TWI429277B - 動態適應性解交錯裝置及方法 - Google Patents

Description

動態適應性解交錯裝置及方法

本發明是有關於一種動態適應性解交錯裝置及方法，且特別是有關於一種可提升整體圖像品質之動態適應性解交錯裝置及方法。

傳統的動態(motion)適應性解交錯裝置會偵測物體的動態以依一固定混合比例α控制空間及時間上交錯像素的混和而得到混合動態。然而，對於快速重覆運動的像素區塊而言，可能因為固定的畫面更新率(例如為60Hz或120Hz)不足以展現快速運動的物體而導致動態偵測失敗。亦即，移動中的物體會因為不足的畫面更新率被視為靜止的物體而產生偽靜止(pseudo still)現象，並且導致移動中物體附近會產生一些梳形(combing)現象。

傳統動態適應性解交錯裝置的固定混合比例α會被設得較高以避免在偏快速運動畫面中會有偽靜止現象的產生，但卻會使得在偏靜止畫面中的小部分運動物或雜訊擾動區域產生動態遲滯(motion hysteresis)的問題，降低了畫面的顯示品質。

本發明係有關於一種動態適應性解交錯裝置及方法，藉由分析圖像特徵並據以調整一適配因子，故可以提升整體圖像品質。

根據本發明之第一方面，提出一種動態適應性解交錯裝置，包括一動態偵測單元、一適配單元以及一動態遞歸單元。動態偵測單元用以計算一圖像區塊之多個像素的多個當前動態。適配單元用以分析圖像區塊的至少一圖像特徵並據以調整決定一適配因子。動態遞歸單元用以依據調整後的適配因子將此些當前動態與對應此些像素的多個先前動態分別進行混和而得到多個混合動態。

根據本發明之第二方面，提出一種動態適應性解交錯方法，包括下列步驟。計算一圖像區塊之多個像素的多個當前動態。分析圖像區塊的至少一圖像特徵並據以調整決定一適配因子。依據調整後的適配因子將此些當前動態與對應此些像素的多個先前動態分別進行混和而得到多個混合動態。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明提出一種動態(motion)適應性解交錯裝置及方法，藉由分析圖像特徵並據以調整一適配因子(adaptive factor)，故可以根據調整後的適配因子對圖像進行動態適應性解交錯，而得以提升整體圖像品質。

本發明提出一種動態適應性解交錯裝置，包括一動態偵測單元、一適配單元以及一動態遞歸單元。動態偵測單元用以計算一圖像區塊之多個像素的多個當前動態。適配單元用以分析圖像區塊的至少一圖像特徵並據以調整決定一適配因子。動態遞歸單元用以依據調整後的適配因子將此些當前動態與對應此些像素的多個先前動態分別進行混和而得到多個混合動態。

請參照第1圖，其繪示依照本發明較佳實施例之動態適應性解交錯裝置之方塊圖。動態適應性解交錯裝置100包括一低通濾波器110、一動態偵測(motion detection)單元120、一適配單元(adaptation unit)130、一動態記憶(motion memory)單元140、一動態遞歸(motion recursion)單元150以及一動態查閱表(motion LUT)單元160。低通濾波器110用以低通濾波所輸入的像素資料以移除掉可能的雜訊，低通過濾後的像素資料Data會送至動態偵測單元120及適配單元130。

動態偵測單元120會計算一圖像區塊之多個像素的多個當前動態m_curr，其中此圖像區塊例如為一圖像圖框(image frame)或一圖像場(image field)，端視需求而定。其中，動態可由像素在相鄰兩圖框或場的差值求得。同時，適配單元130會依據低通濾波器110所傳送的像素資料Data或動態偵測單元120計算得到的當前動態m_curr來分析圖像區塊的至少一圖像特徵，並根據分析的結果來調整決定一適配因子α。其中，圖像特徵例如為場景(scene)的變換、整體平均動態、邊緣特徵或黑白畫面交替等，並不限制。

動態記憶單元140用以儲存對應圖像區塊之多個像素的多個先前動態m_prev。動態遞歸單元150依據經適配單元130調整後的適配因子α，將多個當前動態m_curr與對應的多個先前動態m_prev分別進行混和(blend)而得到多個混合動態(blending motion)bm。其中，當前動態m_curr及對應的先前動態m_prev的混和可依下述公式(1)進行。

bm=m_curr×(1_α)+m_prev×α　(1)

