專利名稱：基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種利用場內(nèi)插值和場間插值實(shí)現(xiàn)基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法。
背景技術(shù)：
由于早期技術(shù)不夠發(fā)達(dá)，使用了大量的隔行視頻技術(shù)，尤其在電視系統(tǒng)中，視頻幀被分為兩個(gè)場，每個(gè)場包括隔行的掃描線?，F(xiàn)行三大主要模擬彩色電視系統(tǒng)PAL、NTSC和 SECAM均采用隔行掃描方式。而數(shù)字電視則采用逐行掃描方式。當(dāng)前平板顯示技術(shù)已經(jīng)成為主流，由于隔行掃描有一些缺點(diǎn)閃爍、畫面抖動(dòng)、邊沿鋸齒化等，平板顯示技術(shù)基本都是采用逐行掃描的顯示器件，如液晶顯示器。顯示隔行視頻的時(shí)候，就需要進(jìn)行去隔行處理才能進(jìn)行觀看。去隔行的過程就是重建隔行掃描場的每個(gè)掃描線之間丟失的行。去隔行算法可分為線性去隔行算法，非線性去隔行算法和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償去隔行算法三類。線性算法包括空間濾波去隔行算法、時(shí)間濾波去隔行算法、空間-時(shí)間濾波算法三種。空間濾波去隔行算法，也稱場內(nèi)插值算法，是利用了同一場內(nèi)相鄰抽樣行之間的相關(guān)性來進(jìn)行去隔行的，保證了運(yùn)動(dòng)假相的消除，但是當(dāng)圖像中的物體在垂直方向上有很高頻率的運(yùn)動(dòng)時(shí)，該算法具有比較差的去隔行效果；時(shí)域?yàn)V波去隔行算法，也稱場間插值，是利用了時(shí)域內(nèi)相鄰“場”之間圖像的相關(guān)性來進(jìn)行線性插值的，對于靜止圖象可以毫無失真的進(jìn)行去隔行插值，但對于運(yùn)動(dòng)圖像的邊界上會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的鋸齒；空間-時(shí)間濾波算法是綜合空域?yàn)V波和時(shí)域?yàn)V波， 即同時(shí)考慮空間鄰點(diǎn)和時(shí)間鄰點(diǎn)，能在某種程序上同時(shí)具備上述兩類方法的優(yōu)點(diǎn)，對于靜止的圖像，它同時(shí)抑制了偽信號失真和閃爍現(xiàn)象，但是隨著時(shí)域內(nèi)頻率的增加，空間上的細(xì)節(jié)會(huì)被逐步模糊掉。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法利用視頻中的運(yùn)動(dòng)信息，沿著圖像運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償插值。其性能最優(yōu)，但計(jì)算量最大，硬件實(shí)現(xiàn)代價(jià)最高，且對誤差極其敏感。非線性算法則首先對不同的像素進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測，根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測出來的結(jié)果對不同運(yùn)動(dòng)類型的像素點(diǎn)作不同的處理。運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行算法即為非線性算法的一種，它既利用了時(shí)域算法保證垂直分辨力的優(yōu)點(diǎn)，又用空域算法避免了時(shí)域算法在處理運(yùn)動(dòng)圖像上的不足。目前，上述去隔行算法基本都沒有考慮的人的視覺特性，事實(shí)上，人眼對于亮度較高和較低區(qū)域的運(yùn)動(dòng)敏感程度低于亮度適中的區(qū)域，因此，亮度較高和較低像素的閾值應(yīng)小于亮度適中區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上的不足，本發(fā)明提供了一種利用場內(nèi)插值和場間插值實(shí)現(xiàn)基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，它包括1)連續(xù)存儲(chǔ)五場隔行視頻信息fn_2、fn_i、fn、fn+1和fn+2，對該五場隔行視頻進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測，得到運(yùn)動(dòng)檢測值MV2)根據(jù)人的視覺特性采用動(dòng)態(tài)雙閥值方法得到插值系數(shù)α ；
MV2 =B--E
MV3 =c--F
MV4 =D--G
MV5 =E--H|,MV = max (MV1，MV2, MV3, MV4, MV5)，其中，A1/A2/A3和B1/B2/B3表示第n_2場兩行隔行像素，每行的三個(gè)像素，Cl/ C2/C3表示第n-1場一行的三個(gè)像素，D1/D2/D3，E1/E2/E3表示第η場兩行隔行像素，每行的三個(gè)像素，F(xiàn)1/F2/F3表示第η+1場一行的三個(gè)像素，G1/G2/G3，Η1/Η2/Η3表示第η+2場兩行隔行像素，每行的三個(gè)像素，MVl、MV2、MV3、MV4、MV5表示每兩場間對應(yīng)像素點(diǎn)的差值， MV為運(yùn)動(dòng)檢測的值。所述步驟幻中插值系數(shù)α采用動(dòng)態(tài)雙閥值方法，
權(quán)利要求
