專利名稱：三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)及其尋找方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)估測(cè)(Motion Estimation)系統(tǒng)，尤其是涉及一種 通過統(tǒng)計(jì)時(shí)間域參考移動(dòng)向量 (Temporal Predict ion)來進(jìn)行三維遞歸 (3—D i men s i ona 1 R e c u r s i ve)運(yùn)動(dòng)#"觀寸的運(yùn)動(dòng)#■觀寸系纟充。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，經(jīng)由三維遞歸(3-Dimensional Recursive)運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法 可根據(jù)空間域參考移動(dòng)向量(Spa t ia 1 Pred ic t ion)及時(shí)間域參考移動(dòng)向量 (temporal Prediction)來找出目前幀畫面中多個(gè)區(qū)塊的移動(dòng)向量。請(qǐng)參考 圖1,其示出了傳統(tǒng)三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法的示意圖。在圖l中，區(qū)塊 112的時(shí)間域參考移動(dòng)向量通過參考前一個(gè)幀畫面100中對(duì)應(yīng)區(qū)塊102的左 下方與右下方的區(qū)塊104與106的移動(dòng)向量，其中對(duì)應(yīng)區(qū)塊102位于與區(qū)塊 112對(duì)應(yīng)的位置。
然而，因傳統(tǒng)時(shí)間域參考移動(dòng)向量?jī)H參考對(duì)應(yīng)區(qū)塊102的左下方與右下 方的區(qū)塊104與106的移動(dòng)向量， 一旦其發(fā)生錯(cuò)誤，欲計(jì)算的區(qū)塊112的移 動(dòng)向量很可能會(huì)因?yàn)楦鶕?jù)不正確的時(shí)間域參考移動(dòng)向量而錯(cuò)誤。
此外，欲根據(jù)上述方法來計(jì)算區(qū)塊112的移動(dòng)向量需儲(chǔ)存前一個(gè)幀畫面 100中所有區(qū)塊的移動(dòng)向量，如此，將導(dǎo)致應(yīng)用上述方法的系統(tǒng)的內(nèi)存成本 較高。這樣一來，如何找出較為精準(zhǔn)且實(shí)現(xiàn)成本較低的三維遞歸的運(yùn)動(dòng)估測(cè) 其系統(tǒng)是業(yè)界不斷致力的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
有筌于此，本發(fā)明^是出三維遞歸(3-Dimensional Recursive)運(yùn)動(dòng)估測(cè) 系統(tǒng)及其尋找方法其可有效地改善上述的問題。
根據(jù)本發(fā)明提出一種三維遞歸的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，用以計(jì)算幀畫面中目前 區(qū)塊的移動(dòng)向量。移動(dòng)量估測(cè)系統(tǒng)包括空間域、時(shí)間域參考移動(dòng)向量及運(yùn)動(dòng) 估測(cè)單元?？臻g域參考移動(dòng)向量提供單元用以選擇目前區(qū)塊周圍相鄰區(qū)塊的移動(dòng)向量來做為并輸出空間域參考移動(dòng)向量。時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元 用以選擇前一個(gè)幀畫面中對(duì)應(yīng)區(qū)域中多個(gè)區(qū)塊的多個(gè)移動(dòng)向量中最常出現(xiàn) 的移動(dòng)向量來做為并提供時(shí)間域參考移動(dòng)向量。對(duì)應(yīng)區(qū)域包含先前區(qū)塊，其 與目前區(qū)塊具有對(duì)應(yīng)的位置。運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元用以根據(jù)空間域及時(shí)間域參考移 動(dòng)向量來找出移動(dòng)向量。
根據(jù)本發(fā)明提出一種三維遞歸的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，用以提供目前幀畫 面的區(qū)塊的移動(dòng)向量，運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法包括下列的步驟。首先，選擇目前 幀畫面中相鄰區(qū)塊的移動(dòng)向量做為空間域參考移動(dòng)向量。接著，提供時(shí)間域 參考移動(dòng)向量。之后，根據(jù)空間域及時(shí)間域參考移動(dòng)向量來估測(cè)移動(dòng)向量。 其中，以前一個(gè)幀畫面中對(duì)應(yīng)區(qū)域的多個(gè)區(qū)塊的多個(gè)移動(dòng)向量中最常出現(xiàn)的 移動(dòng)向量做為時(shí)間域參考移動(dòng)向量。對(duì)應(yīng)區(qū)域包含先前區(qū)塊，其與目前區(qū)塊 具有對(duì)應(yīng)的位置。
為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并結(jié)合
附圖詳細(xì)說明如下


