專利名稱：利用局部銳度映射的模糊檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻質(zhì)量測量并且更特別地涉及一種用于確定視頻圖像序列中的場景的總銳度的單端模糊檢測方法。
背景技術(shù)：
電視廣播公司對(duì)確定通過因特網(wǎng)協(xié)議(IP)和射頻(RF)廣播網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的視頻圖像序列的質(zhì)量感興趣。近來，廣播公司已經(jīng)變得關(guān)注于視頻圖像序列中的銳度或者相反地關(guān)注于這些序列中的模糊。已經(jīng)有客戶抱怨一些視頻圖像序列看上去沒有其他視頻圖像序列銳利。這樣的銳度缺乏或者模糊可能由于平鋪(tiling)(即粗像素化)或者H. 264壓縮編碼器/解碼器(編解碼器)中的如下解塊濾波器所致的細(xì)節(jié)丟失而由過度壓縮引起，這些濾波器移除水平和豎直邊緣，這通常進(jìn)一步模糊視頻圖像序列。這也可能由視頻圖像序列的諸如從標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD )向高清晰度(HD )視頻圖像序列的上變頻引起，其中用于移除混疊的預(yù)濾波產(chǎn)生如下圖像，這些圖像具有在HD視頻圖像序列的可用像素分辨率以下的細(xì)節(jié)。其他模糊來源可以包括降噪或者其他處理(諸如圖像處理通常引起的散焦模糊和由于在快門時(shí)間期間的線性或者非線性運(yùn)動(dòng)所致的由圖像積分引起的運(yùn)動(dòng)模糊，這給予了模糊或者失真(fuzzy)視頻圖像序列的總印象)
廣播公司遞送的越來越多的視頻按照HD格式。然而按照HD格式提供的大量節(jié)目源于上變頻的SD素材。例如720X480或者720X576交織的SD素材可以被上變頻成更高分辨率的HD格式(諸如1920 X 1080交織幀視頻或者1280 X 720漸進(jìn)幀視頻)。因此上變頻的SD視頻幀內(nèi)容未將細(xì)節(jié)或者銳度提供至HD分辨率的完全潛力、即HD視頻看上去柔和或者模糊。將希望提供一種用于自動(dòng)檢測最可能是上變頻的SD視頻的HD節(jié)目內(nèi)容的手段。先前的模糊或者柔和圖像檢測方法對(duì)噪聲過于靈敏，使得視頻圖像內(nèi)的噪聲減少分配的模糊值，盡管圖像仍然看起來柔和或者模糊。希望減輕由于噪聲所致的模糊檢測靈敏度。在圖像內(nèi)也有諸多對(duì)象(諸如前景和背景對(duì)象以及在性質(zhì)上或者出于非自然因素原因而可能柔和或者模糊或者可能并不這樣的其他特征)。希望理解任何模糊檢測方法使用圖像內(nèi)的什么對(duì)象，以便確定圖像內(nèi)的哪些對(duì)象用來確定評(píng)估的模糊值以支持評(píng)估的模糊值的置信度。希望的是如下探測器或者方法，廣播公司可以使用該探測器或者方法在分布式網(wǎng)絡(luò)中的各種分布點(diǎn)處評(píng)估視頻圖像序列的模糊或者銳度以確定具有合理置信度的系統(tǒng)質(zhì)量
發(fā)明內(nèi)容

因而本發(fā)明提供一種將局部銳度映射用于分析視頻圖像序列的單端模糊檢測探測器和方法。圖像銳度與組成圖像內(nèi)的主觀或者感知細(xì)節(jié)的邊緣在空間方向上的過渡寬度或者“速度”有關(guān)。使用兩組邊緣濾波器一組用于“快速邊緣”并且另一組用于“慢速邊緣”。每組邊緣濾波器包括水平帶通濾波器、豎直帶通濾波器和一對(duì)正交對(duì)角濾波器，其中快速邊緣濾波器的頻率響應(yīng)與慢速邊緣濾波器的頻率響應(yīng)疊加。向每個(gè)濾波器輸入圖像，并且組合輸出絕對(duì)值與加權(quán)因子以產(chǎn)生慢速邊緣加權(quán)和以及快速邊緣加權(quán)和。然后抽選(decimate)相應(yīng)加權(quán)和以產(chǎn)生慢速邊緣加權(quán)和以及快速邊緣加權(quán)和。