數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法
2023-08-11 12:36:06 1
專利名稱：數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法
技術領域：
本發明屬於電視機集成電路技術領域，更明確地說涉及數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法的設計。
背景技術：
對於視頻圖像的去隔行處理、3D數字遞歸降噪和幀頻變換處理需要根據圖像的運動信息對場間圖像數據和行間圖像數據進行預測和處理。這就需要高精度的運動檢測技術，以便於檢測出精確的運動矢量等運動信息。從而有效地克服3D數字降噪、去隔行、幀頻變換等處理過程中對運動圖像的錯誤處理，消除由此造成的鋸齒、模糊等不良效果。
傳統的電視圖像運動檢測及運動矢量產生電路較複雜，而且處理後的圖像質量也較差。
發明內容
本發明的目的，就在於克服上述缺點和不足，提供一種數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法。它電路較簡單，可以方便而又準確地檢測出圖像的運動，能為3D數字降噪、去隔行、幀頻變換等處理提供精確的運動矢量，從而有效地消除處理後圖像效果的劣化，大大提高圖像的質量。
為了達到上述目的，本發明包括以下步驟1)構建電路，至少包括可輸入視頻數據的MAD運算電路和SDRAM、與MAD運算電路和threshold值配置電路連接的或運算電路，SDRAM分別與MAD運算電路和或運算電路連接；2)由外部MCU通過IIC設置運動閾值threshold，對電路的參數進行配置；3)將t-2時間場的像素塊3×3數據存入SDRAM；4)將t時間當前場視頻數據輸入MAD運算電路，將當前場的像素塊3×3與從SDRAM中讀取的前前場的像素塊進行比較並求和，得到對應當前像素的差值和，當前場視頻數據在輸入本電路進行運動檢測的同時輸入SDRAM存儲，以備與下下場的數據進行比較得到下下場像素的運動矢量；
5)步驟4)在y和uv通道上同時進行，然後將在y和uv通道上得到的差值和相加，得到當前像素對應塊的總的差值和MAD；6)將步驟5)得到的MAD與步驟2)設置的threshold進行比較，從而確定當前點是否運動；7)將步驟6)得到的運動信息與從SDRAM中讀取的前一場對應像素的運動信息相或，求併集，得到當前像素的運動矢量；8)輸出運動矢量給3D降噪、去隔行、幀頻變換模塊進行運動補償或運動自適應的處理，同時將運動矢量存儲到SDRAM中，以便步驟7)中的運動信息的或運算。
本發明的運動檢測是基於像素的，即可以得到每一個像素的運動矢量，並且利用SDRAM進行視頻數據的存取。在設計中採用比較相同類型場的3×3的像素塊得到運動信息，即奇數場與奇數場進行比較，偶數場與偶數場進行比較。在時間方向上的視頻流如t-1、t-2、t-3時間場的圖像數據都需要存儲在SDRAM中。像素塊通過電路來確定。
具體實現是分別在y和uv通道上進行相同類型場的像素塊(3×3)的比較，計算出相應的MADy和MADuv。公式分別為MADy(i,j;t)=p=j-1j+1k=i-1i+1|y(p,k;t)-y(p,k;t-2)|]]>MADuv(i,j;t)=p=j-1j+1k=i-1i+1|uv(p,k;t)-uv(p,k;t-2)|]]>然後將y和uv通道上的MADy和MADuv相加得到當前像素的總MAD即 MAD(i，j；t)＝MADy(i，j；t)+MADuv(i，j；t)根據當前像素的總的MAD與預先設置的運動閾值(threshold)的比較結果，可以判斷當前像素是否運動，得到運動信息Motion(i，j；t)。如果MAD(i，j；t)＞threshold，則認為當前像素為運動像素；否則即認為當前像素為靜止。
Motion(i，j；t)＝(MAD(i，j；t)＞threshold)其中，threshold可以由外部MCU通過IIC進行設置。
另外，由於同類型場直接進行求塊的像素差會因為時間點的不同而造成運動檢測不準，因此，除了t時間場和t-2時間場進行比較求像素差外，還需要利用t-1時間場和t-3時間場的比較結果，然後求兩個的或(併集)。也就是說，當前像素的運動矢量應當通過如下公式得到
Vector-motion(i，j；t)＝Motion(i，j；t)‖Motion(i，j；t-1)為了將當前場像素的運動信息與前一場的運動信息進行比較，需要SDRAM對運動信息進行存取。
本發明的電路十分簡潔，可以方便而又準確地檢測出圖像的運動，為3D數字降噪、去隔行、幀頻變換等處理提供精確的運動矢量，從而有效地消除了處理後圖像效果的劣化，大大提高了圖像質量。它可廣泛應用於PDP、LCD等數位電視顯示器件的圖像處理中。
