專利名稱：去交錯(cuò)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于影像處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤指 一種去交錯(cuò)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電視信號(hào)受限于顯示技術(shù)，多半為交錯(cuò)式掃描(interlaced scan)信 號(hào)。交錯(cuò)式掃描為隔行掃描，其形成的圖像稱為影像場(chǎng)(field)。交錯(cuò)式掃描 利用不同的時(shí)間掃描奇數(shù)行，或是偶數(shù)行，使得每一幀圖像通過兩場(chǎng)掃描完 成。通常是先掃描圖像的奇數(shù)行得到奇數(shù)場(chǎng)，然后掃描同一圖像的偶數(shù)行得 到偶數(shù)場(chǎng)。交錯(cuò)式掃描使得在有限的水平掃描頻率下，可以兼顧靜態(tài)畫面的 解析度以及運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性。
然而，當(dāng)視訊信號(hào)原始內(nèi)容為電影(film)信號(hào)時(shí)，由于電影是以循序式 掃描(progressive scan)拍攝的，循序式掃描為逐行掃描，逐行掃描形成的圖 像稱為幀(fmme)。通?？梢岳?:2下拉技術(shù)(2:2 pull down)將一個(gè)循序式掃 描的幀拆成兩個(gè)影像場(chǎng)(field)。如果電視信號(hào)的場(chǎng)頻率(field rate)和電影信號(hào) 的幀頻率(framerate)不同，則可利用不同的影像場(chǎng)重復(fù)的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如 3:2下拉技術(shù)(3:2 pull down)。
因?yàn)轱@示技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在的電視或電腦的顯示熒幕多半采用循序式掃 描方式，故必須利用去交錯(cuò)(Deinterlace)處理技術(shù)，將交錯(cuò)式掃描的影像場(chǎng) 轉(zhuǎn)換為循序式掃描的幀。去交錯(cuò)處理對(duì)于非電影信號(hào)， 一般會(huì)采用運(yùn)動(dòng)適應(yīng) 性去交錯(cuò)處理技術(shù)(Motion Adaptive Deinterlace, MADI)或是運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò) 處理(Motion Compensated Deinterlace， MEMC)，來產(chǎn)生循序式掃描信號(hào)。其 中，運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理技術(shù)(MADI)利用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)有運(yùn)動(dòng)發(fā)生 的部份，利用空間域內(nèi)插(spatial interpolation)產(chǎn)生未傳送的場(chǎng)信息，對(duì)靜止的部份，則將前后時(shí)間不同的場(chǎng)信號(hào)直接結(jié)合產(chǎn)生最后的循序式掃描信號(hào)。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理(MEMC)則利用運(yùn)動(dòng)估測(cè)技術(shù)(motion estimation)找出物 體移動(dòng)向量(motion vector),再依據(jù)一個(gè)場(chǎng)的時(shí)間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，產(chǎn)生未傳 送的場(chǎng)信號(hào)。
對(duì)于電影信號(hào)的去交4普處理技術(shù)包含反下拉技術(shù)(inverse pull down)以 及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方式。反下拉技術(shù)檢測(cè)屬于同一幀的奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)信號(hào)，將其 結(jié)合成為完整的幀，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)則利用運(yùn)動(dòng)估測(cè)及補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，同時(shí)將電 影的幀頻率提高。
以目前去交錯(cuò)處理裝置而言， 一般可分為利用運(yùn)動(dòng)適應(yīng)去交錯(cuò)處理技術(shù) 處理非電影信號(hào)，并利用反下拉技術(shù)處理電影信號(hào)，以及利用運(yùn)動(dòng)估測(cè)及運(yùn) 動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)同時(shí)處理電影信號(hào)及非電影信號(hào)。
然而，目前這兩種去交錯(cuò)處理技術(shù)都有其缺點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)適應(yīng)去交錯(cuò)處理技 術(shù)在非電影信號(hào)可以得到較為穩(wěn)定的表現(xiàn)，利用強(qiáng)化空間域斜方向低角度內(nèi) 插技術(shù)，可使運(yùn)動(dòng)邊緣較為平滑。對(duì)于電影信號(hào)，雖然反下拉技術(shù)可以將影 像場(chǎng)還原為原始循序式掃描的影像，但無法解決電影信號(hào)較低的幀頻率所產(chǎn) 生的運(yùn)動(dòng)不連續(xù)(motion judder)問題。另 一 方面，運(yùn)動(dòng)估測(cè)及補(bǔ)償技術(shù)對(duì)于 非電影信號(hào)雖然可以提高運(yùn)動(dòng)物體垂直方向的解析度，但較容易出現(xiàn)因?yàn)槠?偶場(chǎng)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后產(chǎn)生差異而出現(xiàn)細(xì)微的橫線瑕瘋。
目前現(xiàn)有技術(shù)的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)只能針對(duì)一種信號(hào)進(jìn)行處理，不區(qū)分該 信號(hào)是電影信號(hào)或者非電影信號(hào)，因此處理效果不佳，不能針對(duì)信號(hào)特征輸 出最適合信號(hào)源的去交錯(cuò)處理結(jié)果。
