专利名称：数据处理方法及数字影像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据处理方法及数字影像处理装置，尤指一种可减少方块效应的数据处理方法及数字影像处理装置。
背景技术：
随着科技的进步，数字影像处理的技术也随的不断精进。数字影片组成的最基本单位称为画面(Frame)，其中按照压缩的方式不同主要可分为两种一种需要邻近的画面(Frame)作为编码的基础，仅储存与邻近画面相异之处，以达到压缩的目的，称为预测画面(Predicted Frame);而另一种则不依赖相邻画面,但通过储存所有需要用来呈现画面的数据，称为内编码画面(Intra-coded Frame)。换句话说,预测画面可以是由内编码画面译码而得到，或者尤其他的预测画面译码而得到。
以预测画面为例，为了充分利用相邻画面的数据，以减少储存预测画面的数据量，预测画面需要纪录相邻画面中对应的运动状态,称为运动向量(Motion Vector,MV) 做法是将预测画面分割成许多微小的方块，其大小可根据需求进行调整，并且在相邻的画面中寻找对应的方块的位置，此时原方块与对应的方块的位移向量即为原方块的运动向量，如此便可根据相邻的画面，将预测画面中的方块一个一个通过运动向量”预测”出来。由于效能的考虑，在寻找对应的方块时，仅能寻找最相似的方块，因此通过运动向量所找到的预测方块很有可能会跟相邻的方块产生不连续的现象，造成看到的画面出现一格一格的方块，称为方块效应(Blocking)。此外,根据傅立叶定理，内编码画面中有许多式样(Pattern)可通过多个余弦函数的迭加所构成，因此进行压缩的方式通常是将一画面分割成许多微小的方块，再分别对小方块做离散余弦转换(Discrete Cosine Transform,DCT),以将原画面中的微小方块所构成的式样转换成频域上的系数进行储存。由于频域系数的资料量远比式样的资料量小，因此可以达到压缩的目的，甚至可以进一步舍弃部分低频的数据，以达到更佳的压缩效果。但是，由于离散的性质以及部分低频数据的舍弃，经由译码器译码出来的方块不一定会跟原来的方块完全相同，因此也会有轻微的方块效应产生。由于传统数字影像处理装置进行画面速率转换功能，乃是采用复制一张预测画面作为内插画面插入原预测画面与内编码画面之间的作法，因此原有的方块效应会在画面速率转换后保留下来，影响使用者观看的兴致。在公知技术中，某些较精致的画面速率转换技术在插入内插画面后，会再进一步使用运动向量对画面变动的部份做线性的补偿，以增加画面的流畅性，但对减少方块效应的干扰并无帮助。简单来说，经过传统数字影像处理技术压缩过后的数字影片经常会有方块效应的干扰，因此有改善的必要。
发明内容
因此，本发明主要提供一种数据处理方法及数字影像处理装置，用来减少画面速率转换中内插画面的方块效应。
本发明公开一种用于一数字影像处理装置的数据处理方法，包含有取得一内编码画面数据及一预测画面数据；取得该内编码画面数据中对应于一像素的一第一相素值；取得该预测画面资料中对应于该像素的一第二相素值；根据该内编码画面数据中对应于该像素的一第一运动向量及该第一相素值，决定一第三相素值；根据该预测画面资料中对应于该像素的一第二运动向量及该第二相素值，决定一第四相素值；计算该第一相素值及该第二相素值的平均，以产生一第五相素值；以及根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定一内插画面数据中对应于该像素的相素值。本发明还公开一种数字影像处理装置，包含有一中央处理器；以及一内存，用来储存一程序代码，该程序代码指示该中央处理器执行以下步骤取得一内编码画面数据及一预测画面数据；取得该内编码画面数据中对应于一像素的一第一相素值；取得该预测画面资料中对应于该像素的一第二相素值；根据该内编码画面数据中对应于该像素的一第一运动向量及该第一相素值，决定一第三相素值；根据该预测画面资料中对应于该像素的一第二运动向量及该第二相素值，决定一第四相素值；计算该第一相素值及该第二相素值的平均，以产生一第五相素值；以及根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定一内插画面数据中对应于该像素的相素值。 在此配合下列附图、实施例的详细说明及权利要求书，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。
图I为本发明实施例一数据处理流程的示意图。图2用来说明图I之数据处理流程中画面数据相对位置。图3为图I之数据处理流程之实现架构之示意图。其中，附图标记说明如下10数据处理流程100、102、104、106、108、110、112、步骤I14、I16I-frame> P-frame画面资料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第一运动向量MV_2第二运动向量P_0、P_1、P_2像素
具体实施例方式请参考图1，图I为本发明实施例一数据处理流程10的示意图。数据处理流程10用于一数字影像处理装置，包含以下步骤步骤100 :开始。
步骤102 :取得一内编码画面数据I-frame及一预测画面数据P-frame。步骤104 :取得内编码画面数据I-frame中对应于一像素P_0的一第一相素值PV_lo步骤106 :取得预测画面资料P-frame中对应于像素P_0的一第二相素值PV_2。步骤108 :根据内编码画面数据I-frame中对应于像素P_0的一第一运动向量MV_1及第一相素值PV_1，决定一第三相素值PV_3。步骤110 :根据预测画面资料P-frame中对应于像素P_0的一第二运动向量MV_2及第二相素值PV_2，决定一第四相素值PV_4。步骤112 :计算第一相素值PV_1及第二相素值PV_2的平均，以产生一第五相素值PV_50
