專利名稱：數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)字影像處理裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)字影像處理裝置，尤指一種可減少方塊效應的數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)字影像處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技的進步，數(shù)字影像處理的技術(shù)也隨的不斷精進。數(shù)字影片組成的最基本單位稱為畫面(Frame)，其中按照壓縮的方式不同主要可分為兩種一種需要鄰近的畫面(Frame)作為編碼的基礎，僅儲存與鄰近畫面相異之處，以達到壓縮的目的，稱為預測畫面(Predicted Frame);而另一種則不依賴相鄰畫面,但通過儲存所有需要用來呈現(xiàn)畫面的數(shù)據(jù)，稱為內(nèi)編碼畫面(Intra-coded Frame)。換句話說,預測畫面可以是由內(nèi)編碼畫面譯碼而得到，或者尤其他的預測畫面譯碼而得到。
以預測畫面為例，為了充分利用相鄰畫面的數(shù)據(jù)，以減少儲存預測畫面的數(shù)據(jù)量，預測畫面需要紀錄相鄰畫面中對應的運動狀態(tài),稱為運動向量(Motion Vector,MV) 做法是將預測畫面分割成許多微小的方塊，其大小可根據(jù)需求進行調(diào)整，并且在相鄰的畫面中尋找對應的方塊的位置，此時原方塊與對應的方塊的位移向量即為原方塊的運動向量，如此便可根據(jù)相鄰的畫面，將預測畫面中的方塊一個一個通過運動向量”預測”出來。由于效能的考慮，在尋找對應的方塊時，僅能尋找最相似的方塊，因此通過運動向量所找到的預測方塊很有可能會跟相鄰的方塊產(chǎn)生不連續(xù)的現(xiàn)象，造成看到的畫面出現(xiàn)一格一格的方塊，稱為方塊效應(Blocking)。此外,根據(jù)傅立葉定理，內(nèi)編碼畫面中有許多式樣(Pattern)可通過多個余弦函數(shù)的迭加所構(gòu)成，因此進行壓縮的方式通常是將一畫面分割成許多微小的方塊，再分別對小方塊做離散余弦轉(zhuǎn)換(Discrete Cosine Transform,DCT),以將原畫面中的微小方塊所構(gòu)成的式樣轉(zhuǎn)換成頻域上的系數(shù)進行儲存。由于頻域系數(shù)的資料量遠比式樣的資料量小，因此可以達到壓縮的目的，甚至可以進一步舍棄部分低頻的數(shù)據(jù)，以達到更佳的壓縮效果。但是，由于離散的性質(zhì)以及部分低頻數(shù)據(jù)的舍棄，經(jīng)由譯碼器譯碼出來的方塊不一定會跟原來的方塊完全相同，因此也會有輕微的方塊效應產(chǎn)生。由于傳統(tǒng)數(shù)字影像處理裝置進行畫面速率轉(zhuǎn)換功能，乃是采用復制一張預測畫面作為內(nèi)插畫面插入原預測畫面與內(nèi)編碼畫面之間的作法，因此原有的方塊效應會在畫面速率轉(zhuǎn)換后保留下來，影響使用者觀看的興致。在公知技術(shù)中，某些較精致的畫面速率轉(zhuǎn)換技術(shù)在插入內(nèi)插畫面后，會再進一步使用運動向量對畫面變動的部份做線性的補償，以增加畫面的流暢性，但對減少方塊效應的干擾并無幫助。簡單來說，經(jīng)過傳統(tǒng)數(shù)字影像處理技術(shù)壓縮過后的數(shù)字影片經(jīng)常會有方塊效應的干擾，因此有改善的必要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明主要提供一種數(shù)據(jù)處理方法及數(shù)字影像處理裝置，用來減少畫面速率轉(zhuǎn)換中內(nèi)插畫面的方塊效應。
本發(fā)明公開一種用于一數(shù)字影像處理裝置的數(shù)據(jù)處理方法，包含有取得一內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)及一預測畫面數(shù)據(jù)；取得該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于一像素的一第一相素值；取得該預測畫面資料中對應于該像素的一第二相素值；根據(jù)該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的一第一運動向量及該第一相素值，決定一第三相素值；根據(jù)該預測畫面資料中對應于該像素的一第二運動向量及該第二相素值，決定一第四相素值；計算該第一相素值及該第二相素值的平均，以產(chǎn)生一第五相素值；以及根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定一內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值。本發(fā)明還公開一種數(shù)字影像處理裝置，包含有一中央處理器；以及一內(nèi)存，用來儲存一程序代碼，該程序代碼指示該中央處理器執(zhí)行以下步驟取得一內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)及一預測畫面數(shù)據(jù)；取得該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于一像素的一第一相素值；取得該預測畫面資料中對應于該像素的一第二相素值；根據(jù)該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的一第一運動向量及該第一相素值，決定一第三相素值；根據(jù)該預測畫面資料中對應于該像素的一第二運動向量及該第二相素值，決定一第四相素值；計算該第一相素值及該第二相素值的平均，以產(chǎn)生一第五相素值；以及根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定一內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值。 在此配合下列附圖、實施例的詳細說明及權(quán)利要求書，將上述及本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點詳述于后。