由此可知，現(xiàn)有技術(shù)仍有諸多缺陷而有予以改善的必要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要在于提供一種去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中去 交錯(cuò)處理系統(tǒng)只能針對(duì)一種信號(hào)進(jìn)行處理，不能針對(duì)信號(hào)特征輸出最適合信 號(hào)源的去交錯(cuò)處理結(jié)果的缺陷。該去交錯(cuò)處理系統(tǒng)包含
一第一場(chǎng)緩沖裝置，具有一輸入端，從該輸入端接收的影像場(chǎng)信號(hào)并暫存
為一下一影像場(chǎng)信號(hào)；
一第二場(chǎng)緩沖裝置，連接至所述第一場(chǎng)緩沖裝置，接收所述第一場(chǎng)緩沖裝 置中的下一影像場(chǎng)信號(hào)，并暫存為一當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)；
一線緩沖裝置，連接至所述輸入端、所述第一場(chǎng)緩沖裝置、及所述第二場(chǎng) 緩沖裝置，以暫存從所述第二場(chǎng)緩沖裝置獲取的當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)、從所述第一 場(chǎng)緩沖裝置獲取的下一影像場(chǎng)信號(hào)，以及所述輸入端提供的再下一影像場(chǎng)信號(hào)；
一運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述部分線 數(shù)據(jù)信號(hào)，產(chǎn)生一去交錯(cuò)的視頻幀信號(hào)；
一電影幀產(chǎn)生裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存的 影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生一去交^"的電影幀信號(hào)；
一電影信號(hào)檢測(cè)裝置，連接至所述輸入端、所述第一場(chǎng)緩沖裝置及所述第 二場(chǎng)緩沖裝置，依據(jù)所述再下一影像場(chǎng)信號(hào)、所述下一影像場(chǎng)信號(hào)及所述當(dāng)前 影像場(chǎng)信號(hào)，判斷這些影像場(chǎng)對(duì)應(yīng)的視訊流類型為視頻視訊流或電影視訊流， 并輸出一用于指示對(duì)應(yīng)的視訊流類型的視頻電影指示信號(hào)；以及
一第一多任務(wù)器，連接至所述運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置、所述電影幀產(chǎn) 生裝置、及所述電影信號(hào)檢測(cè)裝置，依據(jù)所述視頻電影指示信號(hào)，選擇輸出所 述交錯(cuò)的視頻幀信號(hào)或輸出所述去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)。
其中，所述電影幀產(chǎn)生裝置包含
一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝 置暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生一加4又信號(hào)及一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)；
一反下拉裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存的影像 場(chǎng)信號(hào)，以產(chǎn)生一反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)；以及
一加權(quán)裝置，連接至所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置及所述反下拉裝置，采 用所述加權(quán)信號(hào)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)及所述反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，產(chǎn)生所述去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)。
其中，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置包含
一水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存 的影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生各像素的移動(dòng)向量信號(hào)及誤差信號(hào)；
一水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存 的影像場(chǎng)信號(hào)及所述移動(dòng)向量信號(hào)，以產(chǎn)生該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)；以及
一垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，連接至所述水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置，依據(jù)所述移動(dòng)向量 信號(hào)及所述誤差信號(hào)，估測(cè)垂直運(yùn)動(dòng)可能性，產(chǎn)生所述加權(quán)信號(hào)。
其中，所述加權(quán)信號(hào)愈大，垂直運(yùn)動(dòng)可能性越低。
其中，所述加權(quán)裝置采用如下表達(dá)式計(jì)算所述去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)
weight XF2M+(1- weight) XF1P，
其中，weight為所述加權(quán)信號(hào)，F(xiàn)2M為所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)，F(xiàn)IP 為所述反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)。
其中，所述垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置包含