步骤114 :根据第三相素值PV_3、第四相素值PV_4及第五相素值PV_5，决定一内插画面数据中对应于像素P_0的相素值。步骤116:结束。根据数据处理流程10，当数字影像处理装置进行画面速率转换功能时，数字影像处理装置先取得对应于内插画面数据的内编码画面数据I-frame与预测画面数据P-frame，再根据内插画面资料I-frame中欲决定相素值的像素P_0，于内编码画面数据I-frame以及预测画面数据P-frame中，分别取得对应于像素P_0的第一相素值PV_1与第二相素值PV_2，并计算第一相素值PV_1与第二相素值PV_2的平均，以产生第五相素值PV_5。数据处理流程10还根据内编码画面数据I-frame中对应于像素P_0的第一运动向量MV_1及第一相素值PV_1，决定第三相素值PV_3，以及根据预测画面资料P-frame中对应于像素P_0的第二运动向量MV_2及第二相素值PV_2，决定第四相素值PV_4。最后，根据第三相素值PV_3、第四相素值PV_4及第五相素值PV_5的相对大小关系，决定像素P_0的相素值。详细来说，由于内编码画面所储存的数据量较大，失真较少，为了维持画面的质量，数据处理流程10分别采用内编码画面数据I-frame搭配预测画面数据P-frame的方式来决定内插画面数据。请参考第2图，第2图用来说明数据处理流程10中画面数据相对位置。内编码画面数据I-frame包含有第一相素值PV_1,对应于内差画面资料的像素P_0 ;同理，预测画面资料P-frame包含有第二相素值PV_2，对应于像素P_0。第一相素值PV_1与第二相素值PV_2的平均系第五相素值PV_5，用来作为决定像素P_0的相素值的一参考值。此外，内编码画面数据I-frame还包含有对应于第一相素值PV_1的运动向量MV_1，其用来记录内编码画面数据I-frame中一像素P_1与像素P_0的相对位置，其中像素P_1的第三相素值PV_3与第一相素值PV_1特征相近，第三相素值PV_3则用来作为决定像素P_0的相素值的另一参考值。相似地，预测画面资料P-frame还包含有对应于第二相素值PV_2的运动向量MV_2，其用来记录内编码画面数据I-frame中像素P_2与像素P_0的相对位置，其中像素P_2的第四相素值PV_4与第一相素值PV_1特征相近，第四相素值PV_4则用来作为决定像素P_0的相素值的另一参考值。为了减少内差画面方块效应产生的影响，在一般情况下，本发明使用第三相素值PV_3、第四相素值PV_4与第五相素值PV_5的一中位数来决定像素P_0的相素值，但若第五相素值PV_5与第三相素值PV_3相近的程度大于第三相素值PV_3与第四相素值PV_4相近的程度，则改用第三相素值PV_3与第四相素值PV_4的平均数来决定像素p_0的相素值。相似地，若第五相素值PV_5与第四相素值PV_4相近的程度大于第三相素值PV_3与第四相素值PV_4相近的程度，亦改用第三相素值PV_3与第四相素值PV_4的平均数来决定像素P_0的相素值。简单来说，由于人眼对画面中物体对比的敏感度较高，因此本发明的精神在于将画面中方格的边缘像素的相素值与邻近画面中对应的相素值进行比较，当边缘像素的相素值太高或太低时，则以这些相素值的中位数进行取代，如此一来，可以增加边缘像素视觉上的模糊程度，减少方格效应所造成的影响。此外，本发明的数据处理方法10还提供一取代机制，于第三相素值PV_3与第四相素值PV_4差异不大时，改用第三相素值PV_3与第四相素值PV_4的平均来进行取代，用来补偿经过取代后所产生画面较模糊的情况，以达到更好的视觉效果。需注意的是，选取与邻近画面相对应的相素值的方法可根据需要作适当的调整。举例来说，为了简化运算的复杂度，第一运动向量MV_1可以第二运动向量MV_2所取代，但不限于此。此外，预测画面资料P-frame的张数以及选取的顺序也可 以根据数字影片的编码方式不同而有所不同，以MPEG-2格式的数字影片为例，预测画面数据P-frame的选择并不限于只有与内编码画面数据I-frame相邻的第一张预测画面，可以是任何一张以相同内编码画面进行编码的预测画面即可，张数也不限于一张，于使用多张预测画面时，可以数据处理流程10中步骤110至步骤114进行处理。另外，相素值可以是亮度或是彩度，不以此为限，本领域普通技术人员可据以变化与修饰。此外，上述关于数据处理流程10中各步骤的实现方式，应系本领域普通技术人员所熟习的技艺。例如，可以特定程序语言的指令、参数、变量等，将数据处理流程10中各步骤以单元方式编译为程序代码，并储存于一内存中，以指示相关数字影像处理装置的中央处理器执行数据处理流程10的各步骤，相关架构可简略地以图3表示。在公知技术中，当数字影像处理装置进行画面速率转换功能时，若数字影片中内编码画面及预测画面已有方块效应产生，则据以产生的内插画面亦会有方块效应产生，可能因此引起使用者的不悦，降低使用兴致。相较之下，本发明可于数字影像处理装置执行画面速率转换功能时，对内插画面进行画面补偿，减少方块效应的影响，并且提供了一取代机制，用来降低补偿后可能造成的画面模糊。综上所述，通过使用邻近画面相对应的相素值的中位数，对画面速率转换中内插画面进行画面补偿，可以有效地减少方块效应所造成的影响，如此一来，可提高数字影片画面的平滑性，进而提升使用者使用经验。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种用于一数字影像处理装置的数据处理方法，其特征在于，包含有 取得一内编码画面数据及一预测画面数据； 取得该内编码画面数据中对应于一像素的一第一相素值； 取得该预测画面资料中对应于该像素的一第二相素值； 根据该内编码画面数据中对应于该像素的一第一运动向量及该第一相素值，决定一第三相素值； 根据该预测画面资料中对应于该像素的一第二运动向量及该第二相素值，决定一第四相素值； 计算该第一相素值及该第二相素值的平均，以产生一第五相素值；以及根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定一内插画面数据中对应于该像素的相素值。
