TWI452909B - 移動向量校正電路、影像產生裝置及相關方法 - Google Patents

移動向量校正電路、影像產生裝置及相關方法 Download PDF

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Description

移動向量校正電路、影像產生 裝置及相關方法
本發明有關於畫面頻率提高(Frame Rate Up-Conversion，FRC)技術，尤有關於一種適用於週期性圖案(periodic pattern)之移動向量(motion vector)校正電路及其方法。
畫面頻率提高技術係用來增加視訊源(video source)的畫面頻率，一般業界有各式各樣的應用，例如：應用於低位元的網路視訊傳輸以節省頻寬(bandwidth)、應用於將畫面頻率25Hz的視訊源轉換為更高畫面頻率以減少畫面抖動(juddering)現象、及應用於保持驅動型(hold-type)液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)以避免畫面的模糊(blurring)現象並得到更清晰的影像品質。
大部分的畫面頻率提高技術係先利用移動估計(motion estimation，ME)來計算出物體的移動向量，再進行移動補償內插(motion compensation interpolation，MCI)來內插出位於不同圖框(frame)的移動物體。大部分的動作估計技術係根據區塊比對估計(block matching estimation)演算法來計算出具有絕對誤差總和(sum of absolute difference，SAD)最小值的移動向量，然而，在許多情況下，許多移動估計演算法容易落入局部(local)SAD最小值的迷思，亦即，具有局部SAD最小值的移動向量未必是物體真正的移動向量，即使是全域(global)SAD最小值也未必是物體真正的移動向量。
週期性圖案一般存在於大樓窗戶、文字字串、條紋衣服等等影像之中，如第1圖所示週期性圖案的一個例子，週期性圖案的特性是其SAD曲線(SAD map)中通常有許多局部SAD最小值，故傳統區塊比對估計演算法即使找到全域SAD最小值的移動向量MV1，往往未必是週期性圖案真正的移動向量。實施畫面頻率提高技術主要目的是要得到更佳的影像品質，然而，錯誤的移動向量卻往往導致影像品質的惡化。為解決上述問題，因此提出本發明。
有鑑於上述問題，本發明之目的之一是提供一種移動向量校正電路，係利用一遞迴(recursive)機制，將一個正確的移動向量從週期性圖形的一個邊界傳遞到另一個邊界，不但可以提高正確度及效率，同時減少計算量，更能減少研發成本及硬體成本。
為達成上述目的，本發明移動向量校正電路，用以接收一影像之一目標區塊的暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，以產生該目標區塊的校正移動向量，包含：一選擇電路，根據該目標區塊的座標，選擇一候選移動向量；一第一檢測電路，根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為一局部最小值；一第二檢測電路，根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態；一第三檢測電路，根據該候選移動向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值；以及，一決定電路，若該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路的檢測結果均為肯定時，輸出該候選移動向量當作該校正移動向量。
本發明之另一個目的是提供一種影像產生裝置，用以接收一第一影像及一第二影像，以產生至少一內插影像，包含：一向量估計電路，根據該第一影像之一目標區塊及該第二影像之一預設搜索區，進行向量估計，產生該目標區塊之暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，其中，該第一影像及該第二影像被分成同樣數目的區塊且該目標區塊之暫時移動向量為具有最小移動估計誤差值的向量；一移動向量校正電路，接收該目標區塊的暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，以產生該目標區塊的校正移動向量，包含：一選擇電路，根據該目標區塊的座標，選擇一候選移動向量；一第一檢測電路，根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為一局部最小值；一第二檢測電路，根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態；一第三檢測電路，根據該候選移動向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值；以及，一決定電路，若該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路的檢測結果均為肯定時，輸出該候選移動向量當作該校正移動向量；以及，一移動補償內插電路，根據該第一影像之所有校正移動向量、該第一影像及該第二影像，進行影像內插處理，進而產生該至少一內插影像。