一減法器，接收各像素的移動(dòng)向量信號(hào)，以產(chǎn)生各像素的一移動(dòng)向量差值
信號(hào)；
一絕對(duì)值裝置，連接至所述減法器，對(duì)每個(gè)移動(dòng)向量差值信號(hào)執(zhí)行絕對(duì)值 運(yùn)算，以產(chǎn)生移動(dòng)向量絕對(duì)差值信號(hào)；
一第一比較器，連接至所述絕對(duì)值裝置，當(dāng)該移動(dòng)向量絕對(duì)差值信號(hào)小于 一第一門檻值時(shí)，產(chǎn)生一第一比較信號(hào)；
一第二比較器，連接至所述水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置，當(dāng)該誤差信號(hào)大于一第二 門檻值時(shí)，產(chǎn)生一第二比4支信號(hào)；
一與門，連接至所述第一比較器及所述第二比較器，對(duì)同一像素對(duì)應(yīng)的所 述第一比較信號(hào)及所述第二比較信號(hào)執(zhí)行與運(yùn)算，產(chǎn)生該像素的指示信號(hào)；以 及
一計(jì)數(shù)器，連接至所述與門，對(duì)所述與門產(chǎn)生的所述指示信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn) 行計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)值產(chǎn)生所述加權(quán)信號(hào)。從以上所述可見，本發(fā)明的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)同時(shí)包含運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò) 處理及電影信號(hào)的去交錯(cuò)處理技術(shù)，針對(duì)信號(hào)源是否為電影信號(hào)進(jìn)行選擇， 輸出最適合信號(hào)源類型的去交錯(cuò)處理結(jié)果。
本發(fā)明進(jìn)一步利用水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置所得到的運(yùn)動(dòng)向量大小MV,以及 估測(cè)時(shí)所計(jì)算出的匹配錯(cuò)誤大d 、 ERROR ( matching error),判斷該點(diǎn)是否 發(fā)生垂直運(yùn)動(dòng)，統(tǒng)計(jì)整張畫面垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)生的點(diǎn)數(shù)，產(chǎn)生一權(quán)重值weight, 利用此權(quán)重值調(diào)整由水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置所產(chǎn)生的結(jié)果 (F2M)和由反下拉裝置320直接合成奇偶場(chǎng)產(chǎn)生的結(jié)果(FIP)的比重。
圖1為本發(fā)明一種去交錯(cuò)處理系統(tǒng)的方塊圖。 圖2為本發(fā)明電影信號(hào)檢測(cè)裝置的工作示意圖。 圖3為本發(fā)明電影幀產(chǎn)生裝置的方塊圖。
圖4為本發(fā)明水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置的工作示意圖。 圖5為本發(fā)明垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置的方塊圖。
圖6為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置及反下拉裝置的工作示意圖。 主要元件符號(hào)說明
去交錯(cuò)處理系統(tǒng)100 第一場(chǎng)緩沖裝置110
第二場(chǎng)緩沖裝置120 線緩沖裝置130
運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置140
電影幀產(chǎn)生裝置150 電影信號(hào)檢測(cè)裝置160
第一多任務(wù)器170
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置310
反下拉裝置320 加權(quán)裝置330
水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311 水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315
垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313 減法器510絕對(duì)值裝置520 第一比較器530
第二比較器540 與門550
計(jì)數(shù)器560
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明一種去交錯(cuò)處理系統(tǒng)100的方塊圖。該去交錯(cuò)處理系統(tǒng) 100包含一第一場(chǎng)緩沖裝置110、一第二場(chǎng)緩沖裝置120、一線緩沖裝置130、 一運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置(Motion Adaptive Deinterlace, MADI)140、 一電 影幀產(chǎn)生裝置150、 一電影信號(hào)檢測(cè)裝置160及一第一多任務(wù)器170。
第一場(chǎng)緩沖裝置(frame buffer) 110具有一輸入端111，從輸入端111接 收一影像場(chǎng)(field)信號(hào)并暫存為一下一影像場(chǎng)信號(hào)。
第二場(chǎng)緩沖裝置120連接至第一場(chǎng)緩沖裝置110,接收第一場(chǎng)緩沖裝置 IIO中下一影像場(chǎng)信號(hào)，并暫存為一當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)。
線緩沖裝置130連接至輸入端111、第一場(chǎng)緩沖裝置IIO、及第二場(chǎng)緩 沖裝置120,暫存從第二場(chǎng)緩沖裝置120獲取的當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)、從第一場(chǎng) 緩沖裝置IIO獲取的下一影像場(chǎng)信號(hào)、以及輸入端111提供的再下一影像場(chǎng) 信號(hào)。該線緩沖裝置130較佳為三個(gè)線緩沖器(linebuffer),分別用于存儲(chǔ)所 述三個(gè)影像場(chǎng)信號(hào)。