圖1示出了傳統(tǒng)時(shí)間域的參考移動(dòng)向量選擇方法操作下的頓畫面的示意圖。
圖2示出了依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)的方塊圖
圖3示出了幀畫面的示意圖。
圖4示出了本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)估測(cè)方法的流程圖。
附圖符號(hào)說明100、 110、 30、 40:幀畫面102、 104、 106、 112、 32、 34、 36、 42:區(qū)塊200運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)
210空間域參考移動(dòng)向量提供單元
220運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元
230運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元
240時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元310-360、 410-460:區(qū)域 402-406:操作步驟
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例的三維遞歸(3-Dimensional Recursive)運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)及其方
法劃分幀畫面為 一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，并對(duì)這些區(qū)域中的區(qū)塊的移動(dòng)向量分別進(jìn)
行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。本實(shí)施例的三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)及其方法以統(tǒng)計(jì)的時(shí)間域參
考移動(dòng)向量，并以其找出目前區(qū)塊的移動(dòng)向量。其中，統(tǒng)計(jì)的時(shí)間域參考移 動(dòng)向量例如為各區(qū)域中的最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量。
請(qǐng)參考圖2及圖3,圖2示出了依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的三維遞歸運(yùn)動(dòng) 估測(cè)系統(tǒng)的方塊圖，圖3示出了圖1的三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)示意圖。 三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)10包括空間域參考移動(dòng)向量提供單元210、時(shí)間域參 考移動(dòng)向量提供單元240及運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元220。其中運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元220例如 輸出至運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元230以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。在本實(shí)施例中，如圖3所示，各 幀畫面，如幀畫面30或40 :故劃分為一個(gè)或多個(gè)區(qū)i或，例如幀畫面30及40 分別被劃分為區(qū)域310-360及410-460,而其以2*3的矩陣排列。其中幀畫 面30及40例如分別為先前幀畫面及目前幀畫面。此外，亦可將幀畫面30 及40劃分為更多或更少個(gè)區(qū)域。接下來，以找出區(qū)塊32的移動(dòng)向量的操作 為例做說明。
空間域參考移動(dòng)向量提供單元210用以提供區(qū)塊32的空間域參考移動(dòng) 向量PS,本實(shí)施例的移動(dòng)向量記錄單元210例如以與區(qū)塊32相鄰的區(qū)塊的 移動(dòng)向量來做為其空間域參考移動(dòng)向量PS,例如，其以區(qū)塊32左下方及右 上方的區(qū)塊，亦即區(qū)塊34及36的移動(dòng)向量做為空間域參考移動(dòng)向量PS。此 外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可通過其它周知的空間域參考移動(dòng)向量選擇方法來 找出空間域參考移動(dòng)向量PS 。
時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元2 4 0用以分析區(qū)域410中所有區(qū)塊的移動(dòng) 向量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并以最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為區(qū)域31G中所有區(qū)塊的時(shí)間域 參考移動(dòng)向量，亦即為區(qū)塊32的時(shí)間域參考移動(dòng)向量PT。本實(shí)施例的區(qū)域 410包括區(qū)塊42，而區(qū)塊42在區(qū)域410中的位置與區(qū)塊32在區(qū)域310中的 位置相對(duì)應(yīng)。