本發明之另一個目的是提供一種移動向量校正方法，用以接收一影像之一目標區塊的暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，以產生該目標區塊的校正移動向量，包含：根據該目標區塊的座標，選擇一候選移動向量；根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為一局部最小值；根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態；檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值；以及，若該些檢測結果均為肯定時，設定該校正移動向量等於該候選移動向量。
本發明之另一個目的是提供一種影像產生方法，用以接收一第一影像及一第二影像，以產生至少一內插影像，包含以下步驟：根據該第一影像之一目標區塊及該第二影像之一預設搜索區，進行向量估計，產生該目標區塊之暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，其中，該第一影像及該第二影像被分成同樣數目的區塊且該目標區塊之暫時移動向量為具有最小移動估計誤差值的向量；根據該目標區塊的座標，選擇一候選移動向量；根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為一局部最小值；根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，以檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態；檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值；若該些檢測結果均為肯定時，設定該目標區塊的校正移動向量等於該候選移動向量；以及，根據該第一影像之所有校正移動向量、該第一影像及該第二影像，進行影像內插處理，進而產生該至少一內插影像。
茲配合下列圖示、實施例之詳細說明及申請專利範圍，將上述及本發明之其他目的與優點詳述於後。
以下之說明將舉出本發明之數個較佳的示範實施例，例如：各種電子電路、元件以及相關方法。熟悉本領域者應可理解，本發明可採用各種可能的方式實施，並不限於下列示範之實施例或實施例中的特徵。另外，眾所知悉之細節不再重覆顯示或贅述，以避免模糊本發明之重點。
本發明的特色是將一個非週期性區塊的正確移動向量，透過遞迴(recursive)方式，傳遞到一個週期性圖案的所有週期性區塊，不但準確度高，還能大幅減少計算量。本發明影像產生裝置的輸入影像可以是一圖框(frame)或一圖場(field)，以下實施例均以圖框為例作說明。
第2圖顯示本發明影像產生裝置之一實施例的架構方塊圖。參考第2圖，本發明影像產生裝置200包含：一向量估計(vector estimation)電路210、一移動向量校正電路300及一移動補償內插電路220。向量估計電路210接收一目前圖框F1及一先前圖框F0後，先將該目前圖框F1及先前圖框F0分為同樣數目的區塊，再比較一目標區塊Bi 與先前圖框F0之一預設搜尋區域，計算出多個移動估計誤差值，並比較該些移動估計誤差值，以得到該目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值。其中，目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 為具有最小移動估計誤差值的移動向量。
上述的移動估計誤差值可以藉由不同的演算法估測而得，例如：絕對誤差總和(SAD)演算法、平均誤差絕對(Mean Absolute Difference，MAD)演算法、均方差(Mean Square Error，MSE)演算法等等，以下實施例中係以SAD演算法計算出的SAD值當作移動估計誤差值為例作說明。據此，向量估計電路210計算出的多個SAD值形成一SAD曲線，而該SAD曲線的大小係相對應於上述預設搜尋區域之大小。向量估計電路210將目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 及相對應的SAD曲線傳送至移動向量校正電路300，其中，目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 為具有最小SAD值的移動向量。