圖1為本發明運動檢測與其相關的處理模塊的結構示意圖。
圖2為定義3×3的像素塊的電路結構圖。
圖3為時間軸上的視頻數據流示意圖。
圖4為運動檢測的電路結構方框圖。
具體實施例方式
實施例1。一種數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法。它包括以下步驟1)構建電路，至少包括可輸入視頻數據的MAD運算電路和SDRAM、與MAD運算電路和threshold值配置電路連接的或運算電路，SDRAM分別與MAD運算電路和或運算電路連接，如圖4所示；2)由外部MCU通過IIC設置運動閾值threshold，對電路的參數進行配置；3)將t-2時間場的像素塊3×3數據存入SDRAM；4)將t時間當前場視頻數據輸入MAD運算電路，將當前場的像素塊3×3與從SDRAM中讀取的前前場的像素塊進行比較並求和，得到對應當前像素的差值和，當前場視頻數據在輸入本電路進行運動檢測的同時輸入SDRAM存儲，以備與下下場的數據進行比較得到下下場像素的運動矢量；5)步驟4)在y和uv通道上同時進行，然後將在y和uv通道上得到的差值和相加，得到當前像素對應塊的總的差值和MAD；6)將步驟5)得到的MAD與步驟2)設置的threshold進行比較，從而確定當前點是否運動；7)將步驟6)得到的運動信息與從SDRAM中讀取的前一場對應像素的運動信息相或，求併集，得到當前像素的運動矢量；8)輸出運動矢量給3D降噪、去隔行、幀頻變換模塊進行運動補償或運動自適應的處理，同時將運動矢量存儲到SDRAM中，以便步驟7)中的運動信息的或運算。
圖1所示，本發明運動檢測後輸出運動矢量給3D降噪、去隔行、幀頻變換模塊進行運動補償或運動自適應的處理，同時將運動矢量存儲到SDRAM中。
在時間方向上的視頻流則如圖3所示，其中所示的t-1、t-2、t-3時間場的圖像數據都需要存儲在SDRAM中。像素塊則通過如圖2的電路來確定。
實施例1提供了一種數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法。它電路較簡單，可以方便而又準確地檢測出圖像的運動，能為3D數字降噪、去隔行、幀頻變換等處理提供精確的運動矢量，從而有效地消除處理後圖像效果的劣化，大大提高圖像的質量。它可廣泛應用於PDP、LCD等數位電視顯示器件的圖像處理中。
權利要求
1.一種數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法，其特徵在於它包括以下步驟1)構建電路，至少包括可輸入視頻數據的MAD運算電路和SDRAM、與MAD運算電路和threshold值配置電路連接的或運算電路，SDRAM分別與MAD運算電路和或運算電路連接；2)由外部MCU通過IIC設置運動閾值threshold，對電路的參數進行配置；3)將t-2時間場的像素塊3×3數據存入SDRAM；4)將t時間當前場視頻數據輸入MAD運算電路，將當前場的像素塊3×3與從SDRAM中讀取的前前場的像素塊進行比較並求和，得到對應當前像素的差值和，當前場視頻數據在輸入本電路進行運動檢測的同時輸入SDRAM存儲，以備與下下場的數據進行比較得到下下場像素的運動矢量；5)步驟4)在y和uv通道上同時進行，然後將在y和uv通道上得到的差值和相加，得到當前像素對應塊的總的差值和MAD；6)將步驟5)得到的MAD與步驟2)設置的threshold進行比較，從而確定當前點是否運動；7)將步驟6)得到的運動信息與從SDRAM中讀取的前一場對應像素的運動信息相或，求併集，得到當前像素的運動矢量；8)輸出運動矢量給3D降噪、去隔行、幀頻變換模塊進行運動補償或運動自適應的處理，同時將運動矢量存儲到SDRAM中，以便步驟7)中的運動信息的或運算。
全文摘要
一種數位電視中圖像運動自動檢測及運動矢量自動產生的方法。包括構建MAD運算、SDRAM和與運動閾值配置連接的或運算等電路；由外部MCU經IIC設置運動閾值；將t－2時間場像素塊和當前場視頻數據存入SDRAM；將當前場與前前場像素塊比較求和得當前像素差值和；上步驟在y和uv通道上同時進行，將其差值和相加得當前像素MAD；將MAD與運動閾值比較確定當前點是否運動；將運動信息與前一場運動信息相或求併集得當前像素運動矢量；輸出矢量給3D降噪、去隔行、幀頻變換模塊進行運動補償或運動自適應處理等步驟。它電路簡單，能準確檢測圖像運動並產生矢量，提高圖像質量。可廣泛應用於PDP、LCD等數位電視中。
文檔編號H04N5/44GK1633160SQ20041007575
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月24日 優先權日2004年12月24日
發明者丁勇, 戰嘉瑾, 劉志恆, 陳永強, 何雲鵬, 繆建兵 申請人:海信集團有限公司