運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置(MADI)140連接至線緩沖裝置130,依據(jù)線 緩沖裝置130中暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生一去交錯(cuò)的視頻幀(Video frame)信 號(hào)。該運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置(MADI)140利用運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，對(duì)有運(yùn)動(dòng) 發(fā)生的部份利用空間域內(nèi)插(spatial interpolation)產(chǎn)生未傳送的場(chǎng)信號(hào)，而對(duì) 于靜止的影像，則將前后時(shí)間不同的場(chǎng)信號(hào)直接結(jié)合產(chǎn)生最后的循序式掃描 信號(hào)。
電影幀產(chǎn)生裝置150連接至線緩沖裝置130，依據(jù)線緩沖裝置130中暫 存的影像場(chǎng)信號(hào)，以產(chǎn)生一去交錯(cuò)的電影幀(filmframe)信號(hào)。產(chǎn)生去交錯(cuò)的 電影幀的技術(shù)可以采用目前已有的對(duì)于電影信號(hào)的去交錯(cuò)處理技術(shù)，例如反下拉技術(shù)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)等等。
電影信號(hào)檢測(cè)裝置160連接至輸入端111、第一場(chǎng)緩沖裝置IIO及第二 場(chǎng)緩沖裝置120，依據(jù)所述再下一影像場(chǎng)信號(hào)、下一影像場(chǎng)信號(hào)及當(dāng)前影像 場(chǎng)信號(hào)，判斷這些影像場(chǎng)對(duì)應(yīng)的視訊流(stream)為視頻視訊流(Video stream) 或電影視訊流(film stream),并輸出 一視頻電影指示信號(hào)film_mode,用于指 示這些影像場(chǎng)對(duì)應(yīng)的視訊流(stream)類型。當(dāng)該視頻電影指示信號(hào)film—mode 為低電位(O)時(shí)，表示視訊流為視頻視訊流，當(dāng)該視頻電影指示信號(hào)film—mode 為高電位(l)時(shí)，表示視訊流為電影視訊流。
第一多任務(wù)器170連接至運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置140、電影幀產(chǎn)生 裝置150、及電影信號(hào)檢測(cè)裝置160，依據(jù)電影信號(hào)檢測(cè)裝置160輸出的視 頻電影指示信號(hào)film—mode,選擇輸出去交錯(cuò)的視頻幀信號(hào)或輸出去交錯(cuò)的 電影幀信號(hào)。當(dāng)該視頻電影指示信號(hào)為低電位(O)時(shí)，輸出去交錯(cuò)的視頻幀信 號(hào)，當(dāng)該視頻電影指示信號(hào)為高電位(l)時(shí)，輸出去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)。
從以上所述可見，本發(fā)明的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)同時(shí)包含運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò) 處理及電影信號(hào)的去交錯(cuò)處理技術(shù)，針對(duì)信號(hào)源是否為電影進(jìn)行選擇，輸出 最適合信號(hào)源類型的去交錯(cuò)處理結(jié)果。
下面對(duì)圖'l中的電影信號(hào)檢測(cè)裝置160和電影幀產(chǎn)生裝置150進(jìn)行詳細(xì) 描述。
圖2為圖1中電影信號(hào)檢測(cè)裝置160的工作示意圖。以采用3:2下拉技 術(shù)(3:2 pull down)為例。當(dāng)視訊流(stream)為電影-見訊流時(shí)，對(duì)電影3見ifU丸行 3:2下拉后，電影畫面的幀O分為兩場(chǎng)，為偶數(shù)場(chǎng)E0及奇數(shù)場(chǎng)00,而幀1 分為三場(chǎng)，為偶數(shù)場(chǎng)El、奇數(shù)場(chǎng)01及偶數(shù)場(chǎng)El，幀2分又分為兩場(chǎng)，為 奇數(shù)場(chǎng)02及偶數(shù)場(chǎng)E2，幀3再分成三場(chǎng)，以此循環(huán)。電影信號(hào)檢測(cè)裝置 160根據(jù)線緩沖裝置130暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，比對(duì)第i個(gè)圖場(chǎng)及第(i + 2) 個(gè)圖場(chǎng)，亦即分別比對(duì)偶數(shù)場(chǎng)EO及偶數(shù)場(chǎng)El、奇數(shù)場(chǎng)OO及奇數(shù)場(chǎng)Ol、偶 數(shù)場(chǎng)El及偶數(shù)場(chǎng)El、奇數(shù)場(chǎng)01及奇數(shù)場(chǎng)02、偶數(shù)場(chǎng)El及偶數(shù)場(chǎng)E2、以 此類推。若比對(duì)圖場(chǎng)相似度超過一門檻值，則標(biāo)注為O，若否，則標(biāo)注為1。由圖2所示，當(dāng)4見訊流為電影#見訊流時(shí)，比對(duì)結(jié)果明顯產(chǎn)生
"1101111011110...."的趨勢(shì)，亦即5次比對(duì)中，僅會(huì)有l(wèi)次圖場(chǎng)相似度超 過一門榲值。根據(jù)上述分析可見，電影信號(hào)檢測(cè)裝置160比對(duì)第i個(gè)圖場(chǎng)及 第(i + 2)個(gè)圖場(chǎng)，若比對(duì)圖場(chǎng)相似度超過一門檻值，則標(biāo)注為0，若否， 則標(biāo)注為1，可以根據(jù)連續(xù)出現(xiàn)的各影像場(chǎng)所呈現(xiàn)出的1和0的規(guī)律，判斷 -f見訊流是否為電影視訊流。
圖3為圖1中電影幀產(chǎn)生裝置150的方塊圖。該電影幀產(chǎn)生裝置150包 含一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置(MEMC)310、一反下拉裝置320及一加權(quán)裝置 330。