1.基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，它包括1)連續(xù)存儲(chǔ)五場隔行視頻信息fn-2、fn-!> fnfn+1和fn+2，對該五場隔行視頻進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測，得到運(yùn)動(dòng)檢測值MV2)根據(jù)人的視覺特性采用動(dòng)態(tài)雙閥值方法得到插值系數(shù)α；3)對視頻fn進(jìn)行場內(nèi)插值和場間插值；4)對視頻fn進(jìn)行自適應(yīng)插值，最后與當(dāng)前場已有行交織，以實(shí)現(xiàn)逐行輸出，其特征在于，所述步驟1)將每個(gè)像素點(diǎn)的左右兩點(diǎn)加入到運(yùn)動(dòng)檢測中，構(gòu)成^R濾波器，A=(Α1+2*Α2+Α3)/4B =(Β1+2*Β2+Β3)/4C=(Cl+2*C2+C3)/4D =(Dl+2*D2+D3)/4E =(Ε1+2*Ε2+Ε3)/4F=(Fl+2*F2+F3)/4G=(Gl+2*G2+G3)/4H=(Hl+2*H2+H3)/4MVl =I Α--D I,MV2 =Ι B--E I,MV3 =I Ο--FMV4 =Ι Ο--Gl，MV5 =Ι E--Η|,MV = max (MV1, MV2, MV3, MV4, MV5)，其中，A1/A2/A3和B1/B2/B3表示第n_2場兩行隔行像素，每行的J個(gè)像素，C1/C2/C3表示第n-1場一行的三個(gè)像素，D1/D2/D3，E1/E2/E3表示第η場兩行隔行像素，每行的J 像素，F(xiàn)1/F2/F3表示第η+1場一行的三個(gè)像素，G1/G2/G3，Η1/Η2/Η3表示第η+2場兩行隔行像素，每行的三個(gè)像素，MVl、MV2、MV3、MV4、MV5表示每兩場間對應(yīng)像素點(diǎn)的差值，MV為運(yùn)動(dòng)檢測的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，其特征在于，所述步驟幻中插值系數(shù)α采用動(dòng)態(tài)雙閥值方法，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，其特征在于，所述步驟幻的場內(nèi)插值采用邊緣差值算法，定義Direl、Dire2、Dire3和Dire4為待插入值的像素點(diǎn)X在包括水平和豎直方向在內(nèi)的四個(gè)方向的相關(guān)性，Direl = D1-D3|+|E1-E3 Dire2 = |Dl—El|+|D3—E3 Dire3 = |D2—E1|+|D3—E2 Dire4 = |D1—E2|+|D2—E3Direl、Dire2、Dire3和Dire4的數(shù)值大小表示待插值像素在對應(yīng)方向上與存在像素點(diǎn)的相關(guān)性，值越小相關(guān)性越強(qiáng)，針對相關(guān)性最大方向進(jìn)行插值，具體方法如下所示 如果Direl方向相關(guān)性最大，則X_intra = (Max (Min (A, B, C)，Min (D, Ε, F)，Min (B, Ε)) +Min (Max (A, B, C)，Max (D, Ε, F)，Max (B, Ε) ))/2如果Dire2方向相關(guān)性最大，則X_intra = (Max (Min (A, B, D)，Min (C, Ε, F)，Min (B, Ε)) +Min (Max (A, B, D)，Max (C, Ε, F)，Max (B, Ε) ))/2如果Dire3方向相關(guān)性最大，則X_intra = (Max (Min (B, D)，Min (C, Ε,)，Min (B, Ε)) +Min (Max (B, D)，Max (C, Ε)，Max (B, E)))/2如果Dire4方向相關(guān)性最大，則X_intra = (Max (Min (A, Ε)，Min (B, F)，Min (B, Ε)) +Min (Max (A, Ε)，Max (B, F)，Max (B, E)))/2其中，X_intra表示場內(nèi)插值的像素值，Min表示取最小值，Max表示取最大值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，其特征在于，所述步驟幻的場間插值采用改進(jìn)的三點(diǎn)中值濾波方法，具體為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，其特征在于，所述步驟4)的自適應(yīng)插值的第η場待插入點(diǎn)的插入像素值X為
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于視覺特性的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法，1)連續(xù)存儲(chǔ)五場隔行視頻，將每個(gè)像素點(diǎn)的左右兩點(diǎn)加入到運(yùn)動(dòng)檢測中，構(gòu)成FIR濾波器，得到運(yùn)動(dòng)檢測值MV；2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)檢測值MV，采用動(dòng)態(tài)雙閥值方法取得插值系數(shù)α；3)采用邊緣差值獲取場內(nèi)插值，采用改進(jìn)的三點(diǎn)中值濾波方法獲取場間插值；4)根據(jù)插值系數(shù)α、場內(nèi)插值和場間插值的結(jié)果，對待插入點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)插值，最后與當(dāng)前場已有行交織，以實(shí)現(xiàn)逐行輸出。本發(fā)明加入低通FIR濾波器，避免了運(yùn)動(dòng)物體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)丟失，有效減小噪聲；根據(jù)人眼視覺特性，引入了基于亮度值的雙閾值動(dòng)態(tài)調(diào)整方法，提高了去隔行的主觀效果；對不同的像素點(diǎn)引入不同場間插值方法，提高了運(yùn)動(dòng)緩慢像素的插值準(zhǔn)確性。
文檔編號G06T7/20GK102215368SQ201110146619
公開日2011年10月12日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者龐志勇, 江嘉文, 譚洪舟, 陳弟虎, 雷東瑋 申請人:中山大學(xué)