專利名稱：一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻圖像處理系統(tǒng)，更具體的是，涉及視頻圖像處理時(shí)，一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像去隔行算法。
背景技術(shù)：
為了節(jié)省視頻傳輸?shù)膸?，長(zhǎng)期以來視頻信號(hào)都是以隔行掃描的方式進(jìn)行傳輸， 而隔行掃描的視頻會(huì)帶來畫面行間閃爍、跳躍等不良視覺效果，順序掃描則因具有更高的垂直分辨率而不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，隨著信息技術(shù)的進(jìn)步以及等離子平板顯示器、液晶顯示器等為代表的平板顯示器的飛速發(fā)展，逐行掃描將成為替代隔行掃描的傳輸方式。但在當(dāng)前及以后的一段過渡時(shí)間內(nèi)，隔行掃描和順序掃描視頻源將長(zhǎng)期并存，因此把隔行掃描的視頻源轉(zhuǎn)換為順序掃描的方式成為視頻格式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，而去隔行技術(shù)的關(guān)鍵在于圖像邊緣和細(xì)節(jié)信息的保持。常規(guī)的視頻去隔行技術(shù)分為幀內(nèi)去隔行和幀間去隔行兩種，幀間去隔行技術(shù)在硬件實(shí)現(xiàn)上需要存儲(chǔ)多幀視頻，幀內(nèi)去隔行算法僅需存儲(chǔ)若干行便可以取得很好的去隔行效果，不僅大大節(jié)省了硬件資源，也是幀間去隔行算法的關(guān)鍵部分。幀內(nèi)去隔行最常用的算法是雙線性插值，通過對(duì)待插值像素點(diǎn)上下兩個(gè)點(diǎn)求平均值得到，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在圖像的邊緣會(huì)帶來嚴(yán)重的鋸齒效應(yīng)?；谶吘壏较虻娜ジ粜兴惴ɡ孟噜徯邢袼刂g的方向相關(guān)性選擇插值的邊緣方向，可以有效的降低插值后圖像邊緣的鋸齒效應(yīng)。簡(jiǎn)單的基于邊緣方向的插值算法往往只能檢測(cè)較少的邊緣方向，對(duì)于小角度的鋸齒則沒有作用，而隨著檢測(cè)點(diǎn)數(shù)的增加而引起的邊緣方向誤判問題則會(huì)對(duì)圖像中的紋理區(qū)域造成細(xì)節(jié)的丟失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于視頻圖像處理的去隔行算法。更具體的說，該方法是在視頻圖像去隔行處理時(shí)，對(duì)圖像進(jìn)行邊緣方向預(yù)判斷，選擇對(duì)應(yīng)的插值算法再計(jì)算邊緣相關(guān)性選擇插值方向的去隔行算法。下面詳細(xì)介紹本發(fā)明的具體技術(shù)方案一種邊緣相關(guān)性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法。該系統(tǒng)包括一種邊緣相關(guān)性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法對(duì)圖像進(jìn)行邊緣方向預(yù)判斷，選擇合適的插值方向；一種邊緣相關(guān)性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法對(duì)平坦區(qū)域、紋理區(qū)域、水平邊緣采用垂直方向插值的算法；一種邊緣相關(guān)性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法對(duì)其他邊緣方向采用邊緣相關(guān)性的去隔行算法；一種邊緣相關(guān)性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)采用的區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的方向檢測(cè)來降低邊緣誤檢概率；
一種邊緣相關(guān)性的場(chǎng)內(nèi)去隔行算法在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)考慮子像素點(diǎn)提高邊緣能夠檢測(cè)到角度的個(gè)數(shù)。其特征在于本發(fā)明所述方法為了實(shí)現(xiàn)視頻格式從隔行到逐行的轉(zhuǎn)換并且在占用較低的硬件資源的基礎(chǔ)上對(duì)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)有很好的保持效果，采用對(duì)圖像邊緣方向預(yù)判斷，對(duì)不同的部分選取合適的插值方式，使得整體的去隔行算法能夠在低硬件實(shí)現(xiàn)代價(jià)的基礎(chǔ)上取得非常好的去隔行效果。