該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置(MEMC)310連接至線緩沖裝置130,依據(jù) 線緩沖裝置130暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理，產(chǎn)生一加權(quán)信號(hào) weight及一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)F2M。
反下拉裝置320連接至線緩沖裝置130，依據(jù)線緩沖裝置130暫存的影 像場(chǎng)信號(hào)，進(jìn)行反下拉處理，產(chǎn)生一反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)F1P。
加權(quán)裝置330連接至運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置(MEMC)310及反下拉裝 置320，采用加權(quán)信號(hào)weight對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)F2M及反下拉去交 錯(cuò)幀信號(hào)F1P進(jìn)行加權(quán)處理，產(chǎn)生去交錯(cuò)的電影幀(filmframe)信號(hào)。該去交 錯(cuò)的電影幀信號(hào)的計(jì)算方法為
weight x F2M+( 1 - weight) X F1P,
當(dāng)中，weight為該加權(quán)信號(hào)，F(xiàn)2M為該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)，F(xiàn)1P為 反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)。
如圖3所示，該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置(MEMC)310包含一水平運(yùn)動(dòng) 估測(cè)裝置311、 一水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315、及一垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313。
其中，水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311連接至線緩沖裝置130，依據(jù)線緩沖裝置 130暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)，產(chǎn)生各像素的移動(dòng)向量信號(hào) MV及一誤差信號(hào)ERROR,該誤差信號(hào)表示匹配錯(cuò)誤(matching error)大 小。水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315連接至線緩沖裝置130及水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311， 依據(jù)線緩沖裝置130暫存的影像場(chǎng)信號(hào)及移動(dòng)向量信號(hào)MV,產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 去交錯(cuò)幀信號(hào)F2M。
垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313連接至水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311,依據(jù)移動(dòng)向量信 號(hào)MV及誤差信號(hào)ERROR,估測(cè)垂直運(yùn)動(dòng)可能性，以產(chǎn)生加權(quán)信號(hào)weight。
圖4為圖3中水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315的工作示 意圖。如圖4所示，圖中的小方格為像素，水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311找尋時(shí)間 TO偶數(shù)場(chǎng)E0中線L2周圍的9個(gè)像素與時(shí)間Tl偶數(shù)場(chǎng)El中線L2周圍的9 個(gè)像素最小的差值絕對(duì)值總合(Sum of Absolute Differences, SAD),借此可 求得移動(dòng)向量信號(hào)MV。在此例子中，移動(dòng)向量信號(hào)MV為向右移動(dòng)9個(gè)像 素。
該水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315則利用時(shí)間T0偶數(shù)場(chǎng)E0中線L2處的像素及 時(shí)間Tl偶數(shù)場(chǎng)El中線L2處的像素插補(bǔ)出時(shí)間T0.5偶數(shù)場(chǎng)EO中線L2處 的像素。由于移動(dòng)向量信號(hào)MV為9個(gè)像素，故可估測(cè)在時(shí)間T0.5時(shí)移動(dòng) 向量信號(hào)MV為4.5個(gè)像素。時(shí)間TO像素P7的位置為第7個(gè)像素，加上 4.5個(gè)像素，則可推估時(shí)間TO像素P7在時(shí)間T0.5時(shí)其位置約為第11.5個(gè) 像素。借此該水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置313則可插補(bǔ)出時(shí)間T0.5偶數(shù)場(chǎng)EO中線 L2處的像素。
該水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311不論使用SAD、或其他方法，均可找出該移 動(dòng)向量信號(hào)MV。然而由于可能有垂直移動(dòng)、有些像素被遮蔽等因素，所找 出該移動(dòng)向量信號(hào)MV未必正確，因此該水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311依據(jù)線緩沖 裝置130暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，進(jìn)一步產(chǎn)生誤差信號(hào)ERROR,以指示移動(dòng)向 量信號(hào)MV的正確性，從而讓該垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313估測(cè)該移動(dòng)向量信號(hào) MV的正確性，根據(jù)估測(cè)結(jié)果產(chǎn)生加權(quán)信號(hào)。