圖I為本發(fā)明實施例一數(shù)據(jù)處理流程的示意圖。圖2用來說明圖I之數(shù)據(jù)處理流程中畫面數(shù)據(jù)相對位置。圖3為圖I之數(shù)據(jù)處理流程之實現(xiàn)架構(gòu)之示意圖。其中，附圖標記說明如下10數(shù)據(jù)處理流程100、102、104、106、108、110、112、步驟I14、I16I-frame> P-frame畫面資料PV_1第一相素值PV_2第二相素值PV_3第三相素值PV_4第四相素值MV_1第一運動向量MV_2第二運動向量P_0、P_1、P_2像素
具體實施例方式請參考圖1，圖I為本發(fā)明實施例一數(shù)據(jù)處理流程10的示意圖。數(shù)據(jù)處理流程10用于一數(shù)字影像處理裝置，包含以下步驟步驟100 :開始。
步驟102 :取得一內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame及一預測畫面數(shù)據(jù)P-frame。步驟104 :取得內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame中對應于一像素P_0的一第一相素值PV_lo步驟106 :取得預測畫面資料P-frame中對應于像素P_0的一第二相素值PV_2。步驟108 :根據(jù)內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame中對應于像素P_0的一第一運動向量MV_1及第一相素值PV_1，決定一第三相素值PV_3。步驟110 :根據(jù)預測畫面資料P-frame中對應于像素P_0的一第二運動向量MV_2及第二相素值PV_2，決定一第四相素值PV_4。步驟112 :計算第一相素值PV_1及第二相素值PV_2的平均，以產(chǎn)生一第五相素值PV_50
步驟114 :根據(jù)第三相素值PV_3、第四相素值PV_4及第五相素值PV_5，決定一內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于像素P_0的相素值。步驟116:結(jié)束。根據(jù)數(shù)據(jù)處理流程10，當數(shù)字影像處理裝置進行畫面速率轉(zhuǎn)換功能時，數(shù)字影像處理裝置先取得對應于內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)的內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame與預測畫面數(shù)據(jù)P-frame，再根據(jù)內(nèi)插畫面資料I-frame中欲決定相素值的像素P_0，于內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame以及預測畫面數(shù)據(jù)P-frame中，分別取得對應于像素P_0的第一相素值PV_1與第二相素值PV_2，并計算第一相素值PV_1與第二相素值PV_2的平均，以產(chǎn)生第五相素值PV_5。數(shù)據(jù)處理流程10還根據(jù)內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame中對應于像素P_0的第一運動向量MV_1及第一相素值PV_1，決定第三相素值PV_3，以及根據(jù)預測畫面資料P-frame中對應于像素P_0的第二運動向量MV_2及第二相素值PV_2，決定第四相素值PV_4。最后，根據(jù)第三相素值PV_3、第四相素值PV_4及第五相素值PV_5的相對大小關(guān)系，決定像素P_0的相素值。詳細來說，由于內(nèi)編碼畫面所儲存的數(shù)據(jù)量較大，失真較少，為了維持畫面的質(zhì)量，數(shù)據(jù)處理流程10分別采用內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame搭配預測畫面數(shù)據(jù)P-frame的方式來決定內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)。請參考第2圖，第2圖用來說明數(shù)據(jù)處理流程10中畫面數(shù)據(jù)相對位置。內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame包含有第一相素值PV_1,對應于內(nèi)差畫面資料的像素P_0 ;同理，預測畫面資料P-frame包含有第二相素值PV_2，對應于像素P_0。第一相素值PV_1與第二相素值PV_2的平均系第五相素值PV_5，用來作為決定像素P_0的相素值的一參考值。此外，內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame還包含有對應于第一相素值PV_1的運動向量MV_1，其用來記錄內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame中一像素P_1與像素P_0的相對位置，其中像素P_1的第三相素值PV_3與第一相素值PV_1特征相近，第三相素值PV_3則用來作為決定像素P_0的相素值的另一參考值。