本發(fā)明所述方法為了降低計(jì)算復(fù)雜度減少運(yùn)算量，在對(duì)邊緣預(yù)判斷以后對(duì)平坦區(qū)域、紋理區(qū)域和水平邊緣采用垂直方向插值的算法；本發(fā)明所述方法為了很好的保持邊緣信息，減少邊緣的鋸齒效應(yīng)，對(duì)其他邊緣方向采用邊緣相關(guān)性的去隔行算法；本發(fā)明所述方法為了降低邊緣方向的誤檢測(cè)，在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)采用的區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的方向檢測(cè)，減少了假邊緣現(xiàn)象的出現(xiàn)，在邊緣上取得較好的去隔行效果；本發(fā)明所述方法為了提高邊緣方向的檢測(cè)精度，在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)考慮亞像素點(diǎn)，能夠檢測(cè)到更精確的邊緣方向。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明所述算法的流程圖。圖2為本發(fā)明所述算法的梯度算子。圖3為本發(fā)明所述算法的9點(diǎn)邊緣方向檢測(cè)圖。圖4為本發(fā)明所述算法的區(qū)域性方向檢測(cè)圖。圖5為本發(fā)明所述算法的亞像素點(diǎn)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖1所示為整個(gè)去隔行算法的流程圖。首先對(duì)輸入奇數(shù)場(chǎng)視頻圖像進(jìn)行梯度的計(jì)算，可得每個(gè)插值點(diǎn)的水平方向梯度和垂直方向梯度，與閾值Th進(jìn)行判斷，將圖像分為不同的區(qū)域，其次計(jì)算對(duì)角方向和水平方向區(qū)域的9點(diǎn)區(qū)域最小值和次最小值，然后通過最小值和次最小值的象限判斷進(jìn)一步把該區(qū)域分為細(xì)節(jié)和非細(xì)節(jié)部分，每個(gè)部分用不同插值方式，最后輸出完整的去隔行圖像。如圖2所示為梯度算子，其中(a)為水平方向的梯度算子，(b)為垂直方向的梯度算子。利用這兩個(gè)算子計(jì)算每個(gè)待插值像素點(diǎn)的水平梯度Ch和垂直梯度Cv。如公式1、公式2所示。Ch = I (2f (i-1，j) +f (i-1，j+1) +f (i_l，j-1)) - (2f (i+1，j) +f (i+1，j+1) +f (i+1， j-l))|/3；公式1Cv = I (f (i-1，j-1) +f (i+1，j-1)) - (f (i-1，j+1) +f (i+1，j+1)) I /2 ；公式2
設(shè)定水平閾值Th，垂直閾值Tv來對(duì)梯度進(jìn)行分析判斷，Ch < Th時(shí)為平坦區(qū)域和垂直邊緣，Ch > Th時(shí)為水平邊緣和對(duì)角邊緣。若為平坦區(qū)域或者垂直邊緣點(diǎn)，插值則采用待插值像素點(diǎn)上下兩點(diǎn)的原像素點(diǎn)的值的平均作為插值后的像素，在水平邊緣和對(duì)角邊緣中，進(jìn)一步進(jìn)行邊緣方向性檢測(cè)，其中通過判斷方向的象限進(jìn)一步將非平坦區(qū)域細(xì)分為細(xì)節(jié)和非細(xì)節(jié)部分，若為細(xì)節(jié)部分，那么在較小的范圍內(nèi)，方向多次發(fā)生改變，如果仍然使用邊緣方向判斷的方法，則會(huì)造成細(xì)節(jié)部分模糊，因此通過邊緣方向相關(guān)性判斷時(shí)位于不同象限為細(xì)節(jié)區(qū)域，在插值時(shí)，選擇簡(jiǎn)單的上下兩點(diǎn)平均的方法反而可以較好的保持細(xì)節(jié)信息，若不是細(xì)節(jié)信息，則用邊緣方向相關(guān)性最強(qiáng)的兩點(diǎn)的均值來作為插值后的像素。如圖3所示為9點(diǎn)的邊緣方向檢測(cè)示意圖，圖中白色的點(diǎn)為原始像素點(diǎn)，黑色的點(diǎn)為待插值像素點(diǎn)。待插值像素點(diǎn)的上下兩行共18個(gè)原始像素點(diǎn)分別形成代表9個(gè)方向的像素對(duì)。如圖4所示為區(qū)域性方向檢測(cè)示意圖，圖中用虛線方框內(nèi)的三個(gè)像素對(duì)計(jì)算所得的方向來最終表示經(jīng)過待插值像素點(diǎn)中心的區(qū)域中心的方向。結(jié)合圖2、圖3，9個(gè)方向偏差計(jì)算公式為Dl =al--b9|-h|a2-bl0+|a3-bll
D2 =a2--b8|-卜Ia3-b9I +a4-b 10
D3 =a3--b7|-卜Ia4-b8I +a5-b9
D4 =a4--b6|-l·-1a5-b7I +a6-b8
D5 =a5--b5|-卜Ia6-b6I +a7-b7
D6 =a6--b4|-卜Ia7-b5I +a8-b6
D7 =a7--b3|-卜Ia8-b4I +a9-b5
D8 =a8--b2|-l·-1a9-b3I +al0-b4
