一種自適應插值場內去隔行方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種視頻處理技術，特別是一種自適應插值場內去隔行方法。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)的模擬信號電視采用隔行掃描制式，它不僅降低帶寬，同時又不會使圖像的 主觀質量降低很多，在當時的時代條件下滿足了人們對畫面質量的要求。但是，隨著高清數 字電視的發(fā)展，傳統(tǒng)模擬電視的隔行掃描方式引起的行爬行、畫面閃爍和邊緣模糊及鋸齒 現象越來越突出，所以，逐行掃描方式正逐步取代隔行掃描方式，成為數字電視的首選顯示 方案。將隔行掃描方式轉換為逐行掃描方式，即去隔行處理。
[0003] 目前，已經有很多種去隔行方法，這些方法可以總結為三類：場內方法、場間方法、 自適應場內場間混合方法。
[0004] 場內方法即通過本場的信息插補缺失的行，其優(yōu)點在于不需要額外的存儲器來保 存前面場的信息，因此硬件資源占用少，成本低。通常有行重復方法、行平均方法、中值濾波 方法和邊緣平均插值方法（ELA:Edge-based Line Average)。行重復方法就是簡單的重復 上一行的數據，行平均方法就是將場內掃描線間缺失的行用其上下行數據的平均值得到， 這兩種方法實現簡單，但容易導致鋸齒和模糊現象，畫面效果很差；中值濾波方法的基本原 理是利用待插位置鄰域范圍內像素的中值作為待插像素的值，該方法在一定條件下減少了 圖像邊緣模糊的現象，但它會損壞垂直方向的細節(jié)和引起鋸齒現象，且不適用于細節(jié)較多 的圖像；ELA方法的基本原理是在待插位置的鄰域范圍內，根據各種不同方向相關性的判 斷，用相關性最大的方向來作為插值方向，該方法對方向的邊緣有較好的視覺效果，但對高 頻細節(jié)較多的圖像，邊緣的方向相關性不容易分辨，容易導致圖像模糊。
[0005] 場間方法即通過連續(xù)兩場（或兩場以上）的信息來插補缺失的行，需要額外的存儲 器來保存一場(或一場以上）信息，因此硬件資源占用多，成本高。通常有場間行復制方法、 場間行平均方法、場間均值濾波方法和基于運動補償的插值方法。場間方法的優(yōu)點是參考 了前后幾場的信息，保留了圖像空域的全部細節(jié)，對靜止圖像處理的效果較好，但在運動物 體的邊緣容易產生鋸齒現象，對運動圖像效果較差。
[0006] 自適應場內場間混合方法是結合以上兩類方法的優(yōu)點，通過運動估計判斷，自適 應的選擇場內方法或者場間方法。該方法最大限度地利用了視頻信號時間和空間上的相關 信息，因而性能最好；但復雜的運動估計方法容易造成誤差的累積，引起錯誤的判斷，從而 造成塊效應、拖影和錯誤運動估計產生的局部失真，更加重要的一點是該方法硬件開銷龐 大，成本較高。并且在實際應用中，快速獲得準確、可靠的運動矢量(這是正確進行運動估計 的前提）是較困難的。
[0007] 綜上所述，比較現有的去隔行方法，為了取得畫面效果和硬件資源的平衡，場內方 法的ELA方法是最好的選擇，它有效地保護了圖像的邊緣信息，增加了圖像的清晰度，但 ELA方法也有缺陷，其對圖像邊緣的判斷容易出錯，造成插值后的圖像在某些區(qū)域出現模糊 和鋸齒，從而影響圖像的去隔行效果。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明旨在克服【背景技術】所述傳統(tǒng)邊緣平均插值方法（ELA方法）的缺陷，提供一 種自適應插值的場內去隔行方法，以提高圖像邊緣的判斷準確度，減少待插像素值的誤差， 既能夠達到良好的去隔行效果，又便于硬件實現。
[0009] 為此，本發(fā)明的自適應插值場內去隔行方法，包括以下步驟： 步驟一：在當前場的圖像中對穿過當前待插點的相鄰上下兩行進行邊緣方向相關性檢 測； 步驟二：對步驟一所述的邊緣方向相關性進行判斷，包括，判斷該邊 緣方向是否為垂直邊緣方向，若是，則該垂直邊緣方向的值就是確定性 插值邊緣方向，進行步驟五；若不是，則進一步采用計算增強邊緣方向值 馬(岣和馬(幻的方法，用增強邊緣方向來判斷是否是確定性邊緣方向：若是確定性插值邊 緣方向，直接進行步驟五，若不是，則進行步驟三，開始區(qū)域方向判斷； 步驟三：在當前場的圖像中對穿過當前待插點的相鄰上下兩行進行區(qū)域方向相關性檢 測； 步驟四：對步驟三所述的區(qū)域方向相關性進行判斷，判斷最大相關邊緣方向d與最大 相關區(qū)域方向D是否匹配，如果匹配，則得到確定性插值區(qū)域方向，然后進入步驟六進行區(qū) 域方向求值步驟；如果不匹配，則視該邊緣方向為垂直邊緣方向，同樣進入步驟五進行邊緣 方向求值步驟； 步驟五：進行邊緣方向自適應插值，即對步驟二所述的確定性插值邊緣方向上的兩個 候選點的像素值求均值，得到當前待插像素點的像素值，進入步驟七； 步驟六：進行區(qū)域方向自適應插值，即對步驟四所確定的確定性插值區(qū)域方向上的四 個候選點的像素值求均值，得到當前待插像素點的像素值，進入步驟七； 步驟七：將步驟五或步驟六所述的當前待插像素點的像素值與垂直方向上的兩個像素 點的像素值進行比較，然后進行優(yōu)化。
[0010] 優(yōu)選的：所述步驟一的邊緣方向相關性檢測包括計算5個邊緣方向值，每個邊緣 方向值分別代表了各自邊緣方向的相關度。所述步驟二的邊緣方向相關性判斷包括計算最 大相關邊緣方向，即對5個邊緣方向值求最小值；還包括確定上述最大相關邊緣方向的2個 增強邊緣方向；還包括計算上述的2個增強邊緣方向值，每個增強邊緣方向值代表了上述 最大相關邊緣方向與各自增強邊緣方向的不相關度。
[0011] 進一步的優(yōu)選：所述步驟三的區(qū)域方向相關性檢測包括計算3個區(qū)域方向值，每 個區(qū)域方向值分別代表了各自區(qū)域方向的相關度。
[0012] 所述步驟四的區(qū)域方向相關性判斷包括計算最大相關區(qū)域方向，即對3個區(qū)域方 向值求最小值。
[0013] 所述步驟五的邊緣方向自適應插值包括計算5個步驟二的確定性插值邊緣方向 上的待插像素點的像素值，得到的確定性插值邊緣方向不同，自適應的選擇相應的步驟二 的確定性插值邊緣方向，將該方向上的兩個像素點作為候選點來計算待插像素點的像素 值。
[0014] 所述步驟六的區(qū)域方向自適應插值包括計算3個步驟四的確定性插值區(qū)域方向 上的待插像素點的像素值，得到的確定性插值區(qū)域方向不同，自適應的選擇相應的步驟四 的確定性插值區(qū)域方向，將該方向上的四個像素點作為候選點來計算待插像素點的像素 值。
[0015] 本發(fā)明所述方法通過對各個邊緣方向進行相關性判斷，對不同的部分自適應的選 擇合適的插值方式，保持