然后抽選相應(yīng)加權(quán)和以產(chǎn)生慢速邊緣抽選 矩陣和快速邊緣抽選矩陣。按照適當(dāng)因子加權(quán)的在抽選矩陣之間的最大差值與來自快速邊緣抽選矩陣的最大值之比產(chǎn)生局部最大銳度值，該銳度值的負(fù)對(duì)數(shù)產(chǎn)生無量綱模糊值作為銳度的倒數(shù)。將與另一加權(quán)因子相乘的在抽選矩陣之間的最大差值與在抽選矩陣之間的差值進(jìn)行比較以產(chǎn)生銳度疊加映射，該映射用來用顏色標(biāo)記原單色圖像或者場/幀以指示用來確定模糊值的區(qū)域。也對(duì)于具有原圖像中沒有的水平和豎直塊效果(blockiness)非自然因素的圖像，針對(duì)模糊檢測禁用水平和豎直濾波器輸出。替代地，為了檢測與模糊分離的塊效果非自然因素，使用無對(duì)角濾波器的一組快速邊緣濾波器，并且組合和抽選水平和豎直絕對(duì)濾波器輸出，并且也組合和抽選對(duì)角絕對(duì)濾波器輸出。比較抽選矩陣之比與閾值以在出現(xiàn)塊效果非自然因素時(shí)生成平鋪標(biāo)志，該標(biāo)志可以用來自適應(yīng)地針對(duì)模糊測量而禁用水平和豎直濾波器。最后可以將局部銳度最大值或者局部最大銳度值的對(duì)數(shù)與銳度閾值進(jìn)行比較，并且如果IogLMS值在一段時(shí)間內(nèi)少于銳度閾值，則設(shè)置上變頻標(biāo)志以指示圖像是從更低分辨率圖像上變頻的。根據(jù)在與附圖和所附權(quán)利要求結(jié)合閱讀時(shí)的下文具體描述而清楚本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和其他新穎特征。


圖Ia和Ib是根據(jù)本發(fā)明的作為(a)3D等距(isometric)圖和(b)2D強(qiáng)度圖的快速邊緣帶通濾波器量值響應(yīng)的圖形視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的模糊檢測系統(tǒng)中所用濾波器的組合框圖和圖形視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的模糊檢測系統(tǒng)的框圖視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的模糊檢測系統(tǒng)的另一實(shí)施例的框圖視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生銳度疊加映射的模糊檢測系統(tǒng)的一部分的框圖視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于檢測平鋪的模糊檢測系統(tǒng)的一部分的框圖視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于檢測上變頻的模糊檢測系統(tǒng)的一部分的框圖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中所用基本概念在于圖像銳度與組成圖像的主觀或者感知細(xì)節(jié)的對(duì)象邊緣在空間方向上的過渡寬度或者“速度”有關(guān)。模糊或者柔和圖像仍然包含如下邊緣，這些邊緣限定圖像對(duì)象、但是具有在一個(gè)或者多個(gè)空間方向上范圍跨越更多像素的相對(duì)更長邊緣過渡。更長邊緣過渡可能是不良聚焦、在圖像捕獲期間的運(yùn)動(dòng)模糊、圖像壓縮或者降噪濾波或者HD編解碼器的壓縮解塊化濾波的結(jié)果。以創(chuàng)建更高空間頻率(快速邊緣=銳利邊緣)與更低空間頻率(慢速邊緣=模糊邊緣)的歸一化比這樣的方式完成對(duì)場/幀序列中的圖像對(duì)象的邊緣寬度或者邊緣速度的檢測。假設(shè)如下對(duì)于給定的圖像像素分辨率，看起來相對(duì)柔和或者模糊的圖像具有比按照該像素格式的最銳利圖像較低的高頻相對(duì)于低頻之比。