相似地，預測畫面資料P-frame還包含有對應于第二相素值PV_2的運動向量MV_2，其用來記錄內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame中像素P_2與像素P_0的相對位置，其中像素P_2的第四相素值PV_4與第一相素值PV_1特征相近，第四相素值PV_4則用來作為決定像素P_0的相素值的另一參考值。為了減少內(nèi)差畫面方塊效應產(chǎn)生的影響，在一般情況下，本發(fā)明使用第三相素值PV_3、第四相素值PV_4與第五相素值PV_5的一中位數(shù)來決定像素P_0的相素值，但若第五相素值PV_5與第三相素值PV_3相近的程度大于第三相素值PV_3與第四相素值PV_4相近的程度，則改用第三相素值PV_3與第四相素值PV_4的平均數(shù)來決定像素p_0的相素值。相似地，若第五相素值PV_5與第四相素值PV_4相近的程度大于第三相素值PV_3與第四相素值PV_4相近的程度，亦改用第三相素值PV_3與第四相素值PV_4的平均數(shù)來決定像素P_0的相素值。簡單來說，由于人眼對畫面中物體對比的敏感度較高，因此本發(fā)明的精神在于將畫面中方格的邊緣像素的相素值與鄰近畫面中對應的相素值進行比較，當邊緣像素的相素值太高或太低時，則以這些相素值的中位數(shù)進行取代，如此一來，可以增加邊緣像素視覺上的模糊程度，減少方格效應所造成的影響。此外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理方法10還提供一取代機制，于第三相素值PV_3與第四相素值PV_4差異不大時，改用第三相素值PV_3與第四相素值PV_4的平均來進行取代，用來補償經(jīng)過取代后所產(chǎn)生畫面較模糊的情況，以達到更好的視覺效果。需注意的是，選取與鄰近畫面相對應的相素值的方法可根據(jù)需要作適當?shù)恼{(diào)整。舉例來說，為了簡化運算的復雜度，第一運動向量MV_1可以第二運動向量MV_2所取代，但不限于此。此外，預測畫面資料P-frame的張數(shù)以及選取的順序也可 以根據(jù)數(shù)字影片的編碼方式不同而有所不同，以MPEG-2格式的數(shù)字影片為例，預測畫面數(shù)據(jù)P-frame的選擇并不限于只有與內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)I-frame相鄰的第一張預測畫面，可以是任何一張以相同內(nèi)編碼畫面進行編碼的預測畫面即可，張數(shù)也不限于一張，于使用多張預測畫面時，可以數(shù)據(jù)處理流程10中步驟110至步驟114進行處理。另外，相素值可以是亮度或是彩度，不以此為限，本領域普通技術(shù)人員可據(jù)以變化與修飾。此外，上述關(guān)于數(shù)據(jù)處理流程10中各步驟的實現(xiàn)方式，應系本領域普通技術(shù)人員所熟習的技藝。例如，可以特定程序語言的指令、參數(shù)、變量等，將數(shù)據(jù)處理流程10中各步驟以單元方式編譯為程序代碼，并儲存于一內(nèi)存中，以指示相關(guān)數(shù)字影像處理裝置的中央處理器執(zhí)行數(shù)據(jù)處理流程10的各步驟，相關(guān)架構(gòu)可簡略地以圖3表示。在公知技術(shù)中，當數(shù)字影像處理裝置進行畫面速率轉(zhuǎn)換功能時，若數(shù)字影片中內(nèi)編碼畫面及預測畫面已有方塊效應產(chǎn)生，則據(jù)以產(chǎn)生的內(nèi)插畫面亦會有方塊效應產(chǎn)生，可能因此引起使用者的不悅，降低使用興致。相較之下，本發(fā)明可于數(shù)字影像處理裝置執(zhí)行畫面速率轉(zhuǎn)換功能時，對內(nèi)插畫面進行畫面補償，減少方塊效應的影響，并且提供了一取代機制，用來降低補償后可能造成的畫面模糊。綜上所述，通過使用鄰近畫面相對應的相素值的中位數(shù)，對畫面速率轉(zhuǎn)換中內(nèi)插畫面進行畫面補償，可以有效地減少方塊效應所造成的影響，如此一來，可提高數(shù)字影片畫面的平滑性，進而提升使用者使用經(jīng)驗。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于一數(shù)字影像處理裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包含有 取得一內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)及一預測畫面數(shù)據(jù)； 取得該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于一像素的一第一相素值； 取得該預測畫面資料中對應于該像素的一第二相素值； 根據(jù)該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的一第一運動向量及該第一相素值，決定一第三相素值； 根據(jù)該預測畫面資料中對應于該像素的一第二運動向量及該第二相素值，決定一第四相素值； 計算該第一相素值及該第二相素值的平均，以產(chǎn)生一第五相素值；以及根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定一內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值。
2.如權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)選取方法，其特征在于，根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值的步驟，包含有 于該第三相素值與該第四相素值的差大于該第四相素值與該第五相素值的差，且該第三相素值與該第四相素值的差大于該第四相素值與該第五相素值的差時，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值為該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值的一中位數(shù)。
