[發明專利]與移動補償相關的影像處理裝置及影像處理方法

在審

• 申請號: 201711257836.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109874017A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 汪岱錡;鄧書緯
• 申請（專利權）人: 晨星半導體股份有限公司
• 主分類號: H04N19/51
• 分類號: H04N19/51;H04N19/176
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

本發明提供一種影像處理裝置，其中包含一搜尋范圍提供電路、一搜尋電路與一編碼器。該搜尋范圍提供電路是用以為一目標影像區塊取得N個移動向量預測值，并據此于一參考幀中設定相對應的N個搜尋范圍。符號N為大于一的整數。該搜尋電路是用以于該N個搜尋范圍中各進行一移動補償搜尋程序，借此為該目標影像區塊找出一移動向量。該編碼器是用以根據該移動向量為該目標影像區塊編碼。

技術領域

本發明與影像處理技術相關，并且尤其與進行動態影像編碼時會采用的移動補償(motion compensation)技術相關。

背景技術

為了滿足觀看者對于逼真影像的期待，許多影像顯示設備的主要發展方向之一是持續提升畫面的尺寸和解析度。如何在保有良好畫質的同時，透過編碼技術降低影像的資料量，以節省儲存空間與傳輸資源，是備受關注的議題。

移動補償是一種被廣泛應用的動態影像編碼技術，奠基于時序上相鄰兩幀(frame)之內容通常有高度相似性的特點。每一個幀會被分割為多個影像區塊，做為編碼的基本單位。針對各個待編碼的影像區塊，編碼器會從一特定影像范圍(以下稱搜尋范圍)中找出一個最相似的影像區塊做為參考區塊。一待編碼影像區塊與其參考區塊在幀中的座標差異稱為移動向量(motion vector)，而這兩個影像區塊的影像內容差異稱為殘差(residual)。編碼器只需要對殘差與移動向量(而非整個待編碼影像區塊的內容)進行編碼。一影像區塊與其參考區塊愈相似，殘差便愈小。顯然，找出適當的參考區塊，對于降低編碼結果的資料量大有助益。因此，選定適當的搜尋范圍是一個重要的步驟。

最傳統的移動補償技術是以整個參考幀做為搜尋范圍，逐一評估所有可能的移動向量，以找出其中能最小化殘差資料量的影像區塊做為參考區塊。這種做法的缺點在于會耗費大量運算資源與時間。為此，第一種改良方案是采用一鄰近區塊的移動向量，做為待編碼影像區塊的移動向量預測值，據此進行范圍較小的搜尋。請參閱圖1(A)。假設目前待編碼幀100中有待編碼影像區塊111，而已知待編碼影像區塊111的鄰近影像區塊110的參考區塊為參考幀900中的影像區塊R，則編碼器可采用影像區塊R相對于影像區塊110的移動向量MV₁₁₀做為待編碼影像區塊111的移動向量預測值PMV。如圖1(B)所示，移動向量預測值PMV的大小及方向皆與移動向量MV₁₁₀相同，惟其起點是對應于待編碼影像區塊111的中心點。以移動向量預測值PMV的尾端為中心點的特定大小區域被設定為搜尋范圍S，做為編碼器為待編碼影像區塊111尋找參考區塊時的搜尋對象。

不同于只考量單一鄰近區塊的第一種改良方案，第二種改良方案將多個鄰近區塊的已知移動向量納入考量。請參閱圖1(C)的范例。在這個范例中，待編碼影像區塊111的四個鄰近區塊107～110的已知移動向量被納入考量。更具體地說，第二種改良方案是令移動向量預測值PMV等于鄰近影像區塊107～110的移動向量MV₁₀₇～MV₁₁₀的中位數，并據此設定搜尋范圍S。為便于說明向量預測值PMV與移動向量MV₁₀₇～MV₁₁₀的相對關系，在圖1(D)中，移動向量MV₁₀₇～MV₁₁₀被繪示皆為以待編碼影像區塊111的中心點為起點。由圖1(D)可看出，在待編碼影像區塊111與鄰近影像區塊107或是108關聯性較高(相較于鄰近影像區塊109、110)的情況下，采用第二種改良方案會比采用第一種改良方案更好。相對地，若待編碼影像區塊111與鄰近影像區塊109或是110的關聯性更高，采用第二種改良方案便未必能找出更理想的參考區塊。

發明內容

本發明提出一種新的影像處理裝置及影像處理方法。