[发明专利]影像处理电路与方法

说明书

技术领域

本发明是关于影像处理电路与方法，尤其是关于计算影像画面的权重绝对差值和(weighted sum of absolute difference)的电路与方法。

背景技术

请参考图1，其是习知以窗口为基础做影像相似度比对的示意图。目标画面110包含一个目标窗口115。比对程序在参考画面120中先决定一个搜寻窗口123，再从搜寻窗口123中找出多个比对候选(matching candidate)或称为比对窗口(matching window)125来与目标窗口做绝对差值和(sum of absolute difference,SAD)的运算。搜寻窗口123的决定方式可以在参考画面120中先找到一个与目标窗口115的中心点117相对应的对应点(corresponding point)127(也就是中心点117与对应点127在目标画面110及参考画面120上有相同的坐标)，来决定搜寻窗口123的位置，再依据欲比对的范围决定搜寻窗口123的大小。搜寻窗口123决定之后，便可在其中找出多个比对窗口125。比对窗口125与对应点127的相对关系如图1中参考画面120下方的比对窗口125-00～125-nk所示。如图所示，比对窗口125的宽度为n+1个像素(pixel)，高度为k+1个像素，每一个比对窗口125皆包含对应点127；而搜寻窗口123的寛度为2n+1个像素，高度为2k+1个像素；n及k皆为正整数。请参阅图2，其是比对窗口125、目标窗口115与权重系数的对应关系的示意图。R及C分别代表比对窗口125及目标窗口115的像素的特征值(例如亮度或色彩等信息)，而SAD的计算方式如下：

有时候比对窗口125中的某些位置是影像比对的重点，因此会在SAD的计算中加入权重，以加强该些位置的像素的重要性。而加入权重SAD计算方式便称为权重SAD(weighted SAD)。如图2所示的权重系数组210包含比对窗口125与目标窗口115中每一个画素所对应的权重系数W。权重SAD的计算方式为：

相较于未加入权重的SAD(方程式1)，权重SAD多了乘法的运算，对于不论是以硬件或软件实作的影像处理电路而言，皆是额外的负担。

为了说明方便起见，以下将以n与k都等于2为例来说明以权重SAD为基础的窗口比对计算。请参阅图3，其是习知以3x3的比对窗口为基础做影像比对计算的示意图。如图所示，搜寻窗口323的大小为5x5，而且以对应点327为中心。对应点327与目标画面110的目标窗口115的中心点117相对应。在搜寻窗口323中可以形成9个大小为3x3的比对窗口325，各个比对窗口325与对应点327的相对位置如参考画面120下方的9个比对窗口325-00～325-22所示。目标画面110的下方则呈现各个比对窗口325所对应的权重系数组310-00～310-22，所有的权重系数组构成一个权重系数集合。因此对于一个搜寻窗口大小为5x5且比对窗口大小为3x3的窗口比对程序，方程式2必须经过9次的运算才能得到9个比对窗口325各自的权重SAD值，进而找出权重SAD值最小的比对窗口325。

在上述的说明中，对应点327对应到目标画面110的目标窗口115的中心点117，然而在某些较复杂的算法中，只取目标窗口115的中心点117，来找相对应的对应点无法满足所有的情况，因此便产生更为复杂的窗口比对运算。请参考图4，其是习知参考画面中依据多个对应点所产生的多个搜寻窗口与目标画面的相对关系图。此例中比对窗口及目标窗口的大小同样是以3x3为例。目标画面480中的目标窗口482所包含的9个像素皆可在参考画面460中找到相对应的对应点，因此图4中包含9个子图式，分别代表9种搜寻窗口、对应点以及与目标窗口482中的参考点484的对应关系。以最上方的子图为例，参考点484位于目标窗口482的左上角，其在参考画面460中可以找到相对应的对应点417，并且依据对应点417可以决定5x5的搜寻窗口413，搜寻窗口413可以进一步决定9个比对窗口415，每个比对窗口415都包含对应点417。比对窗口415与对应点417的相对关系可以参考图3参考画面120下方的9种相对位置。而参考点484在目标窗口482中的其余数种变化及其在参考画面460中的对应点及搜寻窗口的关系如其它子图所示，不再赘述。图中的搜寻窗口范围410代表搜寻窗口413在9种变化中所移动的范围，在本例中，搜寻窗口范围410的大小为长及宽各为7个像素。