移動向量校正電路300接收目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 及相對應的SAD曲線後，進行移動向量校正處理，以產生該目標區塊Bi 的校正移動向量MMVi 。至於移動向量校正電路300的運作方式，容後再詳述。最後，移動補償內插電路220依序接收完目前圖框F1之所有區塊之校正移動向量MMVi 後，根據目前圖框F1及先前圖框F0進行影像內插處理，進而產生至少一內插圖框。
第3圖顯示本發明移動向量校正電路之一實施例的架構方塊圖。參考第3圖，本發明移動向量校正電路300包含：一選擇電路310、一局部最小值檢測電路320、一正弦波檢測電路330、一臨界值檢測電路340、一決定電路350以及一緩衝器360。選擇電路310接收目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 後，傳送目標區塊Bi 之座標至緩衝器360以取得預設至少一鄰近區塊之校正移動向量MMV後，再選擇該些校正移動向量及全域移動向量GMV之至少其中之一當作候選移動向量CMV以傳送至局部最小值檢測電路320、正弦波檢測電路330及臨界值檢測電路340，以進行週期性圖案檢測(periodic pattern detecting)。
在此僅例示而非限定，第4A圖顯示目前圖框之移動向量校正順序的一個例子。參考第4A圖，當目標區塊為B5 (亦即i=5，為深灰色區塊)且本發明移動向量校正電路300的校正順序如箭頭所示，從圖框的上方到下方、從左邊到右邊，表示移動向量校正電路300在對目標區塊B5 的移動向量進行校正之前，鄰近區塊B1 、B2 、B3 及B4 的 移動向量已完成校正。一實施例中，選擇電路310係選擇區塊B1 、B2 、B3 及B4 的校正移動向量MMV1 、MMV2 、MMV3 及MMV4 及目前圖框F1的全域移動向量GMV當作目標區塊B5 的候選移動向量CMV。當然，另一實施例，選擇電路310也可僅選擇B4 的校正移動向量MMV4 及目前圖框F1的全域移動向量GMV當作目標區塊B5 的候選移動向量CMV，以節省硬體成本及運算時間。
以下之說明係假設選擇電路310選擇上述校正移動向量MMV1 、MMV2 、MMV3 及MMV4 及全域移動向量GMV當作目標區塊B5 的候選移動向量CMV，並且，選擇電路310首先選擇校正移動向量MMV1 當作目標區塊B5 的候選移動向量CMV並傳送至局部最小值檢測電路320、正弦波檢測電路330及臨界值檢測電路340，以進行週期性圖案檢測。
局部最小值檢測電路320接收選擇電路310輸出的目標區塊B5 的候選移動向量MMV1 以及從向量估計電路210產生之目標區塊B5 之相對應SAD曲線，並根據一預設向量d(x,y)，檢測候選移動向量MMV1 相對應的SAD值是否為一局部最小值(local minimum)，進而產生一結果訊號R1(假設被致能時為肯定，被禁能時為否定)。第5圖顯示SAD曲線的一局部最小值的一個例子。請注意，SAD曲線係為x與y的函數，為方便解釋，第5圖、第6A圖及第6B圖中的SAD曲線只顯示與x軸的關係。參考第5圖，在預設向量d(x,y)函數中，假設x=2，y=0，如果SAD(MMV1 -d)>SAD(MMV1 )且SAD(MMV1 +d)>SAD(MMV1 )，表示候選移動向量MMV1 相對應的SAD值為一局部最小值。其中，預設向量d(x,y)大小是可以調整的。
正弦波檢測電路330接收目標區塊B5 的候選移動向量MMV1 及暫時移動向量TMV5 後，根據移動向量MMV1 及TMV5 選擇至少三個取樣移動向量，來檢測相對應之SAD值是否呈現一正弦波形態，進而產生一結果訊號R2(假設被致能時為肯定，被禁能時為否定)。第6A圖顯示SAD曲線為一正弦波形態的一個例子。一實施例中，正弦波檢測電路330選擇候選移動向量MMV1 、目標區塊B5 之暫時移動向量TMV5 ，及上述二個向量之平均移動向量AMV1 (=1/2(TMV5 +MMV1 ))，來檢測目標區塊B5 相對應之SAD曲線是否呈現一正弦波形態。參考第6A圖，如果SAD(AMV1 )＞SAD(TMV5 )+delta且SAD(AMV1 )＞SAD(MMV1 )+delta，表示SAD(TMV5 )、SAD(AMV1 )及SAD(MMV1 )依序呈現低-高-低的狀態，即一正弦波的週期形態。其中，delta為一預設差值且是可以調整的，用以確保正弦波的波峰與波谷間有一定的差距。