圖5為圖3中垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313的方塊圖。該垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置 313包含一減法器510、 一絕對(duì)值裝置520、 一第一比較器530、 一第二比較 器540、 一與門550、及一計(jì)數(shù)器560。其中，減法器510接收各像素的移動(dòng)向量信號(hào)MV，以產(chǎn)生各像素的移 動(dòng)向量差值信號(hào)diff—MV。對(duì)像素(x,y)而言，該減法器510使用像素(x,y)的 左邊像素(x-1 ,y)的移動(dòng)向量信號(hào)MV(y，x-1 )及右邊像素(x+1 ,y)的移動(dòng)向量信 號(hào)MV(y，x+l)相減，以產(chǎn)生該移動(dòng)向量差值信號(hào)diff—MV。
絕對(duì)值裝置520連接至減法器510,對(duì)每個(gè)移動(dòng)向量差值信號(hào)diff—MV 執(zhí)行絕對(duì)值運(yùn)算，以產(chǎn)生一移動(dòng)向量絕對(duì)差值信號(hào)abs—diff—MV。 Abs_diff—MV大小反應(yīng)該點(diǎn)(x,y)是否位于出現(xiàn)或遮沒的區(qū)域。
第一比較器530連接至絕對(duì)值裝置520,當(dāng)該移動(dòng)向量絕對(duì)差值信號(hào) abs—diff—MV小于一第一門檻值Thl時(shí)，產(chǎn)生一第一比較信號(hào)indexl,以表 示該像素點(diǎn)不位于出現(xiàn)或遮沒區(qū)域。
第二比較器540連接至水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311,接收誤差信號(hào)ERROR, 當(dāng)該誤差信號(hào)ERROR大于一第二門檻值Th2時(shí)，產(chǎn)生一第二比較信號(hào) index2。對(duì)像素(x，y)而言，該第二比較器540使用像素(x，y)的誤差信號(hào) ERROR(y,x)以和第二門榲值Th2比較。
與門550連接至第一比較器530及該第二比較器540，以對(duì)同一像素對(duì) 應(yīng)的第一比較信號(hào)indexl及第二比較信號(hào)index2執(zhí)行與運(yùn)算，產(chǎn)生該像素 的指示信號(hào)index。
計(jì)數(shù)器560連接至與門550，對(duì)指示信號(hào)index的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，經(jīng)過 查表對(duì)應(yīng)后，可以得知計(jì)數(shù)值與加權(quán)信號(hào)的關(guān)系，進(jìn)而產(chǎn)生加權(quán)信號(hào)weight。 其中，該加權(quán)信號(hào)weight愈大，垂直運(yùn)動(dòng)可能性越低。 圖6為本發(fā)明運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置310及反下拉裝置320的工作示 意圖。為方便說明，其使用2:2下拉技術(shù)。如圖所示，當(dāng)視訊流為電影視訊 流時(shí)，執(zhí)行2:2下拉后，幀0分為偶數(shù)場(chǎng)EO及奇數(shù)場(chǎng)01，而幀1分為偶數(shù) 場(chǎng)El、奇數(shù)場(chǎng)01，幀2分為奇數(shù)場(chǎng)02及偶數(shù)場(chǎng)E2，幀3分為偶數(shù)場(chǎng)EO 及奇數(shù)場(chǎng)03。這些偶數(shù)場(chǎng)及奇數(shù)場(chǎng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)則分別儲(chǔ)存于線緩沖裝置130 中。
反下拉裝置320分別對(duì)這些偶數(shù)場(chǎng)及奇數(shù)場(chǎng)執(zhí)行反交錯(cuò)運(yùn)算，產(chǎn)生反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)F1P。由圖6可知，反下拉裝置320利用幀0分為偶數(shù)場(chǎng) E0及奇數(shù)場(chǎng)O0分別產(chǎn)生時(shí)間T0的幀F(xiàn)0及時(shí)間T0.5的幀F(xiàn)0，以此類推。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置310分別對(duì)這些偶數(shù)場(chǎng)及奇數(shù)場(chǎng)執(zhí)行反交錯(cuò) 運(yùn)算，而產(chǎn)生該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)F2M。由圖6可知，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò) 處理裝置310利用幀0分為偶數(shù)場(chǎng)E0及奇數(shù)場(chǎng)O0分別產(chǎn)生時(shí)間T0的幀 F0及時(shí)間T0.5的幀F(xiàn)0.5,以此類推。
由上述說明可知，觀察電影拍攝方式可以發(fā)現(xiàn)多半的運(yùn)動(dòng)，特別是鏡頭 運(yùn)動(dòng)造成的整體運(yùn)動(dòng)中，水平方向的運(yùn)動(dòng)發(fā)生機(jī)會(huì)遠(yuǎn)大于垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)生機(jī) 會(huì)。因此，只要能對(duì)于水平方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估測(cè)以及補(bǔ)償，即可以對(duì)電 影信號(hào)運(yùn)動(dòng)不連續(xù)的問題，提供大幅度的改善。利用這樣的特性，本發(fā)明提 出一去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，包含一運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置140、 一電影幀產(chǎn) 生裝置150、 一電影信號(hào)檢測(cè)裝置160及緩存裝置110， 120, 130,當(dāng)中，一 電影幀產(chǎn)生裝置150包含一水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311、一水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315 及一垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313。利用電影信號(hào)檢測(cè)裝置160的檢測(cè)結(jié)果選擇運(yùn) 動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置140的輸出或是電影幀產(chǎn)生裝置150的輸出，使去 交錯(cuò)處理輸出在非電影輸入時(shí)保持穩(wěn)定且平滑的邊緣處理，以及在電影輸入 時(shí)能降低運(yùn)動(dòng)不連續(xù)現(xiàn)象，并通過垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置313,降低運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?比例，以避免因垂直運(yùn)動(dòng)造成水平方向運(yùn)動(dòng)估測(cè)及補(bǔ)償裝置的錯(cuò)誤。
