專利名稱：在數(shù)據(jù)幀中進行掃描的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種掃描視頻幀中的像素的設備和方法。
本發(fā)明可應用于圖像或視頻處理領域，更具體地，可應用于運動估計領域。
背景技術：
許多圖像處理算法采用了空時遞歸，或者消除等式系統(tǒng)中的任何含糊，或者提高收斂速度，或者甚至收斂起來非常簡單。例如，通過考慮從直接空間相鄰性(與視頻中的當前像素相鄰的像素)來計算與當前像素相關的結果所推導出的結果(時間預測子的概念)，或者甚至考慮在先前圖像其間計算出的結果(時間預測子的概念)，來反映這一點。
在視頻處理的情況下，當接收到其時，正常處理在后一種情況下的結果，即，在圖像中從左到右、逐行和從頂部到底部。
在題為“Method and device for estimating motion in asequence of animated images”的代表人為Thomson ConsumerElectronics公司于1989年9月22日遞交的歐洲專利0360698示出了一種在同一幀中的行中進行交替掃描的方法。這樣的方法主要應用于空間遞歸，并且為了最佳運算，需要對當前計算行的至少一個空間預測子。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了使掃描方向從一幀交替到下一幀。反轉幀掃描作用于時間遞歸，于是，時間預測子與空間預測子直接“相位相反”，因為它們均是從相反的掃描中推導出的。
為此，本發(fā)明提出了一種掃描在表現(xiàn)出時間遞歸的一系列圖像中的像素的方法。根據(jù)本發(fā)明，從一個幀到下一幀對同一行中的像素的掃描次序進行反轉。
優(yōu)選地，從一個幀到下一幀對行的掃描次序進行反轉。
根據(jù)第二方案，本發(fā)明還涉及一種估計當前幀相對于參考幀的運動的方法，針對圖像中的每一個像素，包括以下步驟-估計空間預測子(predictor)；-估計時間預測子；根據(jù)本發(fā)明，從一個幀到下一幀對同一行的像素的掃描次序進行反轉，從而按照相反方向獲得從掃描中推導出的空間和時間預測子。
根據(jù)優(yōu)選實施例，針對每一個像素，計算三個空間預測子和一個時間預測子。
根據(jù)第三方案，本發(fā)明還涉及一種掃描在表現(xiàn)出時間遞歸的一系列圖像中的像素的設備。根據(jù)本發(fā)明，從一個幀到下一幀對同一行中的像素的掃描次序進行反轉。
根據(jù)第四方案，本發(fā)明還涉及一種估計當前幀相對于參考幀的運動的設備，包括-針對圖像中的每一個像素估計空間預測子的裝置；-針對圖像中的每一個像素估計時間預測子的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，掃描這些像素的次序符合權利要求1或2所述的方法，從而按照相反方向獲得從掃描中推導出的空間和時間預測子。


參考附圖，通過非限定性的典型實施例和優(yōu)選實現(xiàn)，本發(fā)明將得到更好地理解和展示，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的設備；圖2示出了在不同幀中的掃描方向的第一示例；圖3示出了在不同幀中的掃描方向的第二示例；圖4a示出了在圖2和3的掃描模式中所使用的偶數(shù)幀的空間和時間預測子；
圖4b示出了在圖2的掃描模式中所使用的奇數(shù)幀的空間和時間預測子；以及圖4c示出了在圖3的掃描模式中所使用的奇數(shù)幀的空間和時間預測子。
具體實施例方式
以下描述基于運動估計應用。當然，可以考慮其他圖像處理操作，并且將其包括在本發(fā)明的環(huán)境內。在其他典型實施例中，能夠設想濾波、加權等。
在存儲信號之前，由格式化裝置4來接收非交織的視頻信號Vin。這些裝置4被設計為對輸入視頻信號執(zhí)行處理操作，例如濾波、提取和對亮度或色度分量的計算。
設置了存儲器3來存儲在裝置4的輸出處的轉換后的視頻信號。
優(yōu)選地，存儲器3是快速存取SDRAM或DDRAM型存儲器。存儲器3具有足夠的容量來存儲大量視頻幀。
存儲器3與具有小于存儲器3的容量的內部存儲器2相連，并且該內部存儲器2用于存儲至少一行當前數(shù)據(jù)幀和一行先前數(shù)據(jù)幀。優(yōu)選地，該存儲器2以內部寄存器的形式來實現(xiàn)。其存儲了當前像素所位于的行、以及計算離當前點的DFD(移位幀差值)所需的行數(shù)。由于按左-右的方向來接收視頻，當從右到左來進行針對運動矢量計算的像素掃描時，將該行存儲在存儲器2中，以便后來在空間預測子計算中使用。
存儲器2還接收從先前幀推導出且由時間投影模塊5產生的時間信息作為輸入。該時間信息包括時間預測子。
