专利名称：三维递归运动估测系统及其寻找方法
技术领域：
本发明涉及一种运动估测(Motion Estimation)系统，尤其是涉及一种 通过统计时间域参考移动向量 (Temporal Predict ion)来进行三维递归 (3—D i men s i ona 1 R e c u r s i ve)运动#"观寸的运动#■观寸系纟充。
背景技术：
传统上，经由三维递归(3-Dimensional Recursive)运动估测寻找方法 可根据空间域参考移动向量(Spa t ia 1 Pred ic t ion)及时间域参考移动向量 (temporal Prediction)来找出目前帧画面中多个区块的移动向量。请参考 图1,其示出了传统三维递归运动估测寻找方法的示意图。在图l中，区块 112的时间域参考移动向量通过参考前一个帧画面100中对应区块102的左 下方与右下方的区块104与106的移动向量，其中对应区块102位于与区块 112对应的位置。
然而，因传统时间域参考移动向量仅参考对应区块102的左下方与右下 方的区块104与106的移动向量， 一旦其发生错误，欲计算的区块112的移 动向量很可能会因为根据不正确的时间域参考移动向量而错误。
此外，欲根据上述方法来计算区块112的移动向量需储存前一个帧画面 100中所有区块的移动向量，如此，将导致应用上述方法的系统的内存成本 较高。这样一来，如何找出较为精准且实现成本较低的三维递归的运动估测 其系统是业界不断致力的方向之一。
发明内容
有筌于此，本发明^是出三维递归(3-Dimensional Recursive)运动估测 系统及其寻找方法其可有效地改善上述的问题。
根据本发明提出一种三维递归的运动估测系统，用以计算帧画面中目前 区块的移动向量。移动量估测系统包括空间域、时间域参考移动向量及运动 估测单元。空间域参考移动向量提供单元用以选择目前区块周围相邻区块的移动向量来做为并输出空间域参考移动向量。时间域参考移动向量提供单元 用以选择前一个帧画面中对应区域中多个区块的多个移动向量中最常出现 的移动向量来做为并提供时间域参考移动向量。对应区域包含先前区块，其 与目前区块具有对应的位置。运动估测单元用以根据空间域及时间域参考移 动向量来找出移动向量。
根据本发明提出一种三维递归的运动估测寻找方法，用以提供目前帧画 面的区块的移动向量，运动估测寻找方法包括下列的步骤。首先，选择目前 帧画面中相邻区块的移动向量做为空间域参考移动向量。接着，提供时间域 参考移动向量。之后，根据空间域及时间域参考移动向量来估测移动向量。 其中，以前一个帧画面中对应区域的多个区块的多个移动向量中最常出现的 移动向量做为时间域参考移动向量。对应区域包含先前区块，其与目前区块 具有对应的位置。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合
附图详细说明如下
图1示出了传统时间域的参考移动向量选择方法操作下的顿画面的示意图。
图2示出了依照本发明较佳实施例的运动估测系统的方块图
图3示出了帧画面的示意图。
图4示出了本实施例的运动估测方法的流程图。
附图符号说明100、 110、 30、 40:帧画面102、 104、 106、 112、 32、 34、 36、 42:区块200运动估测系统
210空间域参考移动向量提供单元
220运动估测单元
230运动补偿单元
240时间域参考移动向量提供单元310-360、 410-460:区域 402-406:操作步骤
具体实施例方式
本实施例的三维递归(3-Dimensional Recursive)运动估测系统及其方
法划分帧画面为 一个或多个区域，并对这些区域中的区块的移动向量分别进
行数量统计。本实施例的三维递归运动估测系统及其方法以统计的时间域参
考移动向量，并以其找出目前区块的移动向量。其中，统计的时间域参考移 动向量例如为各区域中的最常出现的移动向量。
请参考图2及图3,图2示出了依照本发明较佳实施例的三维递归运动 估测系统的方块图，图3示出了图1的三维递归运动估测系统的运动示意图。 三维递归运动估测系统10包括空间域参考移动向量提供单元210、时间域参 考移动向量提供单元240及运动估测单元220。其中运动估测单元220例如 输出至运动补偿单元230以进行运动补偿。在本实施例中，如图3所示，各 帧画面，如帧画面30或40 :故划分为一个或多个区i或，例如帧画面30及40 分别被划分为区域310-360及410-460,而其以2*3的矩阵排列。其中帧画 面30及40例如分别为先前帧画面及目前帧画面。此外，亦可将帧画面30 及40划分为更多或更少个区域。接下来，以找出区块32的移动向量的操作 为例做说明。