只有最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量出現(xiàn)的頻率超過一臨界值，例如為5 0% 時(shí)以最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為時(shí)間域參考移動(dòng)向量PT。或者時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元240僅對(duì)區(qū)域410中相關(guān)于部分區(qū)塊 的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果來找出時(shí)間域參考移動(dòng)向量PT。例如 時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元240僅對(duì)區(qū)域410中相對(duì)于區(qū)塊32的一誤差 數(shù)值夠小的區(qū)塊的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析。其中，時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元 240例如經(jīng)由絕對(duì)差值求和(Sum of Absolute Differences, SADs)函數(shù)來找 出區(qū)域410中各區(qū)塊相對(duì)于區(qū)塊32的誤差數(shù)值。
此外，時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元240還可增加區(qū)域410中多種特定 區(qū)塊的權(quán)重，以提升時(shí)間域參考移動(dòng)向量PT的精確度。例如，時(shí)間域參考 移動(dòng)向量提供單元240可提升位于影像邊界的區(qū)塊的權(quán)重。
而運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元220用以根據(jù)空間域參考移動(dòng)向量PS及時(shí)間域參考移 動(dòng)向量PT來產(chǎn)生其移動(dòng)向量MV。例如，運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元220可^f艮據(jù)空間域及 時(shí)間域參考移動(dòng)向量PS及PT來找出多個(gè)對(duì)應(yīng)的區(qū)塊，并以其分別與區(qū)塊32 進(jìn)行區(qū)塊比對(duì)(Block Matching)的方式來找出移動(dòng)向量MV。
請(qǐng)參考圖4,其為示出了本實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)估測(cè)方法的流程圖，以得到區(qū) 塊32的移動(dòng)向量MV。首先，如步驟402，接收區(qū)塊32的空間域參考移動(dòng)向 量PS,其例如為與區(qū)塊32相鄰的區(qū)塊的移動(dòng)向量，例如為區(qū)塊32的左下方 及右下方的區(qū)塊34及36。
接著，如步驟404，接收區(qū)塊32的時(shí)間域參考移動(dòng)向量PT，其例如根 據(jù)統(tǒng)計(jì)幀畫面40的區(qū)域410中各區(qū)塊的移動(dòng)向量來得到時(shí)間域參考移動(dòng)向 量PT。其中區(qū)域410例如包括與區(qū)塊32具有對(duì)應(yīng)位置的區(qū)塊42。例如，以 最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為時(shí)間域移動(dòng)向量PT。其中，只有最常出現(xiàn)的移動(dòng)向 量出現(xiàn)的頻率超過一臨界值，例如為50°/。時(shí)以最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為時(shí)間 域參考移動(dòng)向量PT。
或者可根據(jù)區(qū)域410中相關(guān)于部分區(qū)塊的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來得到時(shí)間域參考移 動(dòng)向量PT。例如僅對(duì)區(qū)域410中相對(duì)于區(qū)塊32的一誤差數(shù)值夠小的區(qū)塊的 統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析。其中，時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元240例如經(jīng)由絕對(duì) 差值求和函數(shù)來找出區(qū)域410中各區(qū)塊相對(duì)于區(qū)塊32的誤差數(shù)值。
此外，亦可通過提升區(qū)域410中的特定區(qū)塊，例如區(qū)域410中位于影像 邊界的區(qū)塊的權(quán)重以提升對(duì)應(yīng)的時(shí)間域參考移動(dòng)向量的精準(zhǔn)性。
之后，如步驟406，運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元220根據(jù)區(qū)塊32的空間域參考移動(dòng)向 量PS及其時(shí)間域參考移動(dòng)向量PT來產(chǎn)生區(qū)塊32的移動(dòng)向量MV。例如，可根據(jù)空間域及時(shí)間域參考移動(dòng)向量PS及PT來找出多個(gè)對(duì)應(yīng)的區(qū)塊，并以其
分別與區(qū)塊32進(jìn)行區(qū)塊比對(duì)(Block Matching)的方式來找出移動(dòng)向量MV。