上述第6A圖的例子中，正弦波檢測電路330係取樣三個移動向量來確認SAD曲線是否呈現一正弦波形態，在實際應用時，取樣三個移動向量已足以確認大部分SAD曲線是否呈現一正弦波形態。然而，有一種例外狀況如第6B圖所示，雖然SAD(MMV1 )及SAD(TMV5 )同樣位於波谷，但卻相隔偶數個正弦波的距離，使得SAD(AMV1 )位於波谷，而造成正弦波檢測電路330的誤判。為避免上述的情況發生，正弦波檢測電路330可以多取樣幾個移動向量，以第6B圖的例子而言，正弦波檢測電路330若多取樣二個移動向量(AMV2 及AMV3 )就能確認SAD曲線是一正弦波形態。其中，AMV2 為移動向量AMV1 及MMV1 之平均移動向量，亦即AMV2 =1/2(AMV1 +MMV1 )；同樣地，AMV3 為移動向量AMV1 及TMV5 之平均移動向量，亦即AMV3 =1/2(AMV1 +TMV5 )。至於正弦波檢測電路330中之取樣移動向量的數量，電路設計者可以依據成本與功效二方面來作考量，基本上，取樣移動向量的數量越多、正弦波形態的判斷越準確，但硬體成本越高且處理時間越長。
臨界值檢測電路340接收選擇電路310輸出的候選移動向量MMV1 ，檢測候選移動向量MMV1 相對應之SAD值是否小於一臨界值，以產生一結果訊號R3(假設被致能時為肯定，被禁能時為否定)。而根據第4A圖實施例，由於選擇電路310共有5個候選移動向量(MMV1 、MMV2 、MMV3 、MMV4 及GMV)，決定電路350內設有一計數值N(圖未示)，而N的初始值為5。只要決定電路350判斷一次，計數值N即遞減1。
當局部最小值檢測電路320、正弦波檢測電路330及臨界值檢測電路340的結果訊號R1、R2及R3均被致能(即檢測結果均為肯定)時，表示MMV1 通過週期性圖案檢測，決定電路350隨即將候選移動向量MMV1 設定為目標區塊B5 之校正移動向量MMV5 ，並將N值重設為5，且發出控制訊號S(設為第一狀態)以通知選擇電路310選擇下一目標區塊B6 之候選移動向量。反之，若任一結果訊號R1、 R2及R3被禁能時(表示至少一檢測結果為否定)，表示候選移動向量MMV1 沒有通過週期性圖案檢測，並將N值減1。N不等於0的情況下，決定電路350隨即發出控制訊號S(設為第二狀態)給選擇電路310，而根據第4A圖實施例，選擇電路310在收到設為第二狀態的控制訊號S後，即選擇下一個校正移動向量MMV2 當作目標區塊B5 的候選移動向量CMV，再傳送給局部最小值檢測電路320、正弦波檢測電路330及臨界值檢測電路340，以進行下一回合的週期性圖案檢測，直到MMV1 、MMV2 、MMV3 、MMV4 及GMV之其一通過週期性圖案檢測為止。就第4A圖實施例而言，最糟的情況是，上述五個候選移動向量都無法通過週期性圖案檢測，此時N=0，決定電路350只好將目標區塊B5 之校正移動向量MMV5 設定等於目標區塊B5 之暫時移動向量TMV5 。最後，決定電路350將產生的校正移動向量依序暫存於緩衝區360。須注意的是，根據不同的電路設計及需求，該緩衝區360有可能被整合至後級的移動補償內插電路220。因此，對本發明移動向量校正電路300而言，緩衝區360並非必須元件，因此在第3圖中以虛線表示。
第7圖顯示具有週期性圖案的物體的一個例子。參考第7圖，因為物體邊界並非週期性(如區塊N1 、N2 )，故傳統區塊比對估計演算法很容易找出物體邊界的正確移動向量。假設移動向量校正順序如同第4A圖所示，即從上到下、從左到右，本發明有鑒於鄰近區塊的移動向量相近，將鄰近的非週期性區塊N1 的正確移動向量當作週期 性區塊P1 的參考移動向量或候選移動向量，來進行上述之週期性圖案檢測，一旦候選移動向量通過上述之週期性圖案檢測，表示非週期性區塊N1 的移動向量實質上等於週期性區塊P的移動向量。因此，本發明進行移動向量校正的過程，如第7圖的最下面一個圖的箭號所示，有如將非週期性區塊N1 的正確移動向量從區塊N1 傳遞給週期性區塊P1 、再傳遞給週期性區塊P2 、再傳遞給週期性區塊P3 、再傳遞給週期性區塊P4 為止，之後，由於物體邊界區塊N2 也是非週期性，所以本身移動向量就是正確的，故停止了移動向量之傳遞。本發明藉由此種遞迴方式，將一個正確的移動向量從一個物體或圖形邊界傳遞到另一個物體或圖形邊界，不但可以減少計算量，同時提高正確度及效率，更能減少研發成本及硬體成本。