空间域参考移动向量提供单元210用以提供区块32的空间域参考移动 向量PS,本实施例的移动向量记录单元210例如以与区块32相邻的区块的 移动向量来做为其空间域参考移动向量PS,例如，其以区块32左下方及右 上方的区块，亦即区块34及36的移动向量做为空间域参考移动向量PS。此 外，本领域的技术人员也可通过其它周知的空间域参考移动向量选择方法来 找出空间域参考移动向量PS 。
时间域参考移动向量提供单元2 4 0用以分析区域410中所有区块的移动 向量统计结果，并以最常出现的移动向量做为区域31G中所有区块的时间域 参考移动向量，亦即为区块32的时间域参考移动向量PT。本实施例的区域 410包括区块42，而区块42在区域410中的位置与区块32在区域310中的 位置相对应。只有最常出现的移动向量出现的频率超过一临界值，例如为5 0% 时以最常出现的移动向量做为时间域参考移动向量PT。或者时间域参考移动向量提供单元240仅对区域410中相关于部分区块 的统计结果进行分析，并根据分析结果来找出时间域参考移动向量PT。例如 时间域参考移动向量提供单元240仅对区域410中相对于区块32的一误差 数值够小的区块的统计结果进行分析。其中，时间域参考移动向量提供单元 240例如经由绝对差值求和(Sum of Absolute Differences, SADs)函数来找 出区域410中各区块相对于区块32的误差数值。
此外，时间域参考移动向量提供单元240还可增加区域410中多种特定 区块的权重，以提升时间域参考移动向量PT的精确度。例如，时间域参考 移动向量提供单元240可提升位于影像边界的区块的权重。
而运动估测单元220用以根据空间域参考移动向量PS及时间域参考移 动向量PT来产生其移动向量MV。例如，运动估测单元220可^f艮据空间域及 时间域参考移动向量PS及PT来找出多个对应的区块，并以其分别与区块32 进行区块比对(Block Matching)的方式来找出移动向量MV。
请参考图4,其为示出了本实施例的运动估测方法的流程图，以得到区 块32的移动向量MV。首先，如步骤402，接收区块32的空间域参考移动向 量PS,其例如为与区块32相邻的区块的移动向量，例如为区块32的左下方 及右下方的区块34及36。
接着，如步骤404，接收区块32的时间域参考移动向量PT，其例如根 据统计帧画面40的区域410中各区块的移动向量来得到时间域参考移动向 量PT。其中区域410例如包括与区块32具有对应位置的区块42。例如，以 最常出现的移动向量做为时间域移动向量PT。其中，只有最常出现的移动向 量出现的频率超过一临界值，例如为50°/。时以最常出现的移动向量做为时间 域参考移动向量PT。
或者可根据区域410中相关于部分区块的统计结果来得到时间域参考移 动向量PT。例如仅对区域410中相对于区块32的一误差数值够小的区块的 统计结果进行分析。其中，时间域参考移动向量提供单元240例如经由绝对 差值求和函数来找出区域410中各区块相对于区块32的误差数值。
此外，亦可通过提升区域410中的特定区块，例如区域410中位于影像 边界的区块的权重以提升对应的时间域参考移动向量的精准性。
之后，如步骤406，运动估测单元220根据区块32的空间域参考移动向 量PS及其时间域参考移动向量PT来产生区块32的移动向量MV。例如，可根据空间域及时间域参考移动向量PS及PT来找出多个对应的区块，并以其
分别与区块32进行区块比对(Block Matching)的方式来找出移动向量MV。
本实施例虽仅以位于区块32的左下方及右下方的区块34及36的移动 向量来做为区块32的空间域参考移动向量PS为例作说明，然而，本实施例 的运动估测系统200并不局限以上述区块的移动向量来做为空间域参考移动 向量PS，而更多、更少或其它位置的区块的移动向量亦可做为空间域参考移 动向量PS。
本实施例虽仅以帧画面30及40划分为以2*3的矩阵排列的区域 310-360及410-460的操作为例作说明，然而，本实施例的帧画面30及40 并不局限于上述的区域划分方法，而更可将帧画面30及40经由其它形式来 划分。例如，可将帧画面30及40划分为以2*4矩阵排列的区域或根据其上 的物体来将帧画面30及40划分为不规则型态的区域。
本实施例的三维递归运动估测系统及其方法以通过对各区域的移动向 量统计结果来得到时间域移动向量PT,并以其找出区块32的移动向量MV。 如此，即便在区块42周围的区块的移动向量估计错误，本实施例的时间域 移动向量PT及移动向量MV发生错误的机率也可不受影响并具有较高的可靠 程度。