模塊1針對當前幀的每一個像素計算運動矢量。該模塊接收當前行和先前行的當前像素和相鄰像素的亮度值、以及時間和空間預測子，作為輸入。
幀的掃描方向(也被稱為處理方向)如圖2所定義。
在視頻的輸入方向上對偶數(shù)幀進行處理，而在另一方向上對奇數(shù)幀進行處理，從幀的第一行到幀的最后一行對這些行進行處理。
該視頻處理保持從信息的頂部到底部的傳播，但是每隔一個圖像的掃描方向的反轉具有兩個效果-時間遞歸環(huán)中的掃描反轉，根據(jù)相反方向的掃描來獲得時間和空間預測子；-空間遞歸環(huán)中的掃描反轉，每一個圖像對計算方向進行反轉。
由于決不得益于傳統(tǒng)掃描的左/右傳播，這增強了處理的精度水平“平均時間掃描”為零。
遞歸趨向于在掃描方向上傳播運動值。這反映在運動值相對于這些對象的略微空間偏移。每隔一個圖像的計算方向的反轉限制了水平平均偏移。
對于每一個當前像素，計算出時間預測子和三個空間預測子，如圖4a和4b所示。
時間預測子的位置對應于由P1所表示的當前像素的位置。
空間預測子由P2、P3和P4表示。
模塊1計算以下功能Res(current_pixel)＝Function(Spacepredictors，Timepredictors)在該運動估計應用中，Res(current_pixel)對應于針對當前像素的運動矢量。
該函數(shù)應用于亮度值。
針對每一個當前像素，根據(jù)本領域的技術人員已知的方法，計算DFD值，作為梯度值。選擇最佳預測子，并根據(jù)DFD和該梯度來計算校正項，從而在模塊1的輸出處產生運動矢量。
時間投影模塊5執(zhí)行對下一幀中的運動矢量的時間投影。將該時間投影傳送到存儲器2，以便當計算下一幀的像素的運動矢量時使用。
優(yōu)選地，從一個幀到下一幀對最佳預測子的選擇次序進行反轉。如果DFD值匹配，則針對偶數(shù)幀選擇最左側的預測子，并且針對奇數(shù)幀選擇最右側的預測子。這也限制了有利的收斂方向。這還提供了特定計算時間的優(yōu)點，因為難以訪問位于與當前像素相同的行上的空間預測子。
圖3示出了也對偶數(shù)幀和奇數(shù)幀的掃描進行交替的實施例，但是利用了與圖2所提出的掃描不同的方式。實際上，在本發(fā)明所涵蓋的該實施例中，按照在行級別上接收視頻的反轉方向來對奇數(shù)幀進行掃描，并且對這些行的處理以幀的最后一行開始以回復到第一行。
針對該實施例的時間和空間預測子如圖4c所述(針對奇數(shù)幀)和如圖4a所述(針對偶數(shù)幀)。
本發(fā)明還涵蓋了按照視頻輸入方向的反轉方向、或從右到左對偶數(shù)幀進行處理、以及從左到右對奇數(shù)幀進行處理的實施例。
在其他實施例中，根據(jù)應用或視頻內容，時間和空間預測子的數(shù)量可以是不同的。
在其他實施例中，該視頻處理可以應用于視頻的顏色分量。
權利要求
1.一種掃描在表現(xiàn)出時間遞歸的一系列圖像中的像素的方法，其特征在于從一個幀到下一幀對同一行中的像素的掃描次序進行反轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的掃描像素的方法，其特征在于從一個幀到下一幀對行的掃描次序進行反轉。
3.一種估計當前幀相對于參考幀的運動的方法，針對圖像中的每一個像素，包括以下步驟-估計空間預測子；-估計時間預測子；其特征在于像素的掃描次序符合權利要求1或2所述的方法，從而按照相反方向獲得從掃描中推導出的空間和時間預測子。
4.根據(jù)權利要求3所述的估計運動的方法，其特征在于針對每一個像素，計算三個空間預測子和一個時間預測子。
5.一種掃描在表現(xiàn)出時間遞歸的一系列圖像中的像素的設備，其特征在于從一個幀到下一幀對同一行中的像素的掃描次序進行反轉。
6.一種估計當前幀相對于參考幀的運動的設備，包括-針對圖像中的每一個像素估計空間預測子的裝置；-針對圖像中的每一個像素估計時間預測子的裝置，其特征在于掃描這些像素的次序符合權利要求1或2所述的方法，從而按照相反方向獲得從掃描中推導出的空間和時間預測子。
7.根據(jù)權利要求6所述的設備，其特征在于從一個幀到下一幀對行的掃描次序進行反轉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種掃描在表現(xiàn)出時間遞歸的一系列圖像中的像素的方法和設備。根據(jù)本發(fā)明，從一個幀到下一幀對同一行中的像素的掃描次序進行反轉。本發(fā)明可應用于運動估計。
文檔編號H04N7/32GK1816152SQ200610006978
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月26日 優(yōu)先權日2005年2月4日
發(fā)明者喬納森·克維克, 讓·伊夫·巴博諾, 迪迪?！ざ磐邠P 申請人:湯姆森許可貿易公司