因此創(chuàng)建獨(dú)立于圖像對(duì)比度、大小并且優(yōu)選是噪聲的如下無參考模糊值，該模糊值在恰當(dāng)縮放和加權(quán)時(shí)粗略地匹配于與全分辨率圖像或者按照全像素分辨率的圖像序列幀相比之下的圖像的柔和度或者模糊的主觀評(píng)價(jià)。圖像和圖像序列如果并非多數(shù)時(shí)候則為許多時(shí)候可能包含如下場/幀，在這些場/幀中，圖像區(qū)域的僅小部分銳利而圖像區(qū)域的其余部分模糊。模糊部分可以歸結(jié)于非自然因素原因或者可以歸因于相機(jī)光學(xué)器件的限制。在這些情況下優(yōu)選的是使用最大銳度值或者最小模糊值來評(píng)估該圖像場/幀以便向更可能與圖像處理降級(jí)而不是與非自然內(nèi)容有關(guān)的該圖像分配模糊值。然而在無參考圖像的情況下，就不可能斷定具有高模糊值(低銳度)的圖像是否在處理(諸如圖像壓縮)時(shí)降級(jí)或者是否是對(duì)如下原圖像或者場/幀序列的理想重建，該原圖像或者場/幀序列出于非自然因素原因而較整個(gè)圖像區(qū)域而言具有柔和或者模糊內(nèi)容。本發(fā)明使用兩組二維(2D)帶通濾波器(BPF)。第一組是形成“快速邊緣處理”檢測濾波器的濾波器組合；并且第二組是形成“慢速邊緣處理”檢測濾波器的濾波器組合。這兩個(gè)濾波器組中的每組處理或者過濾相同圖像或者視頻場/幀，并且每組為獨(dú)立水平、豎直和對(duì)角邊緣濾波器的絕對(duì)值的加權(quán)和。這些濾波器都獨(dú)立地處理相同的輸入圖像或者視頻場/幀。所選加權(quán)因子縮放和中的每個(gè)濾波器輸出并且可以包括用于從輸出和中取消選擇該濾波器的零值加權(quán)。每組中的每個(gè)濾波器優(yōu)選為圖像或者視頻場/幀與多數(shù)包含零、一或者二的小內(nèi)核(諸如5X5)的卷積以在用硬件實(shí)施時(shí)消除對(duì)乘法器的需要。這使如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA中)所用寶貴硬件邏輯的消耗最小化。優(yōu)選地創(chuàng)建第一組濾波器的“快速邊緣” BFP頻率響應(yīng)以與對(duì)應(yīng)第二組濾波器的“慢速邊緣”BPF頻率響應(yīng)疊加。以這一方式，對(duì)于最佳模糊檢測的范圍，用于每組的最優(yōu)疊加和濾波器增益使得僅包含很低頻率內(nèi)容的很慢邊緣具有來自兩組濾波器的相同輸出響應(yīng)，即圖像越柔和或者越模糊，在每組中的對(duì)應(yīng)濾波器之間的響應(yīng)差就越小。選擇每個(gè)濾波器內(nèi)核以提供在水平、豎直和對(duì)角圖像維度的所選方向上的快速邊緣或者慢速邊緣檢測。然而使每個(gè)濾波器內(nèi)核或者沖激響應(yīng)在正交方向上為低通頻率以進(jìn)一步減少噪聲靈敏度而又同時(shí)提供指定的速度邊緣檢測。在圖I中示出了如下例子，其中圖Ia將快速邊緣水平帶通濾波器2D量值響應(yīng)表示為三維(3D)等距圖，并且圖Ib將相同響應(yīng)表示為2D強(qiáng)度圖。用于豎直空間頻率的零頻率或者DC值位于圖中間的水平線上，因?yàn)樗境隽穗p邊頻譜。類似地，在圖中間的豎直線表示用于水平空間頻率的DC響應(yīng)正如經(jīng)過中間的對(duì)角線表示用于對(duì)角空間頻率的DC。如圖I中所示，水平BPF為用于豎直空間頻率的低通濾波器(LPF)，而在DC無響應(yīng)的BPF用于水平空間頻率。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，向一組10慢速邊緣濾波器和一組20快速邊緣濾波器輸入輸入信號(hào)Ixiij (諸如視頻圖像序列的Y、R、G或者B場/幀)。