此外，由于本实施例的三维递归运动估测系统及其方法将帧画面划分为 若干个区域来进行移动向量的统计，并仅需储存与区域数目实质上相等的时 间域参考移动向量来对目标区块的移动向量进行估测。如此，本实施例的三 维递归运动估测系统的内存成本可有效地降低。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定 本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以作 若干的更改与修饰。因此，本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种三维递归的运动估测系统，用以计算一帧画面中一目前区块的一移动向量，该移动量估测系统包括一空间域参考移动向量提供单元，用以选择该目前区块周围至少一相邻区块的至少一移动向量来做为并输出一空间域参考移动向量；一时间域参考移动向量提供单元，用以选择前一个帧画面中一对应区域中多个区块的多个移动向量中至少一最常出现的移动向量来做为并提供一时间域参考移动向量，该对应区域包含一先前区块，该先前区块与该目前区块具有对应的位置；以及一运动估测单元，用以根据该至少一空间域参考移动向量及该至少一时间域参考移动向量来找出该移动向量。
2. 如权利要求1所述的三维运动估测系统，其中该至少一相邻区块为 J立于该目前区块的左下方或右下方的区块。
3. 如权利要求1所述的运动估测系统，其中该时间域参考移动向量提 供单元还用以分析该对应区域中全部区块的移动向量的 一统计结果，并选择 该最常出现的移动向量做为该时间域参考移动向量。
4. 如权利要求1所述的运动估测系统，其中该时间域参考移动向量提 供单元用以分析该对应区域中多个特定区块的移动向量的一统计结果，并选 择该最常出现的移动向量做为该肘间域参考移动向量，其中这些特定区块相 对于该目前区块的绝对差值求和数值为够小。
5. 如权利要求3或4所述的运动估测系统，其中只有当该最常出现的 移动向量的出现频率够高时以该最常出现的移动向量做为该时间域参考移 动向量。
6. 如权利要求3或4所述的运动估测系统，其中当该时间域参考移动向量提供单元对该统计结果进行分析时加重位于影像边缘的区块的权重。
7. —种三维递归的运动估测寻找方法，用以^是供一目前帧画面的一区块的一移动向量，该运动估测寻找方法包括选择一目前帧画面中的至少一相邻区块的至少一移动向量做为一空间域参考移动向量；提供一时间域参考移动向量；以及根据该空间域参考移动向量及该时间域参考移动向量来估测该移动向量；其中，以前一个帧画面中 一对应区域的多个区块的多个移动向量中至少 一最常出现的移动向量做为该时间域参考移动向量，该对应区域包含一先前 区块，该先前区块与该目前区块具有对应的位置。
8. 如权利要求7所述的运动估测寻找方法，其中该至少一相邻区块为位于该目前区块的左下方或右下方的区块。
9. 如权利要求7所述的运动估测寻找方法，其中分析该对应区域中全部区块的移动向量的一统计结果，并选择该最常出现的移动向量做为该时间 域参考移动向量。
10. 如权利要求7所述的运动估测寻找方法，其中分析该对应区域中多 个特定区块的移动向量的一统计结果，并选择该最常出现的移动向量做为该 时间域参考移动向量，其中这些特定区块相对于该目前区块的绝对差值求和 数值为最小。
11. 如权利要求9或10所述的运动估测寻找方法，其中只有当该最常 出现的移动向量的出现频率够高时系以该最常出现的移动向量做为该时间 域参考移动向量。
12. 如权利要求9或10所述的运动估测寻找方法，其中当该时间域参 考移动向量提供单元对该统计结果进行分析时加重位于影像边缘的区块的 权重。
全文摘要
一种三维递归的运动估测寻找方法，用以提供目前帧画面的区块的移动向量，运动估测寻找方法包括下列的步骤。首先，选择目前帧画面中相邻区块的移动向量做为空间域参考移动向量。接着，提供时间域参考移动向量。之后，根据空间域及时间域参考移动向量来估测移动向量。其中，以前一个帧画面中对应区域的多个区块的多个移动向量中最常出现的移动向量做为时间域参考移动向量。对应区域包含先前区块，其与目前区块具有对应的位置。
文档编号H04N7/26GK101304527SQ20071010325
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月10日 优先权日2007年5月10日
发明者张芳甄 申请人:奇景光电股份有限公司