3.如權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)選取方法，其特征在于，根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值的步驟，包含有 于該第三相素值與該第四相素值的差小于該第三相素值與該第五相素值的差時，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值為該第三相素值及該第四相素值的一算數(shù)平均數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)選取方法，其特征在于，根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值的步驟，包含有 于該第三相素值與該第四相素值的差小于該第四相素值與該第五相素值的差時，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值為該第三相素值及該第四相素值的一算數(shù)平均數(shù)。
5.一種數(shù)字影像處理裝置，其特征在于，包含有 一中央處理器；以及 一內(nèi)存，用來儲存一程序代碼，該程序代碼指示該中央處理器執(zhí)行以下步驟 取得一內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)及一預測畫面數(shù)據(jù)； 取得該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于一像素的一第一相素值； 取得該預測畫面資料中對應于該像素的一第二相素值； 根據(jù)該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的一第一運動向量及該第一相素值，決定一第三相素值； 根據(jù)該預測畫面資料中對應于該像素的一第二運動向量及該第二相素值，決定一第四相素值； 計算該第一相素值及該第二相素值的平均，以產(chǎn)生一第五相素值；以及 根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定一內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字影像處理裝置，其特征在于，根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值的步驟，包含有 于該第三相素值與該第四相素值的差大于該第四相素值與該第五相素值的差，且該第三相素值與該第四相素值的差大于該第四相素值與該第五相素值的差時，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值為該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值的一中位數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字影像處理裝置，其特征在于，根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值的步驟，包含有 于該第三相素值與該第四相素值的差小于該第三相素值與該第五相素值的差時，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值為該第三相素值及該第四相素值的一算數(shù)平均數(shù)。
8.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字影像處理裝置，其特征在于，根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值的步驟，包含有 于該第三相素值與該第四相素值的差小于該第四相素值與該第五相素值的差時，決定該內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值為該第三相素值及該第四相素值的一算數(shù)平均數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于一數(shù)字影像處理裝置的數(shù)據(jù)處理方法，包含有取得一內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)及一預測畫面數(shù)據(jù)；取得該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于一像素的一第一相素值；取得該預測畫面資料中對應于該像素的一第二相素值；根據(jù)該內(nèi)編碼畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的一第一運動向量及該第一相素值，決定一第三相素值；根據(jù)該預測畫面資料中對應于該像素的一第二運動向量及該第二相素值，決定一第四相素值；計算該第一相素值及該第二相素值的平均，以產(chǎn)生一第五相素值；以及根據(jù)該第三相素值、該第四相素值及該第五相素值，決定一內(nèi)插畫面數(shù)據(jù)中對應于該像素的相素值。
文檔編號H04N7/26GK102752585SQ20111009648
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者姜建德, 張孝恩, 林義峰 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司