每組10、20濾波器包括水平帶通/豎直低通濾波器12、22、豎直帶通/水平低通濾波器14、24、第一對(duì)角帶通/正交低通濾波 器16、26以及與第一對(duì)角濾波器正交的第二對(duì)角帶通/正交低通濾波器18、28。與對(duì)應(yīng)濾波器相鄰示出了用于兩組10、20中的每個(gè)濾波器12-18、22-28的作為2D強(qiáng)度圖的優(yōu)選沖激響應(yīng)內(nèi)核值和關(guān)聯(lián)的頻譜量值。對(duì)于慢速邊緣組10中的每個(gè)濾波器12-18，在快速邊緣組20中有如下對(duì)應(yīng)濾波器22-28，該濾波器具有在相同帶通方向上并且與慢速邊緣帶通量值響應(yīng)疊加的更寬響應(yīng)。如圖3所示，向相應(yīng)絕對(duì)塊31、33、35、37、41、43、45、47輸入來自濾波器12-18、22-28的輸出。向相應(yīng)求和電路32、36、42、46輸入來自濾波器12-18、22-28的所得絕對(duì)值，使得對(duì)來自慢速邊緣濾波器組10的水平帶通濾波器12和豎直帶通濾波器14的絕對(duì)值求和、對(duì)用于慢速邊緣濾波器組的對(duì)角帶通濾波器16、18的絕對(duì)值求和、對(duì)用于快速邊緣濾波器組20的水平帶通濾波器22和豎直帶通濾波器24的絕對(duì)值求和并且對(duì)用于快速邊緣濾波器組的對(duì)角帶通濾波器26、28的絕對(duì)值求和。 向相應(yīng)縮放塊34、38、44、48輸入來自求和電路32、36、42、46的輸出，然后在用于每個(gè)濾波器組10、20的附加求和電路39、49中組合縮放的結(jié)果以創(chuàng)建以下兩個(gè)矩陣
lxSE[i,j] = (IixSHEfijU + }lxSVE[i,j]I)/12 + (llxSD1Ep.jl + |lxSD2E[i.i)/5:
IxFE[ .j] = (|ixFHE[ij]i + l!xFVE[i,j]|)M +J + |lxFD2E 卩,g)/3—
來自相應(yīng)濾波器組10、20的輸出求和濾波器39、49的兩個(gè)濾波加權(quán)和矩陣中的每個(gè)優(yōu)選地在每個(gè)邊界上按照兩個(gè)像素來裁剪(52，62)以移除對(duì)邊界的2D濾波邊緣效果。每個(gè)加權(quán)和矩陣然后由常見或者典型2D LPF 54、64來處理以減輕在圖像大小減少期間的混疊，并且然后在水平、豎直或者兩個(gè)維度上被抽選(56，66)成大小減少的2D矩陣IxSEd[m，n]和IxFEd[m, η]。用于水平和豎直抽選的典型抽選值D為十六，這按照因子256減少每個(gè)矩陣的大小。對(duì)于高像素密度(諸如HD視頻)，32的抽選值可以是優(yōu)選的，這按照1024減少每個(gè)矩陣大小。如果水平和豎直抽選因子相同，則m和η這兩個(gè)范圍為i和j的范圍的1/D。大小減少的矩陣之一 IxSEd[m, η]表示原圖像或者場/巾貞的局部慢速邊緣映射，而另一矩陣IxFEd[m，n]表示局部快速邊緣映射。由于這兩個(gè)矩陣被抽選成比原圖像或者場/幀小得多，所以它們通常小到足以允許軟件處理而無需高速軟件或者硬件。抽選矩陣然后優(yōu)選地由軟件應(yīng)用來處理以檢測對(duì)數(shù)加權(quán)局部最大銳度(LMS)。Delta[m, η]為抽選矩陣被輸入到的差值塊70的輸出。向最大值塊72輸入來自差值塊70的輸出，并且向另一最大值塊74輸入快速邊緣抽選矩陣。最大值然后被輸入到除法器76并且與用于設(shè)置OdB或者單位LMS值的縮放因子SF相乘(78)。結(jié)果為如下LMS值，該LMS值然后輸入到對(duì)數(shù)塊79以產(chǎn)生LMS輸出80作為范圍從O到無窮大dB的無量綱值。以等式形式示出結(jié)果如下
dellalm.n] = lxFEd[m.n| - lxSEd[m,nl,
LMS = SF * max(delta[mtn])/majc( txFEd[m, n]),
LogLMS = 10iIog(LMS)r in dB.