2.如权利要求I所述的数据选取方法，其特征在于，根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值的步骤，包含有 于该第三相素值与该第四相素值的差大于该第四相素值与该第五相素值的差，且该第三相素值与该第四相素值的差大于该第四相素值与该第五相素值的差时，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值为该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值的一中位数。
3.如权利要求I所述的数据选取方法，其特征在于，根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值的步骤，包含有 于该第三相素值与该第四相素值的差小于该第三相素值与该第五相素值的差时，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值为该第三相素值及该第四相素值的一算数平均数。
4.如权利要求I所述的数据选取方法，其特征在于，根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值的步骤，包含有 于该第三相素值与该第四相素值的差小于该第四相素值与该第五相素值的差时，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值为该第三相素值及该第四相素值的一算数平均数。
5.一种数字影像处理装置，其特征在于，包含有 一中央处理器；以及 一内存，用来储存一程序代码，该程序代码指示该中央处理器执行以下步骤 取得一内编码画面数据及一预测画面数据； 取得该内编码画面数据中对应于一像素的一第一相素值； 取得该预测画面资料中对应于该像素的一第二相素值； 根据该内编码画面数据中对应于该像素的一第一运动向量及该第一相素值，决定一第三相素值； 根据该预测画面资料中对应于该像素的一第二运动向量及该第二相素值，决定一第四相素值； 计算该第一相素值及该第二相素值的平均，以产生一第五相素值；以及 根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定一内插画面数据中对应于该像素的相素值。
6.如权利要求5所述的数字影像处理装置，其特征在于，根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值的步骤，包含有 于该第三相素值与该第四相素值的差大于该第四相素值与该第五相素值的差，且该第三相素值与该第四相素值的差大于该第四相素值与该第五相素值的差时，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值为该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值的一中位数。
7.如权利要求5所述的数字影像处理装置，其特征在于，根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值的步骤，包含有 于该第三相素值与该第四相素值的差小于该第三相素值与该第五相素值的差时，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值为该第三相素值及该第四相素值的一算数平均数。
8.如权利要求5所述的数字影像处理装置，其特征在于，根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值的步骤，包含有 于该第三相素值与该第四相素值的差小于该第四相素值与该第五相素值的差时，决定该内插画面数据中对应于该像素的相素值为该第三相素值及该第四相素值的一算数平均数。
全文摘要
本发明公开了用于一数字影像处理装置的数据处理方法，包含有取得一内编码画面数据及一预测画面数据；取得该内编码画面数据中对应于一像素的一第一相素值；取得该预测画面资料中对应于该像素的一第二相素值；根据该内编码画面数据中对应于该像素的一第一运动向量及该第一相素值，决定一第三相素值；根据该预测画面资料中对应于该像素的一第二运动向量及该第二相素值，决定一第四相素值；计算该第一相素值及该第二相素值的平均，以产生一第五相素值；以及根据该第三相素值、该第四相素值及该第五相素值，决定一内插画面数据中对应于该像素的相素值。
文档编号H04N7/26GK102752585SQ20111009648
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者姜建德, 张孝恩, 林义峰 申请人:联咏科技股份有限公司