数字电视中图像运动自动检测及运动矢量自动产生的方法

摘要

一种数字电视中图像运动自动检测及运动矢量自动产生的方法。包括构建MAD运算、SDRAM和与运动阈值配置连接的或运算等电路；由外部MCU经IIC设置运动阈值；将t－2时间场像素块和当前场视频数据存入SDRAM；将当前场与前前场像素块比较求和得当前像素差值和；上步骤在y和uv通道上同时进行，将其差值和相加得当前像素MAD；将MAD与运动阈值比较确定当前点是否运动；将运动信息与前一场运动信息相或求并集得当前像素运动矢量；输出矢量给3D降噪、去隔行、帧频变换模块进行运动补偿或运动自适应处理等步骤。它电路简单，能准确检测图像运动并产生矢量，提高图像质量。可广泛应用于PDP、LCD等数字电视中。

说明书

                            技术领域

本发明属于电视机集成电路技术领域，更明确地说涉及数字电视中图像运动自动检测及运动矢量自动产生的方法的设计。

                            背景技术

对于视频图像的去隔行处理、3D数字递归降噪和帧频变换处理需要根据图像的运动信息对场间图像数据和行间图像数据进行预测和处理。这就需要高精度的运动检测技术，以便于检测出精确的运动矢量等运动信息。从而有效地克服3D数字降噪、去隔行、帧频变换等处理过程中对运动图像的错误处理，消除由此造成的锯齿、模糊等不良效果。

传统的电视图像运动检测及运动矢量产生电路较复杂，而且处理后的图像质量也较差。

                            发明内容

本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种数字电视中图像运动自动检测及运动矢量自动产生的方法。它电路较简单，可以方便而又准确地检测出图像的运动，能为3D数字降噪、去隔行、帧频变换等处理提供精确的运动矢量，从而有效地消除处理后图像效果的劣化，大大提高图像的质量。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

1)构建电路，至少包括可输入视频数据的MAD运算电路和SDRAM、与MAD运算电路和threshold值配置电路连接的或运算电路，SDRAM分别与MAD运算电路和或运算电路连接；

2)由外部MCU通过IIC设置运动阈值threshold，对电路的参数进行配置；

3)将t-2时间场的像素块3×3数据存入SDRAM；

4)将t时间当前场视频数据输入MAD运算电路，将当前场的像素块3×3与从SDRAM中读取的前前场的像素块进行比较并求和，得到对应当前像素的差值和，当前场视频数据在输入本电路进行运动检测的同时输入SDRAM存储，以备与下下场的数据进行比较得到下下场像素的运动矢量；

5)步骤4)在y和uv通道上同时进行，然后将在y和uv通道上得到的差值和相加，得到当前像素对应块的总的差值和MAD；

6)将步骤5)得到的MAD与步骤2)设置的threshold进行比较，从而确定当前点是否运动；

7)将步骤6)得到的运动信息与从SDRAM中读取的前一场对应像素的运动信息相或，求并集，得到当前像素的运动矢量；

8)输出运动矢量给3D降噪、去隔行、帧频变换模块进行运动补偿或运动自适应的处理，同时将运动矢量存储到SDRAM中，以便步骤7)中的运动信息的或运算。

本发明的运动检测是基于像素的，即可以得到每一个像素的运动矢量，并且利用SDRAM进行视频数据的存取。在设计中采用比较相同类型场的3×3的像素块得到运动信息，即奇数场与奇数场进行比较，偶数场与偶数场进行比较。在时间方向上的视频流如t-1、t-2、t-3时间场的图像数据都需要存储在SDRAM中。像素块通过电路来确定。

具体实现是：分别在y和uv通道上进行相同类型场的像素块(3×3)的比较，计算出相应的MADy和MADuv。公式分别为：

$>>MADy>>(>i>,>j>;>t>)>>=>>\Sigma >>p>=>j>->1>>>j>+>1>\; >>\Sigma >>k>=>i>->1>>>i>+>1>\; >|>y>>(>p>,>k>;>t>)>>->y>>(>p>,>k>;>t>->2>)>>|>$>