第8圖顯示具有週期性圖案的物體的另一個例子。有一個特殊的情況是週期性圖案位於圖框的邊界，如第8圖所示的週期性區塊P5 ，由於是進行移動向量校正程序的第一個區塊，沒有非週期性區塊的移動向量可供參考，此時，本發明另提供一全域移動向量GMV當作週期性區塊P5 的參考移動向量或候選移動向量，來進行上述之週期性圖案檢測，一旦全域移動向量GMV通過上述之週期性圖案檢測，表示週期性區塊P5 的移動向量實質上等於全域移動向量GMV。其中，全域移動向量GMV係相關於目前圖框的旋轉(rotation)、拉近(zoom-in)、拉遠(zoom-out)或遙攝(panning)的程度。在實際應用時，在成本考量下，可以擷取先前圖框之遙攝向量的統計資料當作目前圖框之全域移動向量GMV。舉例而言，假設先前圖框中有8%區塊的移動向量是”3”且另有53%區塊的移動向量是”10”，因為移動向量”10”的比例最大且其百分比大於一臨界值(假設為20%)，因此目前圖框之全域移動向量GMV可以設為”10”。
第9圖為本發明一實施例之影像產生方法之流程圖。依據本發明一實施例之影像產生方法，用以接收一目前圖框F1及一先前圖框F0，以產生至少一內插圖框。以下同時參考第2圖及第9圖，說明本方法之各步驟。
步驟S902：進行向量估計。根據目前圖框F1之一目標區塊Bi 與先前圖框F0之一預設搜索區，來進行向量估計，進而產生該目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 及與該目標區塊Bi 相對應的SAD曲線。其中，該目前圖框及該先前圖框被分成同樣數目的區塊且目標區塊Bi 之暫時移動向量TMVi 為具有最小SAD值的移動向量。
步驟S904：根據該目標區塊Bi 的座標，選擇一候選移動向量CMV。在本實施例中，假設移動向量校正順序係從圖框的上方到下方、從左邊到右邊，同時，選擇電路310只選擇目標區塊Bi 的左邊區塊之校正移動向量作為目標區塊Bi 的候選移動向量CMV。
步驟S906：根據該候選移動向量CMV、該SAD曲線及一預設向量d(x,y)，檢測該候選移動向量CMV相對應之SAD值是否為一局部最小值。
步驟S908：根據該候選移動向量CMV及該暫時移動向量TMVi ，選擇至少三個取樣移動向量，以檢測該些取樣移動向量相對應之SAD值是否呈現一正弦波形態。
步驟S910：檢測該候選移動向量CMV相對應之SAD值是否小於一臨界值。
步驟S912：判斷步驟S906、S908、S910的三個檢測結果是否均為肯定。若是，表示候選移動向量CMV通過週期性圖案檢測，跳到步驟S916。若步驟S906、S908、S910的任一檢測結果為否定，表示候選移動向量CMV未通過週期性圖案檢測，則跳到步驟S914。
步驟S914：設定該目標區塊Bi 的校正移動向量MMVi 等於該暫時候選移動向量TMVi 。
步驟S916：設定該目標區塊Bi 的校正移動向量MMVi 等於候選移動向量CMV。
步驟S918：檢測目前圖框F1之所有區塊的移動向量是否已校正完畢。若是，跳到步驟S920，否則，回到步驟S902。
步驟S920：根據目前圖框F1之所有校正移動向量、該目前圖框F1及該先前圖框F0，進行影像內插處理，進而產生該至少一內插圖框。
第10圖為本發明一實施例之移動向量校正方法之流程圖。依據本發明一實施例之移動向量校正方法，用以接收一目前圖框F1之一目標區塊Bi 的暫時移動向量TMVi 及相對應的SAD曲線，以產生該目標區塊Bi 的校正移動向量MMVi 。以下同時參考第3圖及第10圖，說明本方法之各步驟。
步驟S102：根據該目標區塊Bi 的座標，選擇一候選移動向量CMV。在本實施例中，依序選擇目標區塊Bi 鄰近的四個區塊(如第4A 圖所示)之校正移動向量及全域移動向量GMV作為目標區塊Bi 的候選移動向量CMV。
步驟S104：根據該候選移動向量CMV、該SAD曲線及一預設向量，檢測該候選移動向量CMV相對應之SAD值是否為一局部最小值。
步驟S106：根據該候選移動向量CMV及該暫時移動向量TMVi ，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之SAD值是否呈現一正弦波形態。
步驟S108：檢測該候選移動向量CMV相對應之SAD值是否小於一臨界值。
步驟S110：決定步驟S104、S106、S108的三個檢測結果是否均為肯定。若是，表示候選移動向量CMV通過週期性圖案檢測，跳到步驟S112。若步驟S104、S106、S108的任一檢測結果為否定，表示候選移動向量CMV未通過週期性圖案檢測，則跳到步驟S118。
步驟S112：若上述檢測結果均為肯定時，設定該目標區塊Bi 的校正移動向量MMVi 等於候選移動向量CMV。
步驟S114：設定N=5。將計數值N重置為5。計數值N為5，表示選擇電路310依序選擇下一目標區塊Bi+1 鄰近的四個區塊(如第4A圖所示)之校正移動向量及全域移動向量GMV作為下一目標區塊Bi+1 的候選移動向量CMV。
步驟S116：發出一個具第一狀態之控制訊號S，並回到步驟 S102。
步驟S118：N=N-1。將計數值N遞減1，表示目前候選移動向量CMV未通過週期性圖案檢測。