之後，動態查閱表單元160會依據一動態查閱表將多個混合動態bm輸出成為多個調整後混合動態。

接下來茲舉圖像特徵包括場景變換、動態、邊緣及黑白畫面交替為例做說明，然不限於此。請參照第2圖，其繪示依照本發明較佳實施例之適配單元之一例之方塊圖。適配單元130包括一場景變換偵測器132、一交替偵測器134、一邊緣計算器135、一動態計算器138以及一適配器(adapter)139。場景變換偵測器132接收像素資料Data並偵測像素的當前像素資料與先前像素資料的差異以決定一場景變換指標(index)。亦即，場景變換偵測器132會依據場景切換與否決定場景變換指標的大小。例如當場景切換(例如由黑暗的場景跳到明亮的場景)時，場景變換偵測器132會設定場景變換指標為低指標值。反之，場景變換偵測器132會設定場景變換指標為高指標值。其中，假定基底為16，低指標值介於1~5之間，高指標值介於12~15之間，中間指標值則介於6~11之間。

交替偵測器134接收像素資料Data並依據像素資料Data決定一交替指標。交替偵測器134實質上依據輸入的像素資料Data偵測畫面是否依序為黑畫面/白畫面/黑畫面/白畫面……的順序。若是，則交替偵測器134設定交替指標為低指標值；若否，則交替偵測器134設定交替指標為高指標值。

邊緣計算器135包括一邊緣偵測器136及一邊緣累加器(accumulator)137。邊緣偵測器136接收像素資料Data並依據像素的當前像素資料偵測得到對應的多個邊緣傾向(orientation)，此些邊緣傾向例如為水平、垂直、對角(diagonal)或混亂(messy)。邊緣累加器137分別累計不同邊緣傾向的個數以決定一邊緣指標。例如當邊緣累加器137判斷具混亂邊緣傾向的個數較多時，其會設定邊緣指標為低指標值。若邊緣累加器137判斷各種邊緣傾向均少時(趨向平滑)，其會設定邊緣指標為高指標值。

動態計算器138接收同一圖像圖框或同一圖像場之多個當前動態m_curr，並累加此些當前動態或求此些當前動態的平均動態以與對應的一預定門檻值比較而決定一動態指標。若大於預定門檻值，則動態計算器138會設定動態指標為高指標值；若低於預定門檻值，則動態計算器138會設定動態指標為中間指標值或低指標值。

適配器139會依據場景變換指標、交替指標、邊緣指標及動態指標調整決定適配因子α，並輸出適配因子α至動態遞歸單元150。請參照第3圖，其繪示依照本發明較佳實施例之適配因子調整決定之一例之流程圖。於步驟S300中，場景變換偵測器132依據場景切換與否決定場景變換指標。於步驟S310中，交替偵測器134依據像素資料決定交替指標。於步驟S320中，邊緣計算器135依據多個像素的邊緣傾向決定邊緣指標。於步驟S330中，動態計算器138計算當前動態以決定動態指標。之後，於步驟S340中，適配器139選擇場景變換指標、交替指標、邊緣指標及動態指標之最小者或最大者為適配因子α。

此外，適配器139亦可依序依據場景變換指標、交替指標、邊緣指標及動態指標來調整決定適配因子α。請參照第4圖，其繪示依照本發明較佳實施例之適配因子調整決定之另一例之流程圖。於步驟S400中，適配器139依據場景變換指標判斷場景是否發生改變。若是，則適配器139於步驟S405中調整適配因子α為低指標值。若否，則於步驟S410中，適配器139依據交替指標判斷是否黑畫面/白畫面交替出現。若是，則適配器139接續步驟S405。若否，則於步驟S420中，適配器139依據邊緣指標決定畫面是否偏向複雜。若是，則適配器139接續步驟S405。若否，則於步驟S430中，適配器139依據動態指標決定畫面是否偏向大動態量。若是，則適配器139於步驟S440中調整適配因子α為高指標值；若否，則適配器139於步驟S450中調整適配因子α為中間指標值。

由於上述之適配單元130可依據像素資料Data或當前動態m_curr分析圖像區塊的至少一圖像特徵，並可根據分析的結果適應性地調整適配因子α的大小值，是故本發明之動態適應性解交錯裝置100可改善在具多數高移動物體的畫面會產生的偽靜止(pseudo still)的問題，亦可改善在具多數靜止物體的畫面之動態遲滯(motion hysteresis)的問題，故得以提升整體圖像品質。

此本，本發明亦提出一種動態適應性解交錯方法，包括下列步驟。計算一圖像區塊之多個像素的多個當前動態。分析圖像區塊的至少一圖像特徵並據以調整決定一適配因子。依據調整後的適配因子將此些當前動態與對應此些像素的多個先前動態分別進行混和而得到多個混合動態。依據此些混合動態及一動態查閱表輸出多個調整後混合動態。

上述之動態適應性解交錯方法，其原理係已詳述於動態適應性解交錯裝置100及其相關內容中，故於此不再重述。

本發明上述實施例所揭露之動態適應性解交錯裝置及方法，具有多項優點，以下僅列舉部分優點說明如下：

本案之動態適應性解交錯裝置及方法，藉由像素資料或當前動態分析圖像區塊的圖像特徵，並可根據分析的結果適應性地調整適配因子的大小值，因此可改善在具多數高移動物體的畫面會產生的偽靜止的問題，亦可改善在具多數靜止物體的畫面之動態遲滯的問題，故得以提升整體圖像品質。

綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．動態適應性解交錯裝置

110．．．低通濾波器

120．．．動態偵測單元

130．．．適配單元

132．．．場景變換偵測器

134．．．交替偵測器

135．．．邊緣計算器

136．．．邊緣偵測器

137．．．邊緣累加器

138．．．動態計算器

139．．．適配器

140．．．動態記憶單元

150．．．動態遞歸單元

160．．．動態查閱表單元

第1圖繪示依照本發明較佳實施例之動態適應性解交錯裝置之方塊圖。

第2圖繪示依照本發明較佳實施例之適配單元之一例之方塊圖。

第3圖繪示依照本發明較佳實施例之適配因子調整決定之一例之流程圖。

第4圖繪示依照本發明較佳實施例之適配因子調整決定之另一例之流程圖。

100．．．動態適應性解交錯裝置

110．．．低通濾波器

120．．．動態偵測單元

130．．．適配單元

140．．．動態記憶單元

150．．．動態遞歸單元

160．．．動態查閱表單元

Claims (13)

1. 一種動態(motion)適應性解交錯裝置，包括：一動態偵測單元，用以計算一圖像區塊之複數個像素的複數個當前動態；一適配單元，用以分析該圖像區塊的至少一圖像特徵並據以調整決定一適配因子；以及一動態遞歸單元，用以依據調整後的該適配因子將該些當前動態與對應該些像素的複數個先前動態分別進行混和而得到複數個混合動態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之動態適應性解交錯裝置，其中該圖像區塊為一圖像圖框或一圖像場。
3. 如申請專利範圍第1項所述之動態適應性解交錯裝置，其中該適配單元包括：一場景變換偵測器，用以偵測該些像素的當前像素資料與先前像素資料的差異以決定一場景變換指標；一交替偵測器，用以依據該些像素決定一交替指標；一邊緣計算器，用以依據該些像素的當前像素資料偵測得到對應該些像素的複數個邊緣傾向，並分別累計該些邊緣傾向以決定一邊緣指標；一動態計算器，用以計算該些當前動態以決定一動態指標；以及一適配器，用以依據該場景變換指標、該交替指標、該邊緣指標及該動態指標調整決定該適配因子，並輸出該適配因子至該動態遞歸單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述之動態適應性解交錯裝置，其中該適配因子被調整為該場景變換指標、該交替指標、該邊緣指標及該動態指標之最小者或最大者。
5. 如申請專利範圍第3項所述之動態適應性解交錯裝置，其中該適配器依序依據該場景變換指標、該交替指標、該邊緣指標及該動態指標調整決定該適配因子。
6. 如申請專利範圍第1項所述之動態適應性解交錯裝置，更包括：一低通濾波器，用以過濾該些像素以移除雜訊；以及一動態記憶單元，用以儲存該些先前動態。
7. 如申請專利範圍第1項所述之動態適應性解交錯裝置，更包括：一動態查閱表單元，用以依據該些混合動態及一動態查閱表輸出複數個調整後混合動態。
8. 一種動態適應性解交錯方法，包括：計算一圖像區塊之複數個像素的複數個當前動態；分析該圖像區塊的至少一圖像特徵並據以調整決定一適配因子；以及依據調整後的該適配因子將該些當前動態與對應該些像素的複數個先前動態分別進行混和而得到複數個混合動態。
9. 如申請專利範圍第8項所述之動態適應性解交錯方法，其中該圖像區塊為一圖像圖框或一圖像場。
10. 如申請專利範圍第8項所述之動態適應性解交錯方法，更包括：偵測該些像素的當前像素資料與先前像素資料的差異以決定一場景變換指標；依據該些像素決定一交替指標；依據該些像素的當前像素資料偵測得到對應該些像素的複數個邊緣傾向，並分別累計該些邊緣傾向以決定一邊緣指標；計算該些當前動態以決定一動態指標；以及依據該場景變換指標、該交替指標、該邊緣指標及該動態指標調整決定該適配因子。
11. 如申請專利範圍第10項所述之動態適應性解交錯方法，更包括：調整該適配因子為該場景變換指標、該交替指標、該邊緣指標及該動態指標之最小者或最大者。
12. 如申請專利範圍第10項所述之動態適應性解交錯方法，更包括：依序依據該場景變換指標、該交替指標、該邊緣指標及該動態指標調整決定該適配因子。
13. 如申請專利範圍第8項所述之動態適應性解交錯方法，更包括：依據該些混合動態及一動態查閱表輸出複數個調整後混合動態。