D9 =a9_-bi|-h|al0-b2+|all-b3公式3計(jì)算9個(gè)方向中的兩個(gè)最小值Dm，Dn。如圖5所示當(dāng)Dm，Dn的方向角為45°、 135° ,26. 75° ,153. 25,90°時(shí)，為了能檢測(cè)到更精確的角度，在代表這5個(gè)角度的像素點(diǎn)之間各插入3個(gè)亞像素點(diǎn)。如圖所示，設(shè)a2和a3之間的3個(gè)點(diǎn)依次為a21、a22、a23，則計(jì)算公式如公式4，同理可計(jì)算其他的亞像素點(diǎn)。a21 = (3/4)*a2+(l/4)*a3a22 = (l/2)*a2+(l/2)*a3a23 = (l/4)*a2+(3/4)*a3公式4如圖4所示沿著待插值像素點(diǎn)將其周圍的原始像素點(diǎn)劃分為4個(gè)象限。偏差最小代表邊緣相關(guān)性最大，因此如果Dm和Dn位于同一個(gè)象限，則為非細(xì)節(jié)的邊緣部分，根據(jù)這兩個(gè)方向差值大小來選擇加權(quán)或者直接平均插值；如果Dm和Dn位于不同的象限，則為細(xì)節(jié)部分，直接采用簡(jiǎn)單的上下兩點(diǎn)平均插值。至此完成了一幀圖像的去隔行插值。上述算法設(shè)計(jì)是本發(fā)明所述裝置的一種典型的實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在上述裝置的基礎(chǔ)上可以對(duì)更復(fù)雜的去隔行算法進(jìn)行移植，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。但是，這種變化顯然應(yīng)該在本發(fā)明的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，其特征在于包括以下步驟(1)對(duì)圖像進(jìn)行邊緣方向預(yù)判斷，選擇合適的插值方向；(2)對(duì)平坦區(qū)域、紋理區(qū)域、水平邊緣采用垂直方向插值的算法；(3)對(duì)其他邊緣方向采用邊緣相關(guān)性的去隔行算法；(4)在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)采用的區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的方向檢測(cè)來降低邊緣誤檢概率；(5)在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)考慮子像素點(diǎn)提高邊緣能夠檢測(cè)到角度的個(gè)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，其特征在于步驟1中采用對(duì)圖像邊緣方向預(yù)判斷，對(duì)不同的部分選取合適的插值方式，使得整體的去隔行算法能夠在低硬件實(shí)現(xiàn)代價(jià)的基礎(chǔ)上取得非常好的去隔行效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，其特征在于步驟2中對(duì)邊緣預(yù)判斷以后對(duì)平坦區(qū)域、紋理區(qū)域和水平邊緣采用垂直方向插值的算法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，其特征在于步驟3中為了很好的保持邊緣信息，減少邊緣的鋸齒效應(yīng)，對(duì)其他邊緣方向采用邊緣相關(guān)性的去隔行算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，其特征在于步驟4中為了降低邊緣方向的誤檢測(cè)，在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)采用的區(qū)域內(nèi)點(diǎn)的方向檢測(cè)，減少了假邊緣現(xiàn)象的出現(xiàn)，在邊緣上取得較好的去隔行效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，其特征在于步驟5中為了提高邊緣方向的檢測(cè)精度，在進(jìn)行邊緣方向檢測(cè)時(shí)考慮亞像素點(diǎn)，能夠檢測(cè)到更精確的邊緣方向。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種邊緣預(yù)判斷的邊緣相關(guān)性圖像場(chǎng)內(nèi)去隔行算法，采用梯度判斷，分辨出圖像中的平坦區(qū)域、垂直邊緣、水平邊緣以及對(duì)角邊緣，并對(duì)水平邊緣和對(duì)角邊緣部分的邊緣方向采取分象限判斷，區(qū)分出細(xì)節(jié)部分和非細(xì)節(jié)部分，并采用不同的插值方式。對(duì)圖像的邊緣部分通過采用九個(gè)點(diǎn)，并且每個(gè)點(diǎn)與其左右相鄰兩點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域來判斷方向，方向在90°附近的4個(gè)角度時(shí)，內(nèi)插亞像素點(diǎn)，以達(dá)到更精確的邊緣角度。最后根據(jù)方向來完成插值，從而達(dá)到較好去隔行效果的目的。
文檔編號(hào)H04N7/01GK102170549SQ20101020682
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者李興仁, 楊平中, 王廷 申請(qǐng)人:上海盈方微電子有限公司