[发明专利]可变速度的录象画面搜寻装置与方法

说明书

本发明公开了一个储存图象录/放装置上，以可变速度搜寻录象画面的装置与方法。这个装置包括了一个可以录下画面和信息值信号以及重新播放录象画面的录景影重播装置，一个根据信息值信号在快速扫描搜录(即快速向前或快速向后搜录)时调整录象重播装置之速度控制器，快速扫描录的速度的调整，要使得具有高信息值的录象画面，会以较慢的快速扫描速度来重播，而具有低信息值的前述录象画面，会以较快的快速扫描速度来重播。

本发明是并于一个在储存图象录/放装置上以可变速度搜寻录象画面的装置，特别的是，本发明涉及基于时间上前后连续的录象画面的相关性，在快速扫描录时间用来控制装置的速度。

为了在储存图象录/放装置(如录象带)上，识别预先设定的位置，常通的记录(装置)，如录象机，其操作者可以在录象带上记录索引码，这使得操作者可以向前快转到带子上的一个特定位置。通常的录象机也可以在向前快速搜寻索引的位置时，边看边找。

通常的快速向前搜寻装置，象目前的录影机，它们具有一个固定或使用者可控制的向前快速搜寻速度。一个固定的向前快速搜寻的速度对观看同时具有静态与动态景物的录象视频是不合适的。(“动态与静态”景物定义于后)。同样地，由手工来调整速度也不是一个有效的替代方法。

一个完全运动视频序列通常含有静态和动态两种画面。(在此，“画面”这个用语意指帧或场)。静态景物在前后连续的画面之间变化很少，意即画面与画面间之重复性相当高。对动态景物，前后连续的画面之间的差异性就相当大了。

连续画面之间的变化可以用运动矢量及非零的预估误差来度量。例如，为了达到很高的数据压缩量，在块匹配运动补偿算法上，运动矢量，可用于去除画面之间的冗余。例如说，一个画面可以切分为许多8×8的2维象素阵列的区块，其运动量可以由整个画面总体来预估，也以在局部的块中来预估。

连续画面(或块)间的最佳匹配位置可由求一个如方程式(1)所示的误差函数的最小值来决定

E＝∑i∑j|a(I，j)-b(i+mi，j，mj)|^q(1)其中，a(i，j)是当前画面(或块)中的象素值，

b(i+mj，j+mj)是前一个画面(或块)中的象素值，

i是纵座标索引，j是横座标索引，

mi，mj表示一位移矢量D＝mi，mj

乘方q通常等于1或2使误差函数E得到最小值的位移矢量(即mi，mj的数值)就叫做运动矢量。

该运动矢量代表自零位移矢量间的最小位移。例如，对完全相同的画面而言，其整体的运动矢量是零，也就是后续画面相对于前一画面的零位移矢量是不动的。同样地，对完全相同的后续块，其相对于特定块的移动矢量也是零。

静态场景的信息相当低，因为它们在连续画面之间的变化相当少(也就是相关性很高。)因此，静态景物会有较小的运动矢量或者是较小的非零估计误差。对运动或变化很小的静态场景而言，预估下一个场景会相当的准确。因此，静态场景具有较小的非零估计误差。当然，对于完全静止的图面，其运动矢量及预估误差都是零，这表示下一个场景可正确预估，而且和前一个场景完全相同。

相反地，场景之间变化相当大的动态场景其有较高的信息值及较大的运动矢量。下一个场景的预估通常会因为变动的场景，而倾向于有误差。

对连续画面之间变化少(即相关性较高)的静态场景，用一个固定的快速向前(或快速向后)的搜寻速度，会看起来象是用一个不合理的慢速度在搜录一样。对于观察者而言，这样的搜寻不象是一快速向前或快速向后的搜寻。对相当静态的场景而言，一般希望以高速向前快转搜寻。

相对地，对连续画面之间变化较多(即相关性较低)的动态场景，同样的快速向前搜寻速度会快得在视觉上无法辨知。一个较慢的快速向前搜寻对舒适的观看的所希望的。因此，一个固定的搜寻速度关不能适当地配合场景变化的情形(程度)。

向前快速搜寻的速度可以用人工来调整。例如：当使用者主观上觉得连续的画面之间时序相关性很低，对动态图象可以减低搜寻的速度；相反地，当使用者觉得连续的画面之间时序相关性很高，对静态呼象则可以提高搜寻的速度。

快速向前搜寻速度的手段调整并不是一个方便使用的技术，而且需要中断的手段调整，尤其是在使用者评估画面之间的相关性时与手动调整快转向前的速度之间有一个反应的延迟。更进一步说，这个方法受限于当搜寻速度很快时，使用者通常会因查觉不到而忽略被扫描到的短暂动态场景。