$>>MADuv>>(>i>,>j>;>t>)>>=>>\Sigma >>p>=>j>->1>>>j>+>1>\; >>\Sigma >>k>=>i>->1>>>i>+>1>\; >|>uv>>(>p>,>k>;>t>)>>->uv>>(>p>,>k>;>t>->2>)>>|>$>

然后将y和uv通道上的MADy和MADuv相加得到当前像素的总MAD即  MAD(i，j；t)＝MADy(i，j；t)+MADuv(i，j；t)

根据当前像素的总的MAD与预先设置的运动阈值(threshold)的比较结果，可以判断当前像素是否运动，得到运动信息Motion(i，j；t)。如果MAD(i，j；t)＞threshold，则认为当前像素为运动像素；否则即认为当前像素为静止。

Motion(i，j；t)＝(MAD(i，j；t)＞threshold)

其中，threshold可以由外部MCU通过IIC进行设置。

另外，由于同类型场直接进行求块的像素差会因为时间点的不同而造成运动检测不准，因此，除了t时间场和t-2时间场进行比较求像素差外，还需要利用t-1时间场和t-3时间场的比较结果，然后求两个的或(并集)。也就是说，当前像素的运动矢量应当通过如下公式得到：

Vector-motion(i，j；t)＝Motion(i，j；t)‖Motion(i，j；t-1)

为了将当前场像素的运动信息与前一场的运动信息进行比较，需要SDRAM对运动信息进行存取。

本发明的电路十分简洁，可以方便而又准确地检测出图像的运动，为3D数字降噪、去隔行、帧频变换等处理提供精确的运动矢量，从而有效地消除了处理后图像效果的劣化，大大提高了图像质量。它可广泛应用于PDP、LCD等数字电视显示器件的图像处理中。

                            附图说明

图1为本发明运动检测与其相关的处理模块的结构示意图。

图2为定义3×3的像素块的电路结构图。

图3为时间轴上的视频数据流示意图。

图4为运动检测的电路结构方框图。

                            具体实施方式

实施例1。一种数字电视中图像运动自动检测及运动矢量自动产生的方法。它包括以下步骤：

1)构建电路，至少包括可输入视频数据的MAD运算电路和SDRAM、与MAD运算电路和threshold值配置电路连接的或运算电路，SDRAM分别与MAD运算电路和或运算电路连接，如图4所示；

2)由外部MCU通过IIC设置运动阈值threshold，对电路的参数进行配置；

3)将t-2时间场的像素块3×3数据存入SDRAM；

4)将t时间当前场视频数据输入MAD运算电路，将当前场的像素块3×3与从SDRAM中读取的前前场的像素块进行比较并求和，得到对应当前像素的差值和，当前场视频数据在输入本电路进行运动检测的同时输入SDRAM存储，以备与下下场的数据进行比较得到下下场像素的运动矢量；

5)步骤4)在y和uv通道上同时进行，然后将在y和uv通道上得到的差值和相加，得到当前像素对应块的总的差值和MAD；

6)将步骤5)得到的MAD与步骤2)设置的threshold进行比较，从而确定当前点是否运动；

7)将步骤6)得到的运动信息与从SDRAM中读取的前一场对应像素的运动信息相或，求并集，得到当前像素的运动矢量；

8)输出运动矢量给3D降噪、去隔行、帧频变换模块进行运动补偿或运动自适应的处理，同时将运动矢量存储到SDRAM中，以便步骤7)中的运动信息的或运算。

图1所示，本发明运动检测后输出运动矢量给3D降噪、去隔行、帧频变换模块进行运动补偿或运动自适应的处理，同时将运动矢量存储到SDRAM中。

在时间方向上的视频流则如图3所示，其中所示的t-1、t-2、t-3时间场的图像数据都需要存储在SDRAM中。像素块则通过如图2的电路来确定。

实施例1提供了一种数字电视中图像运动自动检测及运动矢量自动产生的方法。它电路较简单，可以方便而又准确地检测出图像的运动，能为3D数字降噪、去隔行、帧频变换等处理提供精确的运动矢量，从而有效地消除处理后图像效果的劣化，大大提高图像的质量。它可广泛应用于PDP、LCD等数字电视显示器件的图像处理中。