步驟S120：判斷計數值N是否等於0。若是，表示目標區塊Bi 鄰近的四個區塊(如第4A圖所示)之校正移動向量及全域移動向量GMV皆未通過週期性圖案檢測，跳到步驟S122，否則，跳到步驟S124。
步驟S122：設定該目標區塊Bi 的校正移動向量MMVi 等於暫時移動向量TMVi 。接著，跳到步驟S114。
步驟S124：發出一個具第二狀態之控制訊號S，並回到步驟S102。
以上，第2圖的向量估計電路210及第9圖的步驟S902均以向前搜索法(forward search)為例，向前搜索法是以區塊比對的方式(Block Matching Estimation)在先前圖框F0搜索，方法如下：將目前圖框F1分成數個區塊，同時指定其中之一為目標區塊，然後在先前圖框F0中，找尋該目標區塊所對應的位置，使其具有最小SAD值的移動向量，稱為暫時移動向量。請注意，本發明並不限定向量估計電路210的形式，只要能得出目前圖框與先前圖框的向量區塊即可(如第4B圖)，目前向量估計電路所實施的已知搜索法包含向前搜索法、向後搜索法、雙向搜索法(bi-direction search)、階層式搜索法(Hierarchical search)等，無論現存或將來發展出來之其他搜索法均適用於本發明之概念。
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，該行業者可進行各種變形或變更。
200．．．影像產生裝置
210．．．向量估計電路
220．．．移動補償內插電路
300．．．移動向量校正電路
310．．．選擇電路
320．．．局部最小值檢測電路
330．．．正弦波檢測電路
340．．．臨界值檢測電路
350．．．決定電路
360．．．緩衝器
第1圖顯示週期性圖案的一個例子。
第2圖顯示本發明影像產生裝置之一實施例的架構方塊圖。
第3圖顯示本發明移動向量校正電路之一實施例的架構方塊圖。
第4A圖顯示目前圖框之移動向量校正順序的一個例子。
第4B圖顯示向量估計電路根據目前圖框及先前圖框以得到移動向量的一個例子。
第5圖顯示SAD曲線的一局部最小值的一個例子。
第6A圖顯示SAD曲線為一正弦波形態的一個例子。
第6B圖顯示SAD曲線為一正弦波形態的另一個例子。
第7圖顯示具有週期性圖案的物體的一個例子。
第8圖顯示具有週期性圖案的物體的另一個例子。
第9圖為本發明一實施例之影像產生方法之流程圖。
第10圖為本發明一實施例之移動向量校正方法之流程圖。
300．．．移動向量校正電路
310．．．選擇電路
320．．．局部最小值檢測電路
330．．．正弦波檢測電路
340．．．臨界值檢測電路
350．．．決定電路
360．．．緩衝器

Claims (27)

  1. 一種移動向量校正電路，用以接收一影像之一目標區塊的暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，以產生該目標區塊的校正移動向量，包含：一選擇電路，根據該目標區塊的座標，從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量及該影像之全域移動向量中，選擇一候選移動向量；一第一檢測電路，根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為該些移動估計誤差值中之一局部最小值；一第二檢測電路，根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態；一第三檢測電路，根據該候選移動向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值；以及一決定電路，若該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路的檢測結果均為肯定時，輸出該候選移動向量當作該校正移動向量。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之移動向量校正電路，其中該選擇電路係從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量以及該影像之全域移動向量中，選擇複數個移動向量依序當作該候選移動向量。