本實(shí)施例雖僅以位于區(qū)塊32的左下方及右下方的區(qū)塊34及36的移動(dòng) 向量來做為區(qū)塊32的空間域參考移動(dòng)向量PS為例作說明，然而，本實(shí)施例 的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)200并不局限以上述區(qū)塊的移動(dòng)向量來做為空間域參考移動(dòng) 向量PS，而更多、更少或其它位置的區(qū)塊的移動(dòng)向量亦可做為空間域參考移 動(dòng)向量PS。
本實(shí)施例雖僅以幀畫面30及40劃分為以2*3的矩陣排列的區(qū)域 310-360及410-460的操作為例作說明，然而，本實(shí)施例的幀畫面30及40 并不局限于上述的區(qū)域劃分方法，而更可將幀畫面30及40經(jīng)由其它形式來 劃分。例如，可將幀畫面30及40劃分為以2*4矩陣排列的區(qū)域或根據(jù)其上 的物體來將幀畫面30及40劃分為不規(guī)則型態(tài)的區(qū)域。
本實(shí)施例的三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)及其方法以通過對(duì)各區(qū)域的移動(dòng)向 量統(tǒng)計(jì)結(jié)果來得到時(shí)間域移動(dòng)向量PT,并以其找出區(qū)塊32的移動(dòng)向量MV。 如此，即便在區(qū)塊42周圍的區(qū)塊的移動(dòng)向量估計(jì)錯(cuò)誤，本實(shí)施例的時(shí)間域 移動(dòng)向量PT及移動(dòng)向量MV發(fā)生錯(cuò)誤的機(jī)率也可不受影響并具有較高的可靠 程度。
此外，由于本實(shí)施例的三維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)及其方法將幀畫面劃分為 若干個(gè)區(qū)域來進(jìn)行移動(dòng)向量的統(tǒng)計(jì)，并僅需儲(chǔ)存與區(qū)域數(shù)目實(shí)質(zhì)上相等的時(shí) 間域參考移動(dòng)向量來對(duì)目標(biāo)區(qū)塊的移動(dòng)向量進(jìn)行估測(cè)。如此，本實(shí)施例的三 維遞歸運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)存成本可有效地降低。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，但其并非用以限定 本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以作 若干的更改與修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種三維遞歸的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，用以計(jì)算一幀畫面中一目前區(qū)塊的一移動(dòng)向量，該移動(dòng)量估測(cè)系統(tǒng)包括一空間域參考移動(dòng)向量提供單元，用以選擇該目前區(qū)塊周圍至少一相鄰區(qū)塊的至少一移動(dòng)向量來做為并輸出一空間域參考移動(dòng)向量；一時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元，用以選擇前一個(gè)幀畫面中一對(duì)應(yīng)區(qū)域中多個(gè)區(qū)塊的多個(gè)移動(dòng)向量中至少一最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量來做為并提供一時(shí)間域參考移動(dòng)向量，該對(duì)應(yīng)區(qū)域包含一先前區(qū)塊，該先前區(qū)塊與該目前區(qū)塊具有對(duì)應(yīng)的位置；以及一運(yùn)動(dòng)估測(cè)單元，用以根據(jù)該至少一空間域參考移動(dòng)向量及該至少一時(shí)間域參考移動(dòng)向量來找出該移動(dòng)向量。
2. 如權(quán)利要求1所述的三維運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，其中該至少一相鄰區(qū)塊為 J立于該目前區(qū)塊的左下方或右下方的區(qū)塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，其中該時(shí)間域參考移動(dòng)向量提 供單元還用以分析該對(duì)應(yīng)區(qū)域中全部區(qū)塊的移動(dòng)向量的 一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并選擇 該最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該時(shí)間域參考移動(dòng)向量。
