專利名稱：用于低比特率圖象信號編碼器中檢測前景區的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一個低比特率圖象信號編碼器；具體地是檢測包括在圖象信號中的前景區的裝置。
在一個數字電視系統例如電視電話、遠距離電話會議或高分辨率電視中需要大量的數字數據以限定每一個視頻幀信號，因為在視頻幀信號中一個視頻行信號包含一序列稱為象素值的數字數據。然而，由于傳統傳輸通道的可用頻率帶寬是有限的，為了通過它傳輸相當大量的數字數據，不可避免地要通過使用各種數據壓縮技術來壓縮或減少數據的量，尤其是如在電視電話和遠距離電話會議系統中使用的這種低比特率圖象信號編碼器的情況中。
一種用于低比特率編碼系統中的圖象信號編碼方法是所謂面向目標的分析-綜合編碼技術(參見Michael Hotter，“基于運動的二維目標的面向目標的分析-綜合編碼”，Signal ProcessingImage Communication2，第4期，409-428頁(1990年12月))。
按照面向目標的分析-綜合編碼技術，一個輸入視頻圖象首先分為兩部分即，一個有運動目標的前景區；和一個不含有運動目標的背景區。然后，前景區按照運動目標再劃分；并且，限定每個目標的運動、輪廓和象素數據的三組參數通過不同的編碼通道加以處理。尤其是，在這項技術中，采用一種變化檢測器通過在逐象素的基礎上計算當前幀與先前幀之間的差來確定兩個相繼幀的變化了的和未變化的部分，而整個變化了的部分就定為前景區而未變化的部分就定為背景區。
然而，由于變化了的部分是以象素為單位來確定，且變化檢測器檢測的前景區并不總是和被運動目標所占據的整個區域相重合。因此，輸入視頻圖象并不能被準確地劃分為前景區和背景區，這就勢必使低比特率圖象信號編碼器的性能降低。
因此，本發明的主要目的是提供一個裝置用于準確地檢測包括在圖象信號中的前景區。
按照本發明的一個實施例，提供了一個在低比特率圖象信號編碼器中使用以在一個圖象信號中檢測一個前景區的裝置，其中該圖象信號有許多目標而前景區有至少一個運動目標在其中，該裝置包含一個先前幀存儲器，用于存儲圖象信號的一個先前幀；一個當前幀存儲器，用于存儲圖象信號的一個當前幀；一個變化檢測器，用于比較當前幀和先前幀以檢測變化了的象素，每一個變化了的象素有一個不同的亮度值；一個區域檢測器用于檢測當前幀中的目標之一所占據的目標區域；以及一個前景/背景確定器，用于計數包含在目標區中的象素數目以確定目標區的第一尺寸；和用于計數位于目標區中的變化了的象素數目以確定此目標區的第二尺寸；以及用于將第一尺寸和第二尺寸相比較以確定此目標區是前景區還是背景區。
本發明的上述和其他目的和特性可以由結合附圖給出的較佳實施例的說明中明顯地看出，其中
圖1示出一個說明根據本發明的一個前景區檢測裝置的示意性框圖；圖2示出一個圖1的前景/背景確定器的詳細的框圖；以及圖3表示用于描述圖1的前景/背景確定器的兩個重疊的示例性區域。
參見圖1，示出了根據本發明的一個前景區檢測裝置。此前景區檢測裝置包括一個當前幀存儲器100、一個先前幀存儲器102、一個區域檢測器104、一個變化檢測器106、一個區域存儲器108以及一個前景/背景確定器110。
當前幀存儲器100的作用是為了存儲一個當前幀從一個已知的圖象源接收一個圖象信號，當前幀包括一個有運動目標的前景區和一個沒有運動目標的背景區。當前幀經過線L2被提供到先前幀存儲器102和區域檢測器104。在先前幀存儲器102存儲著圖象信號的一個先前幀。先前幀被提供給變化檢測器106。
區域檢測器104檢測從當前幀存儲器100中檢索來的當前幀中的目標之一所占據的一個區域。此區域按下述檢測首先，當前幀中一個目標的輪廓通過使用一種利用一已知的邊緣檢測算子例如Sobel算子的已知的邊緣檢測技術來檢測。然后，此輪廓被處理以提供區域信息用于確定此目標的區域。區域信息經過L6加到一個區域存儲器108上，其中每個運動目標的每個區域都存儲在其中。