  3. 如申請專利範圍第2項所記載之移動向量校正電路，其中當該些依序被當作該候選移動向量之移動向量均無法通過該第一 檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路的檢測時，該決定電路輸出該暫時移動向量當作該校正移動向量。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之移動向量校正電路，其中，當該候選移動向量無法通過該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路之其一電路的檢測時，該決定電路輸出該暫時移動向量當作該校正移動向量。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之移動向量校正電路，其中該影像為一圖場或一圖框。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之移動向量校正電路，其中該些移動估計誤差值為絕對誤差總和(SAD)值、平均誤差絕對(MAD)值及均方差(MSE)值之其中之一。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之移動向量校正電路，更包含：一緩衝器，耦接至該決定電路，用以暫存該影像之該些校正移動向量。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之移動向量校正電路，其中該選擇電路耦接至該緩衝器，用以根據該目標區塊的座標，從該緩衝器中取得該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量。
  9. 一種影像產生裝置，用以接收一第一影像及一第二影像，以產生至少一內插影像，包含：一向量估計電路，根據該第一影像之一目標區塊及該第二影像之一預設搜索區，進行向量估計，產生該目標區塊之暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，其中，該第一影像及該第二影像被分成同樣數目的區 塊且該目標區塊之暫時移動向量為具有最小移動估計誤差值的移動向量；一移動向量校正電路，接收該目標區塊的暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，以產生該目標區塊的校正移動向量，包含：一選擇電路，根據該目標區塊的座標，從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量及該影像之全域移動向量中，選擇一候選移動向量；一第一檢測電路，根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為該些移動估計誤差值中之一局部最小值；一第二檢測電路，根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態；一第三檢測電路，根據該候選移動向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值；以及一決定電路，若該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路的檢測結果均為肯定時，輸出該候選移動向量當作該校正移動向量；以及 一移動補償內插電路，根據該第一影像之所有校正移動向量、該第一影像及該第二影像，進行影像內插處理，進而產生該至少一內插影像。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之影像產生裝置，其中該選擇電路係從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量以及該第一影像之全域移動向量中，選擇複數個移動向量依序當作該候選移動向量，以及其中當該些依序被當作該候選移動向量之移動向量均無法通過該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路的檢測時，該決定電路輸出該暫時移動向量當作該校正移動向量。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載之影像產生裝置，其中當該候選移動向量無法通過該第一檢測電路、該第二檢測電路及該第三檢測電路之其一電路的檢測時，該決定電路輸出該暫時移動向量當作該校正移動向量。
  12. 如申請專利範圍第9項所記載之影像產生裝置，其中該第一影像及該第二影像為一圖場或一圖框。
  13. 如申請專利範圍第9項所記載之影像產生裝置，其中該些移動估計誤差值為絕對誤差總和(SAD)值、平均誤差絕對(MAD)值及均方差(MSE)值之其中之一。
  14. 如申請專利範圍第9項所記載之影像產生裝置，更包含：一緩衝器，耦接在該決定電路及該移動補償內插電路之間，用以暫存該第一影像之該些校正移動向量。
  15. 如申請專利範圍第14項所記載之影像產生裝置，其中該選擇電路耦接至該緩衝器，用以根據該目標區塊的座標，從該緩衝 器中取得該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量。