該LogLMS計(jì)算返回負(fù)值并且范圍從O〈一>-inf dB，這指示根據(jù)更多負(fù)值而增加銳度的降級(jí)。為了指示隨著正值越來越大而模糊增加，可以簡單地移除符號(hào)，這使得使局部模糊度量為LMS的逆(負(fù)對(duì)數(shù))。盡管LogLMS提供以dB為單位的無量綱值，但是按照除了 10之外的值來縮放Iog(LMS)可以用來在優(yōu)選范圍上創(chuàng)建具有針對(duì)主觀評(píng)估的更佳相關(guān)性的用于指示銳度或者模糊的更有意義的數(shù)值。也可以將最大快速邊緣值max(IxFEd[m，η])與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，使得如果它從未超過該閾值，則確定圖像具有如此少的細(xì)節(jié)以至于排除對(duì)計(jì)算模糊值的需要。在該情況下，可以將用于該圖像的LMS值標(biāo)記為無效或者忽略。在壓縮視頻幀上檢測銳度丟失的問題在于過度壓縮引起的平鋪或者塊效果引起感知的細(xì)節(jié)丟失，即使事實(shí)上它在DCT塊邊界上創(chuàng)建銳利的水平和豎直對(duì)準(zhǔn)邊緣。運(yùn)動(dòng)序列的交織視頻幀也可以包含基本上水平對(duì)準(zhǔn)的邊緣(有時(shí)稱為“鋸齒或者拉鏈效果”)，即使圖像看起來柔和或者模糊。為了避免該問題，如圖4中所示,僅對(duì)對(duì)角對(duì)準(zhǔn)的邊緣執(zhí)行LMS檢測，這將水平和豎直濾波器的和輸出設(shè)置成零(82，92)。這明顯減少了對(duì)由于平鋪或者塊效果而具有水平和豎直對(duì)準(zhǔn)銳利邊緣的過度壓縮幀的銳度的過度估計(jì)，但是這些幀具有感知的銳度丟失，通?？瓷先ト岷突蛘吣：Ｗ帜讣涌蛞曨l可以具有將不是銳度確定的部分的銳利的水平和豎直邊緣。所得等式變成 ixSEfi.j] = (l!xSD1 E[l J + _SD2 印灘/5;
IxFEM = (lIxFDIEpl + |lxFD2E[l j]|)/3
可以提供如下銳度映射疊加SMap [m，n]，如圖5所示，該疊加在每個(gè)圖像或者場/幀上用有效計(jì)算的LMS或者LogLMS值指示局部區(qū)域超過預(yù)設(shè)銳度閾值Th。向乘法器84輸入max (delta[m, n]) (72，)，其中它與常數(shù)1_SR(%)/100相乘以產(chǎn)生閾值Th。在比較器86中比較閾值與delta[m，n]，并且如果delta[m，n]大于閾值，則切換開關(guān)88以產(chǎn)生“I”輸出，否則開關(guān)產(chǎn)生“0”輸出。用于上述內(nèi)容的等式如下
Th =丨 1-SR/100)*max《ctelta_,n]),其中 SR=用戶定義值 0<->100% ；
SM a p|m, nl = if(de!ta[m,nj > Tlis 1, 0J.
