[发明专利]视频图象处理

说明书

本发明涉及视频图象处理，更具体地说，涉及产生用来向一个图象的不同区域指示轮廓运动的方向和幅度和运动矢量。这种矢量然后可用于帮助产生所需的输出图形。

在我们的英国专利GB-B-2188510中，介绍过一种视频图象处理方法。该方法产生一列可用于视频图象的一个测量块的运动矢量。这些运动矢量中合适的一个矢量可指定给该图象的每个区域。每个区域可以小到如同一个图形元（象素），或它可以包括多个图形元或一组图形块。

当要求产生相应于各时刻的中间的两个输入场的输入视频场时，这种运动矢量是特别有用的。这种输出场在视频图象处理系统中是必需的。这些处理系统以标准的变换或以产生慢运动效应的方法，将视频图象转送到胶带或从胶带获得视频图象。

在我们的国际专利申请No.PCT/GB92/00952中，描述了产生既可用于指定给一个特定的输入场的、或在一个特定的场间间隔内的运动矢量的方法。

在传统的PAL电视信号中，顺次场是交错的。这就是说，每场包含要显示在视频显示器的交替行上的数据。这被人们称之为2∶1交错。业已发现：当矢量在一对顺次的交替视频场之间求取时，在由此求取的矢量中会形成误差，其原因是数据是基于交替的图象形行的。

由于这个原因，最好用诸如在视频图象的顺次帧之间的相位相关的方法求取矢量，例如，通过在一个2∶1交错信号的交替场之间相关，使得在正被相关的数据行之间的差别消失。然而如果采用这一种方法，可测的最大的运动速度为采用交错相关可测的速度的一半。

因此，本发明的最佳实施例导求对上述问题的解答：即，在求取的运动矢量无明显的误差下实现场间相关。

现要说明的一点是，在权利要求书中已对本发明作了定义。

现在结合附图来详细介绍本发明的最佳实施例。

图1a和b示出了本发明的一对交错视频场和施加了垂直移位后的结果;

图2示出了实施本发明的第一系统;

图3示出了实施本发明的第二系统;而

图4则示出了图3的系统的另一个实施例。

图1a示出了一对在其各自时间间隔时的顺次的交错视频场。第一视频场各行用X表示，而第二视频场各行则用围圈的X表示。可以清楚地看到交错视频场被垂直位移了一行。

在图1b中，可以看到采用本发明的实施例位移后的同一对视频场。图1a的每一场已被移位了半个图形行，即第一场已下移半行，第二场已被上移半行。结果，两个场的图形行在图1b中是垂直对准的。图1a中的箭头表示位移方向和幅度。

上述两个垂直对准的场于是可以按照在我们的英国专利GB-B-2188510中所述的方法进行相关，以求出一组用于指定给图形区域的运动矢量。其它求取矢量的方法，诸如图块匹配（block    matching），也是可以采用的。

这种垂直再对准和随之的场相关的效果是为了使最大速度的范围加倍，而最大速度的范围则可以在一系列视频图形中检测到。同时也减少了在求得的相位相关面（correlation    sarface）上的噪声。这种在噪声方面的减少原因是由于达到较高的取样速率而使相关面中的非相关成份减少。应该认识到：比起以帧取样速率产生的相关，在顺次场间求得的矢量更能够跟随在视频系列中的复杂运动和快加速。

我们已经发现：在原来视频信号中不存在的某些小的垂直运动可以被系统检测到。这可能是由于在原来的源材料中的混淆分量引起的。用一个附加滤波器可以除去该效应。

为了进一步改善相关噪声，可以将一个暂时滤波器（temporal    filter）用于本发明。在我们的国际专利申请No.PCT/GB92/00952中描述了二种可能的类型。使用这种暂时滤波器的优点是为了改善相关面的信号/噪声比，在指定前再定时相关面，及减少由于顺次的相关面是由在视频信号中的交替的交错行中求取而引起的交替的垂直误差。

图2示出了包括一个暂时滤波器的电路的第一实施例。该电路按照我们的国际专利No.PCT/GB92/00952中的所谓三场法工作。它产生适合于指定给三顺次的输入场的，在图2中A点出现的中心场的一列输出矢量。