  16. 一種移動向量校正方法，用以接收一影像之一目標區塊的暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，以產生該目標區塊的校正移動向量，包含：根據該目標區塊的座標，從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量及該影像之全域移動向量中，選擇一候選移動向量；根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為該些移動估計誤差值中之一局部最小值，以產生一第一檢測結果；根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態，以產生一第二檢測結果；檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值，以產生一第三檢測結果；以及若該第一檢測結果、該第二檢測結果及該第三檢測結果均為肯定時，設定該校正移動向量等於該候選移動向量。
  17. 如申請專利範圍第16項所記載之移動向量校正方法，其中該選擇步驟更包含：從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量及該影像之全域移動向量中，選擇複數個移動向量依序當作該候選移動向量。
  18. 如申請專利範圍第17項所記載之移動向量校正方法，其中該設定步驟更包含：當該第一檢測結果、該第二檢測結果及該第三檢測結果顯示該些依序被當作該候選移動向量之移動向量均無法通過該些檢測時，設定該校正移動向量等於該暫時移動向量。
  19. 如申請專利範圍第16項所記載之移動向量校正方法，更包含：若該第一檢測結果、該第二檢測結果及該第三檢測結果之任一為否定時，設定該校正移動向量等於該暫時移動向量。
  20. 如申請專利範圍第16項所記載之移動向量校正方法，其中該影像為一圖場或一圖框。
  21. 如申請專利範圍第16項所記載之移動向量校正方法，其中該些移動估計誤差值為絕對誤差總和(SAD)值、平均誤差絕對(MAD)值及均方差(MSE)值之其中之一。
  22. 一種影像產生方法，用以接收一第一影像及一第二影像，以產生至少一內插影像，包含以下步驟：根據該第一影像之一目標區塊及該第二影像之一預設搜索區，進行向量估計，產生該目標區塊之暫時移動向量及與該目標區塊相對應的多個移動估計誤差值，其中，該第一影像及該第二影像被分成同樣數目的區塊且該目標區塊之暫時移動向量為具有最小移動估計誤差值的移動向量；根據該目標區塊的座標，從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量及該影像之全域移動向量中，選擇一候選移動向量；根據該候選移動向量、該些移動估計誤差值及一預設向量，檢 測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否為該些移動估計誤差值中之一局部最小值，以產生一第一檢測結果；根據該候選移動向量及該暫時移動向量，選擇至少三個取樣移動向量，以檢測該些取樣移動向量相對應之移動估計誤差值是否呈現一正弦波形態，並產生一第二檢測結果；檢測該候選移動向量相對應之移動估計誤差值是否小於一臨界值，以產生一第三檢測結果；若該第一檢測結果、該第二檢測結果及該第三檢測結果均為肯定時，設定該目標區塊的校正移動向量等於該候選移動向量；以及根據該第一影像之所有校正移動向量、該第一影像及該第二影像，進行影像內插處理，進而產生該至少一內插影像。
  23. 如申請專利範圍第22項所記載之影像產生方法，其中該選擇步驟更包含：根據一預設順序，從該目標區塊之至少一鄰近區塊的至少一校正移動向量及該第一影像之全域移動向量中，選擇複數個移動向量依序當作該候選移動向量。
  24. 如申請專利範圍第23項所記載之影像產生方法，其中該設定步驟更包含：當該第一檢測結果、該第二檢測結果及該第三檢測結果顯示該些依序被當作該候選移動向量之移動向量均無法通過該些檢測時，設定該校正移動向量等於該暫時移動向量。
  25. 如申請專利範圍第22項所記載之影像產生方法，更包含： 若該第一檢測結果、該第二檢測結果及該第三檢測結果之任一為否定時，設定該校正移動向量等於該暫時移動向量。
  26. 如申請專利範圍第22項所記載之影像產生方法，其中該第一影像及該第二影像為一圖場或一圖框。
  27. 如申請專利範圍第22項所記載之影像產生方法，其中該些移動估計誤差值為絕對誤差總和(SAD)值、平均誤差絕對(MAD)值及均方差(MSE)值之其中之一。
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