

1. 一種多媒體系統之視窗偵測裝置，包含：一取樣單元，取樣一影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；一訊框緩衝單元，儲存該取樣後訊框；一動態偵測單元，用以比對儲存於該訊框緩衝單元之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；以及一邊緣偵測單元，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；一去噪訊單元，該去噪訊單元用以消除該動態範圍中非為多媒體播放器內容之動態物件；其中該視窗偵測裝置依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域；其中該去噪訊單元接收該動態範圍，對該動態範圍進行X、Y軸投影產生一累計直方圖，且將該累計直方圖中小於一預設值之值對應之內容移除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包含一線緩衝單元，該線緩衝單元用以儲存該取樣單元取樣該影像畫面之該訊框過程中進行累加之該訊框之像素資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該動態偵測單元係將前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框畫面之相對應之像素進行一計算處理，以產生該差異。
4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中該計算處理之方式包含有一絕對差計算、一相減計算、以及互斥或(exclusive OR)計算至少其中一者。
5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該訊框緩衝單元之儲存容量大小為儲存一訊框之儲存空間。
6. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該邊緣偵測單元進行邊緣偵測時，配合該線緩衝單元於該動態範圍之影像畫面取出兩條線，取得該動態範圍之X軸與Y軸之資訊，以產生該對態範圍高頻邊緣。
7. 一種多媒體系統之視窗偵測裝置，包含：一取樣單元，取樣一影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；一訊框緩衝單元，儲存該取樣後訊框；一動態偵測單元，用以比對儲存於該訊框緩衝單元之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；一邊緣偵測單元，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；以及一適應性空間濾波器，該適應性空間濾波器接收每一該訊框之高頻邊緣，在每一該訊框之高頻邊緣找出邊界區域，將每一該邊界區域相互疊加組合，以產生完整之邊界；其中該視窗偵測裝置依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域。
8. 一種多媒體系統之視窗偵測裝置，包含：一取樣單元，取樣一影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；一訊框緩衝單元，儲存該取樣後訊框； 一動態偵測單元，用以比對儲存於該訊框緩衝單元之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；以及一邊緣偵測單元，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；以及一量測單元，該量測單元接收該高頻邊緣，判斷該高頻邊緣之線段是否相連形成一連續框線區域，以決定該影像畫面之該動態影像視窗區域；其中該視窗偵測裝置依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域。
9. 一種多媒體系統之視窗偵測方法，包含：接收一訊框來源之一影像畫面，取樣該影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；儲存該取樣後訊框；比對該儲存之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；接收該動態範圍，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域；以及消除該動態範圍中非為多媒體播放器內容之動態物件；其中該消除該動態範圍中非為多媒體播放器內容之動態物件之步驟，包含： 接收該動態範圍，對該動態範圍進行X、Y軸投影產生一累計直方圖，且將該累計直方圖中小於一預設值之值對應之內容移除。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該差異係將前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框畫面之相對應之像素進行一計算處理產生。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該計算處理之方式包含有一絕對差計算、一相減計算、以及互斥或(exclusive OR)計算至少其中一者。
12. 一種多媒體系統之視窗偵測方法，包含：接收一訊框來源之一影像畫面，取樣該影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；儲存該取樣後訊框；比對該儲存之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；接收該動態範圍，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；以及依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域；其中該高頻邊緣產生之步驟，包含：利用一線緩衝單元於該動態範圍之影像畫面取出兩條線，取得該動態範圍之X軸與Y軸之資訊，以產生該動態範圍高頻邊緣。
13. 一種多媒體系統之視窗偵測方法，包含：接收一訊框來源之一影像畫面，取樣該影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；儲存該取樣後訊框； 比對該儲存之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；接收該動態範圍，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域；以及一適應性空間濾波步驟，該適應性空間濾波步驟包含：接收每一該訊框之高頻邊緣，在每一該訊框之高頻邊緣找出邊界區域，將每一該邊界區域相互疊加組合，以產生完整之邊界。
14. 一種多媒體系統之視窗偵測方法，包含：接收一訊框來源之一影像畫面，取樣該影像畫面之訊框，以產生一取樣後訊框；儲存該取樣後訊框；比對該儲存之前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框，找出前一該取樣後訊框與目前之該取樣後訊框影像畫面之差異，以決定該影像畫面之一動態範圍；接收該動態範圍，對該動態範圍進行影像強化處理，偵測影像強化後之該動態範圍，以產生一高頻邊緣；依據該高頻邊緣決定該影像畫面之一動態影像視窗區域；以及一量測步驟，該量測步驟包含：接收該高頻邊緣，判斷該高頻邊緣之線段是否相連形成一連續框線區域，以決定該影像畫面之該動態影像視窗區域。