4. 如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，其中該時(shí)間域參考移動(dòng)向量提 供單元用以分析該對(duì)應(yīng)區(qū)域中多個(gè)特定區(qū)塊的移動(dòng)向量的一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并選 擇該最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該肘間域參考移動(dòng)向量，其中這些特定區(qū)塊相 對(duì)于該目前區(qū)塊的絕對(duì)差值求和數(shù)值為夠小。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，其中只有當(dāng)該最常出現(xiàn)的 移動(dòng)向量的出現(xiàn)頻率夠高時(shí)以該最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該時(shí)間域參考移 動(dòng)向量。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)系統(tǒng)，其中當(dāng)該時(shí)間域參考移動(dòng)向量提供單元對(duì)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)加重位于影像邊緣的區(qū)塊的權(quán)重。
7. —種三維遞歸的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，用以^是供一目前幀畫面的一區(qū)塊的一移動(dòng)向量，該運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法包括選擇一目前幀畫面中的至少一相鄰區(qū)塊的至少一移動(dòng)向量做為一空間域參考移動(dòng)向量；提供一時(shí)間域參考移動(dòng)向量；以及根據(jù)該空間域參考移動(dòng)向量及該時(shí)間域參考移動(dòng)向量來估測(cè)該移動(dòng)向量；其中，以前一個(gè)幀畫面中 一對(duì)應(yīng)區(qū)域的多個(gè)區(qū)塊的多個(gè)移動(dòng)向量中至少 一最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該時(shí)間域參考移動(dòng)向量，該對(duì)應(yīng)區(qū)域包含一先前 區(qū)塊，該先前區(qū)塊與該目前區(qū)塊具有對(duì)應(yīng)的位置。
8. 如權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，其中該至少一相鄰區(qū)塊為位于該目前區(qū)塊的左下方或右下方的區(qū)塊。
9. 如權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，其中分析該對(duì)應(yīng)區(qū)域中全部區(qū)塊的移動(dòng)向量的一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并選擇該最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該時(shí)間 域參考移動(dòng)向量。
10. 如權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，其中分析該對(duì)應(yīng)區(qū)域中多 個(gè)特定區(qū)塊的移動(dòng)向量的一統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并選擇該最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該 時(shí)間域參考移動(dòng)向量，其中這些特定區(qū)塊相對(duì)于該目前區(qū)塊的絕對(duì)差值求和 數(shù)值為最小。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，其中只有當(dāng)該最常 出現(xiàn)的移動(dòng)向量的出現(xiàn)頻率夠高時(shí)系以該最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為該時(shí)間 域參考移動(dòng)向量。
12. 如權(quán)利要求9或10所述的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，其中當(dāng)該時(shí)間域參 考移動(dòng)向量提供單元對(duì)該統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)加重位于影像邊緣的區(qū)塊的 權(quán)重。
全文摘要
一種三維遞歸的運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法，用以提供目前幀畫面的區(qū)塊的移動(dòng)向量，運(yùn)動(dòng)估測(cè)尋找方法包括下列的步驟。首先，選擇目前幀畫面中相鄰區(qū)塊的移動(dòng)向量做為空間域參考移動(dòng)向量。接著，提供時(shí)間域參考移動(dòng)向量。之后，根據(jù)空間域及時(shí)間域參考移動(dòng)向量來估測(cè)移動(dòng)向量。其中，以前一個(gè)幀畫面中對(duì)應(yīng)區(qū)域的多個(gè)區(qū)塊的多個(gè)移動(dòng)向量中最常出現(xiàn)的移動(dòng)向量做為時(shí)間域參考移動(dòng)向量。對(duì)應(yīng)區(qū)域包含先前區(qū)塊，其與目前區(qū)塊具有對(duì)應(yīng)的位置。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101304527SQ20071010325
公開日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
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