變化檢測器106將從當前幀存儲器100中檢索來的當前幀與從先前幀存儲器102檢索來的先前幀相比較以檢測一個在當前楨中變化了的區域。變化區域的確定如下計算出當前幀的每個象素的亮度值和它的在先前幀中對應象素的亮度值之間的差的絕對值；然后將此絕對值與一個第一閾值TH1相比較。如果此絕對值大于或等于TH1，就意味著亮度值有變化從而一個給定的象素就包括在變化區域中。否則，此給定的象素就包括在未變化區域中。表示此被檢測的變化區域的變化區域信號經由線L10送到前景/背景確定器110。在前景/背景確定器110處，為了響應從區域檢測器104來的區域信息和從變化檢測器106來的變化區域信號，位于一個區域內的變化象素的數目被計數出來以確定此區域變化了與否。如果在一給定區域中多于一個預定部分的象素是變化的象素，此區域將被包括在前景區中。前景/背景確定器110的細節參看圖2加以描述。
參見圖2，從變化檢測器106來的經由線L10收到的變化區域信號存儲在一個變化區域存儲器202中。同時，從區域檢測器104來的區域信息施加于一個區域抽取塊203。區域抽取塊203順次地抽取存儲在區域存儲器108中的所有的象素，把表示一個抽取的象素的位置的象素位置信號經由線L22提供給變化區域存儲器202，并且將表示此抽取象素屬于哪個區域的開關控制信號提供給開關204和208。變化區域存儲器202用生成“0”表示一個未變化區域或“1”表示一個變化區域來響應來自區域抽取塊203的象素位置信號。
第一開關204通過提供其輸入即“0”或“1”給一個變化尺寸確定器206來響應來自區域抽取塊203的開關控制信號。變化尺寸確定器206有許多計數器，其中每個計數器計數在其輸入中“1”的數目以確定變化部分的尺寸，即在此區域中變化象素的數目，變化部分的確定的尺寸被送給一個比例計算塊212。同時，第二開關208通過提供其輸入即邏輯高信號“1”給一個區域尺寸確定器210來響應開關控制信號。區域尺寸確定器210有許多計數器，其中每個計數器計數它的輸入中“1”的數目以確定一個區域的尺寸，即在此區域中象素的總數。此區域的確定的尺寸被送到比例計算塊212。比例計算塊212有許多除法器而每個除法器計算變化部分的尺寸與區域的尺寸的比例。例如，在圖3中當前幀的區域Rn(t)和先前幀的區域Rn(t-1)部分重疊的情況中，變化部分的尺寸與區域尺寸的比例就是陰影區域A與區域Rn(t)尺寸的比例。由比例計算塊212的除法器算出的每個比例通過一個多路轉換器214提供出來以把每個比例順次地施加于一個比較器216，其中每個比例與一個第二閾值TH2相比較以確定此比例是否大于TH2。如果此比例大于TH2，相應的區域就被分類為一個前景區，否則，此區域即被分類為一個背景區。比較的結果經由線L12被提供到區域存儲器108其中產生分類為前景區的區域。
盡管本發明已經針對一具體實施例加以描述，顯然對于那些熟悉本領域的技術人來說可以做出各種改變或修改而不脫離在不述權利要求中所限定的本發明的精神的范圍。
權利要求
1.一種裝置，在低比特率圖象信號編碼器用于檢測一個圖象信號中的前景區，其中圖象信號內有許多目標并且前景區中至少有一個運動目標，該裝置包含用于存儲此圖象信號的先前幀的裝置；用于存儲此圖象信號的當前幀的裝置；用于比較當前幀與先前幀以檢測變化象素的裝置，每個變化象素有一個不同的亮度值；用于檢測當前幀中的一個目標所占據的目標區域的裝置；用于計數在目標區域中包括的所有象素的數目以確定目標區域的第一尺寸的裝置；用于計數位于目標區域中的變化象素的數目以確定目標區域的第二尺寸的裝置；以及用于比較第一尺寸與第二尺寸以確定此目標區域是否是前景區的裝置。
2.權利要求1的裝置，所述比較裝置包括用于計算當前幀的每個象素的一個亮度值與先前幀的其對應的象素的亮度值之間的差的絕對值的裝置；以及用于比較此絕對值與一個預定閾值以檢測變化象素的裝置。
3.權利要求2的裝置，所述檢測裝置包括用于檢測在當前幀中的一個目標的輪廓以產生輪廓信息的裝置；以及用于在輪廓信息的基礎上確定目標區域的裝置。
4.權利要求2的裝置，其中該輪廓是用一個Sobel算子來檢測的。
全文摘要
低比特率圖象信號編碼器中檢測前景區的裝置包含存儲圖象信號的先前幀的先前幀存儲器；存儲圖象信號的當前幀的當前幀存儲器；比較當前幀和先前幀以檢測變化象素的變化檢測器；檢測當前幀中的目標之一的目標區的區域檢測器；以及前景/背景確定器，計數包含在目標區中的所有象素的數目以確定此目標區的第一尺寸；并計數位于目標區里的變化象素的數目以確定目標區的第二尺寸；以及比較第一尺寸和第二尺寸以確定此目標區是否是前景區。
文檔編號H04N5/272GK1130848SQ95119439
公開日1996年9月11日 申請日期1995年12月29日 優先權日1994年12月29日
發明者李敏燮 申請人:大宇電子株式會社