銳度映射在大小上增大至原圖像尺度以使圖像100與具有SMap [m，n]的非零值的那些塊疊加。這充當(dāng)圖像或者場/巾貞的單色或者照度分量上的標(biāo)記鍵(marker key) 90以針對(duì)閾值以上的那些圖像區(qū)域提供有色或者否則可見的標(biāo)記。這通過將有色標(biāo)記100放置于單色圖像的其中銳度映射值為非零的對(duì)應(yīng)像素之上來提供對(duì)檢測到的最銳利圖像區(qū)域的標(biāo)記。所得標(biāo)記圖像或者視頻幀序列向用戶提供關(guān)于LMS檢測在圖像中的何處看見最銳利邊緣和SR百分比少于銳利邊緣的所有邊緣的實(shí)時(shí)反饋。為了提供如下指示，該指示是圖像由于圖像或者視頻幀序列的過度壓縮而可能包含過量屏幕或者塊效果的指示，取得來自局部抽選的快速邊緣水平和豎直濾波器66’與局部抽選的快速邊緣對(duì)角濾波器66’’的最大輸出(102，104)之比(106)，如圖6中所示。來自抽選的快速邊緣對(duì)角濾波器66’的輸出在具有確定的最大輸出(104)之前與常數(shù)相乘(110)。以下等式體現(xiàn)圖6中所示內(nèi)容
HV2Diag = max( !x_FHVd[m,n]}/( 1.8*max( lx_D1 D2d[m, n]))
如果(HV2Diag>TL)，則 TF=I，否則 TF=O
計(jì)算的比HV2Diag通常接近單位。然而當(dāng)比如比較器108確定的那樣超過預(yù)定平鋪閾值水平TL時(shí)檢測到水平和豎直邊緣相對(duì)于對(duì)角過量，這設(shè)置平鋪標(biāo)志TF以指示圖像可能具有過量平鋪。用于TL的典型設(shè)置為1.1。如上文參照?qǐng)D4討論的那樣，所得平鋪標(biāo)志TF可以用來指示過度壓縮情況，以便通過將加權(quán)因子設(shè)置成零來關(guān)斷水平和豎直濾波器(82，92)以僅允許對(duì)角處理。當(dāng)按照HD或者相對(duì)高分辨率格式呈現(xiàn)圖像或者視頻幀序列時(shí)，如圖7中所示比較(112) LogLMS與預(yù)定閾值SD_Th以確定圖像或者幀序列是否一致地低于該閾值。如果LogLMS在如計(jì)時(shí)器114確定的長持續(xù)時(shí)間(諸如若干分鐘)內(nèi)保持低于該閾值，則經(jīng)由UpConversionFlag指示或者標(biāo)記節(jié)目內(nèi)容為從較低清晰度內(nèi)容上變頻的。用于按照格式1920X1080和1280X720的HD視頻的SD_Th典型值已經(jīng)按照經(jīng)驗(yàn)確定為_3?？梢韵蜍浖脩艚涌?UI)呈現(xiàn)以dB為單位的LogLMS、銳度映射疊加、平鋪標(biāo)志和UpConversionFlag的輸出值，該軟件用戶接口(UI)分析圖像、解壓的視頻文件、因特網(wǎng)上解壓的流視頻或者未壓縮的基帶視頻的亮度或者RGB內(nèi)容。本發(fā)明因此提供一種使用對(duì)應(yīng)組的快速邊緣BPF和慢速邊緣BPF來水平、豎直和 對(duì)角底過濾圖像和視頻幀序列以針對(duì)每組計(jì)算加權(quán)和的探測器和方法，這些和被抽選和處理以確定以dB為單位的局部最大銳度(LMS)值。
權(quán)利要求
1.一種用于確定圖像模糊度的探測器，包括 第一組邊緣濾波器，用于檢測輸入圖像內(nèi)的快速邊緣以產(chǎn)生多個(gè)快速邊緣濾波器輸出； 第二組邊緣濾波器，用于檢測所述輸入圖像內(nèi)的慢速邊緣以產(chǎn)生多個(gè)慢速邊緣濾波器輸出； 用于組合所述快速邊緣濾波器輸出以產(chǎn)生快速邊緣濾波器輸出矩陣的裝置； 用于組合所述慢速邊緣濾波器輸出以產(chǎn)生慢速邊緣濾波器輸出矩陣的裝置； 用于單獨(dú)抽選所述快速邊緣和所述慢速邊緣濾波器輸出矩陣以產(chǎn)生抽選的快速邊緣濾波器矩陣和抽選的慢速邊緣濾波器矩陣的裝置；以及 