利用獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置(MADI) 140、及水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝 置311和水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315，通過兩者處理所需的影像范圍類似的特性， 依據(jù)對(duì)于是否為電影信號(hào)進(jìn)行分別的處理，可利用多任務(wù)器170選擇輸出的 信號(hào)。
在電影模式下，水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315可以降 低水平運(yùn)動(dòng)不連續(xù)，但垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)可能會(huì)造成水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置找到錯(cuò) 誤的運(yùn)動(dòng)向量(motion vector)，造成運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償4普誤，4吏畫面上出現(xiàn)并支瘋。 為此，本發(fā)明第二部分在水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315外， 利用水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311所得到的運(yùn)動(dòng)向量大小MV，以及估測(cè)時(shí)所計(jì)算出的匹配4晉誤大小ERROR ( matching error)，判斷該點(diǎn)是否發(fā)生垂直運(yùn)動(dòng)， 統(tǒng)計(jì)整張畫面垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)生的點(diǎn)數(shù)，產(chǎn)生一權(quán)重值weight,利用此權(quán)重值調(diào) 整由水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置311及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置315所產(chǎn)生的結(jié)果(F2M)和 由反下拉裝置320直接合成奇偶場(chǎng)產(chǎn)生的結(jié)果(F1P)的比重。
由前述說明可知，本發(fā)明可解決奇偶場(chǎng)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后產(chǎn)生差異而出現(xiàn)細(xì) 微的橫線瑕疵，同時(shí)可以使運(yùn)動(dòng)不連續(xù)的問題降低。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的 保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，其特征在于，包含一第一場(chǎng)緩沖裝置，具有一輸入端，從該輸入端接收的影像場(chǎng)信號(hào)并暫存為一下一影像場(chǎng)信號(hào)；一第二場(chǎng)緩沖裝置，連接至所述第一場(chǎng)緩沖裝置，接收所述第一場(chǎng)緩沖裝置中的下一影像場(chǎng)信號(hào)，并暫存為一當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)；一線緩沖裝置，連接至所述輸入端、所述第一場(chǎng)緩沖裝置、及所述第二場(chǎng)緩沖裝置，以暫存從所述第二場(chǎng)緩沖裝置獲取的當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)、從所述第一場(chǎng)緩沖裝置獲取的下一影像場(chǎng)信號(hào)，以及所述輸入端提供的再下一影像場(chǎng)信號(hào)；一運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述部分線數(shù)據(jù)信號(hào)，產(chǎn)生一去交錯(cuò)的視頻幀信號(hào)；一電影幀產(chǎn)生裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生一去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)；一電影信號(hào)檢測(cè)裝置，連接至所述輸入端、所述第一場(chǎng)緩沖裝置及所述第二場(chǎng)緩沖裝置，依據(jù)所述再下一影像場(chǎng)信號(hào)、所述下一影像場(chǎng)信號(hào)及所述當(dāng)前影像場(chǎng)信號(hào)，判斷這些影像場(chǎng)對(duì)應(yīng)的視訊流類型為視頻視訊流或電影視訊流，并輸出一用于指示對(duì)應(yīng)的視訊流類型的視頻電影指示信號(hào)；以及一第一多任務(wù)器，連接至所述運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置、所述電影幀產(chǎn)生裝置、及所述電影信號(hào)檢測(cè)裝置，依據(jù)所述視頻電影指示信號(hào)，選擇輸出所述交錯(cuò)的視頻幀信號(hào)或輸出所述去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電影幀產(chǎn)生裝 置包含一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝 置暫存的影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生一加權(quán)信號(hào)及一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)；一反下拉裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存的影像 場(chǎng)信號(hào)，以產(chǎn)生一反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)；以及一加權(quán)裝置，連接至所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置及所述反下拉裝置，采 用所述加權(quán)信號(hào)，對(duì)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)及所述反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)進(jìn) 行加權(quán)處理，產(chǎn)生所述去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求2所述的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)處理裝置包含一水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存 的影像場(chǎng)信號(hào)，產(chǎn)生各像素的移動(dòng)向量信號(hào)及誤差信號(hào)；一水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置，連接至所述線緩沖裝置，依據(jù)所述線緩沖裝置暫存 的影像場(chǎng)信號(hào)及所述移動(dòng)向量信號(hào)，以產(chǎn)生該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)；以及一垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，連接至所述水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置，依據(jù)所述移動(dòng)向量 信號(hào)及所述誤差信號(hào)，估測(cè)垂直運(yùn)動(dòng)可能性，產(chǎn)生所述加權(quán)信號(hào)。
4. 如權(quán)利要求3所述的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加權(quán)信號(hào)愈大， 垂直運(yùn)動(dòng)可能性越低。
5. 如權(quán)利要求3所述的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加權(quán)裝置采用 如下表達(dá)式計(jì)算所述去交錯(cuò)的電影幀信號(hào)weight X F2M+( 1 - weight) X F1P,其中，weight為所述加權(quán)信號(hào)，F(xiàn)2M為所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去交錯(cuò)幀信號(hào)，F(xiàn)1P 為所述反下拉去交錯(cuò)幀信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求3所述的去交錯(cuò)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè) 裝置包含一減法器，接收各像素的移動(dòng)向量信號(hào)，以產(chǎn)生各像素的一移動(dòng)向量差值 信號(hào)；一絕對(duì)值裝置，連接至所述減法器，對(duì)每個(gè)移動(dòng)向量差值信號(hào)執(zhí)行絕對(duì)值 運(yùn)算，以產(chǎn)生移動(dòng)向量絕對(duì)差值信號(hào)； -一第一比較器，連接至所述絕對(duì)值裝置，當(dāng)該移動(dòng)向量絕對(duì)差值信號(hào)小于 一第一門檻值時(shí)，產(chǎn)生一第一比較信號(hào)；一第二比較器，連接至所述水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置，當(dāng)該誤差信號(hào)大于一第二門檻值時(shí)，產(chǎn)生一第二比較信號(hào)；.一與門，連接至所述第一比較器及所述第二比較器，對(duì)同一像素對(duì)應(yīng)的所述第一比較信號(hào)及所述第二比較信號(hào)執(zhí)行與運(yùn)算，產(chǎn)生該像素的指示信號(hào)；以 及一計(jì)數(shù)器，連接至所述與門，對(duì)所述與門產(chǎn)生的所述指示信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行 計(jì)數(shù)，根據(jù)計(jì)數(shù)值產(chǎn)生所述加權(quán)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種去交錯(cuò)處理系統(tǒng)。其包含一運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置、一水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置、一水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置、一垂直運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置、一多任務(wù)器及一電影信號(hào)檢測(cè)裝置。電影信號(hào)檢測(cè)裝置檢測(cè)輸入信號(hào)為視頻視訊流(Video stream)或電影視訊流(film stream)，并利用此檢測(cè)結(jié)果選擇運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性去交錯(cuò)處理裝置的輸出或是水平運(yùn)動(dòng)估測(cè)裝置及水平運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置的輸出，使去交錯(cuò)處理輸出在非電影輸入時(shí)保持穩(wěn)定且平滑的邊緣處理，以及在電影輸入時(shí)能降低運(yùn)動(dòng)不連續(xù)現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H04N5/14GK101552867SQ20091013862
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者彭源智, 陳衍霖 申請(qǐng)人:凌陽科技股份有限公司