用于處理所述相應(yīng)抽選的快速邊緣和慢速邊緣濾波器矩陣以生成局部最大銳度值作為所述輸入圖像的模糊度的測量的裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的探測器，其中所述第一和第二組邊緣濾波器中的每個(gè)包括 水平邊緣濾波器，具有作為輸入的所述輸入圖像并且產(chǎn)生水平濾波器輸出； 豎直邊緣濾波器，具有作為輸入的所述輸入圖像并且產(chǎn)生豎直濾波器輸出； 第一對(duì)角邊緣濾波器，具有作為輸入的所述輸入圖像并且產(chǎn)生第一對(duì)角濾波器輸出；以及 第二對(duì)角邊緣濾波器，其與所述第一對(duì)角邊緣濾波器正交，具有作為輸入的所述輸入圖像并且產(chǎn)生第二對(duì)角濾波器輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的探測器，其中每個(gè)邊緣濾波器包括沿著主方向具有帶通特性并且沿著與所述主方向正交的方向具有低通濾波器特性的濾波器，用于所述第一組邊緣濾波器的帶通頻率與用于所述第二組邊緣濾波器的帶通頻率疊加。
4.如權(quán)利要求3所述的探測器，其中每個(gè)邊緣濾波器包括具有0、1和2的濾波器內(nèi)核的濾波器，所述濾波器內(nèi)核限定沿著所述主方向的所述帶通特性和沿著所述正交方向的所述低通濾波器特性。
5.如權(quán)利要求2所述的探測器，其中所述快速邊緣濾波器輸出組合裝置和所述慢速邊緣濾波器輸出組合裝置中的每個(gè)包括 第一求和塊，用于組合所述水平邊緣濾波器輸出與所述豎直邊緣濾波器輸出以產(chǎn)生第一邊緣濾波器求和輸出； 第二求和塊，用于組合所述第一對(duì)角邊緣濾波器輸出與所述第二對(duì)角邊緣濾波器輸出以產(chǎn)生第二邊緣濾波器求和輸出； 用于加權(quán)所述第一和第二邊緣濾波器求和輸出中的每個(gè)以產(chǎn)生相應(yīng)加權(quán)的和邊緣濾波器輸出的裝置；以及 第三求和塊，用于組合相應(yīng)加權(quán)的和邊緣濾波器輸出以分別產(chǎn)生所述快速邊緣和慢速邊緣濾波器矩陣。
6.如權(quán)利要求I所述的探測器，其中所述抽選裝置包括 低通濾波器，用于所述快速邊緣和慢速邊緣濾波器矩陣中的每個(gè)，具有作為輸入的相應(yīng)邊緣濾波器矩陣以產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濾波的邊緣濾波器矩陣；以及 抽選器，用于抽選每個(gè)經(jīng)濾波的邊緣濾波器矩陣以產(chǎn)生相應(yīng)抽選的邊緣濾波器矩陣。
7.如權(quán)利要求6所述的探測器，其中所述抽選裝置還包括裁剪塊，用于在向所述相應(yīng)低通濾波器輸入之前裁剪所述相應(yīng)快速邊緣和慢速邊緣濾波器矩陣的邊緣。
8.如權(quán)利要求I所述的探測器，其中所述處理裝置包括 用于組合抽選的快速邊緣和抽選的慢速邊緣濾波器矩陣以產(chǎn)生差值濾波器矩陣的裝置； 用于生成所述差值濾波器矩陣與所述抽選的快速邊緣濾波器矩陣之間的比以產(chǎn)生所述局部最大化銳度值的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的探測器，其中比生成裝置包括 用于獲得所述抽選的快速邊緣濾波器矩陣和所述差值濾波器矩陣的最大值的裝置； 用于將所述最大差值濾波器矩陣除以所述最大快速邊緣濾波器矩陣以產(chǎn)生所述局部最大化銳度值的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的探測器，其中所述比生成裝置還包括用于將來自所述除法裝置的輸出與銳度因子相乘以產(chǎn)生所述局部最大銳度值的裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的探測器，其中所述比生成裝置還包括用于獲得來自乘法裝置的輸出的對(duì)數(shù)以產(chǎn)生所述局部最大化銳度值作為無量綱值的裝置。
12.如權(quán)利要求2所述的探測器，還包括用于禁用所述第一和第二組邊緣濾波器中每組的所述水平和豎直邊緣濾波器輸出、因此來自所述第一和第二組邊緣濾波器的邊緣濾波器輸出僅反映來自相應(yīng)對(duì)角邊緣濾波器對(duì)的濾波器輸出的裝置。
13.如權(quán)利要求I所述的探測器，其中所述處理裝置包括 差值塊，具有作為輸入的快速邊緣和慢速邊緣抽選的濾波器輸出矩陣以產(chǎn)生差值濾波器輸出矩陣； 用于根據(jù)所述差值濾波器矩陣和銳度比生成局部標(biāo)記的裝置，所述標(biāo)記用于疊加于所述輸入圖像上以指示最銳利邊緣在所述輸入圖像內(nèi)出現(xiàn)于何處。
14.如權(quán)利要求13所述的探測器，其中所述生成裝置包括 閾值生成器，具有作為輸入的所述差值濾波器輸出矩陣和所述銳度比并且產(chǎn)生作為輸出的閾值； 比較器，具有作為輸入的所述差值濾波器輸出矩陣和所述閾值并且當(dāng)所述差值濾波器輸出矩陣超過所述閾值時(shí)產(chǎn)生所述局部標(biāo)記作為輸出。
15.如權(quán)利要求2所述的探測器，還包括 用于組合用于所述第一組邊緣濾波器的所述水平和豎直邊緣濾波器輸出以產(chǎn)生第一快速邊緣濾波器輸出矩陣的裝置； 用于組合用于所述第一組邊緣濾波器的所述第一和第二對(duì)角邊緣濾波器輸出以產(chǎn)生第二快速邊緣濾波器輸出矩陣的裝置； 用于抽選所述第一和第二快速邊緣濾波器輸出矩陣以產(chǎn)生抽選的第一和第二快速邊緣濾波器矩陣的裝置；以及 組合塊，用于比較所述第一與第二快速邊緣濾波器的比與平鋪閾值以產(chǎn)生指示所述輸入圖像內(nèi)的塊非自然因素的平鋪標(biāo)志。
16.如權(quán)利要求15所述的探測器，還包括用于響應(yīng)于所述平鋪標(biāo)志來禁用所述第一和第二組邊緣濾波器中每組的所述水平和數(shù)值邊緣濾波器輸出因此來自所述第一和第二組邊緣濾波器的邊緣濾波器輸出僅反映來自相應(yīng)對(duì)角邊緣濾波器對(duì)的濾波器輸出的裝置。
17.如權(quán)利要求I所述的探測器，還包括 比較塊，用于比較所述局部最大銳度值與銳度閾值；以及 用于在所述銳度閾值在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)少于所述局部最大銳度值時(shí)生成上變頻標(biāo)志的裝置，所述上變頻標(biāo)志指示所述輸入圖像是從較低分辨率圖像上變頻的。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用局部銳度映射的模糊檢測。一種將局部銳度映射用于分析視頻圖像序列的單端模糊檢測探測器和方法使用兩組邊緣濾波器，一組用于“快速邊緣”而另一組用于“慢速邊緣”。每組邊緣濾波器包括水平帶通濾波器、豎直帶通濾波器和一對(duì)正交對(duì)角濾波器，其中快速邊緣濾波器的頻率響應(yīng)與慢速邊緣濾波器的頻率響應(yīng)疊加。向每組的每個(gè)濾波器輸入視頻圖像序列，并且組合輸出絕對(duì)值與加權(quán)因子以產(chǎn)生慢速邊緣加權(quán)和矩陣和快速邊緣加權(quán)和矩陣。然后抽選相應(yīng)加權(quán)和矩陣以產(chǎn)生慢速邊緣抽選矩陣和快速邊緣抽選矩陣。由適當(dāng)因子加權(quán)的在抽選矩陣之間的最大差值與來自快速邊緣抽選矩陣的最大值之比產(chǎn)生局部最大銳度值，其對(duì)數(shù)產(chǎn)生無量綱模糊值。
文檔編號(hào)H04N17/00GK102665088SQ20111043494
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者D.G.貝克 申請(qǐng)人:特克特朗尼克公司