運動補償去隔行及降噪的制作方法
【專利說明】運動補償去隔行及降噪
[0001]本申請已以一個命名為“運動補償去隔行及降噪”的暫定的專利申請書向其他國家作過優(yōu)先權(quán)申請，申請于2013年10月3日，申請?zhí)枮?1/886595，所述申請通過引用并入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請公開涉及視頻處理領(lǐng)域，尤其涉及運動補償去隔行及降噪隔行視頻幀的方法、系統(tǒng)以及裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]去隔行是將隔行視頻幀，如常見的模擬電視信號，轉(zhuǎn)換成用于顯示的非隔行視頻幀的過程。隔行視頻幀由依次排列的兩個子字段組成，其中字段連續(xù)掃描圖像傳感器的奇數(shù)行和偶數(shù)行。隔行幀的優(yōu)點是，它比發(fā)送整個圖像幀需要更少的傳輸帶寬，這在傳輸視頻數(shù)據(jù)時是一個關(guān)鍵因素。
[0004]當前許多顯示系統(tǒng)，例如液晶顯示器(“IXD顯示器”)、等離子顯示屏和其他高清晰度(“HD”)顯示器，均采用逐行掃描格式生成顯示。在逐行掃描格式中，每一幀的行被連續(xù)地顯示。因此，隔行視頻數(shù)據(jù)的子字段需要通過去隔行過程被組合成單個幀，以使視頻數(shù)據(jù)可以在逐行掃描格式中被顯示。存在幾個去隔行技術(shù)轉(zhuǎn)換隔行視頻為逐行掃描視頻。然而，每個技術(shù)都有顯著缺點。
[0005]例如，圖1展示出現(xiàn)有技術(shù)中通過降噪和去隔行處理視頻信號的方法的框圖。各種視頻格式的視頻信號可以具有隔行幀。為了觀看該視頻信號，在為輸出至顯示器而解碼的過程中將隔行幀去隔行。為了提高輸出的去隔行的視頻信號的質(zhì)量，降噪可應用于視頻信號的隔行幀以減少噪音和任何其他偽差。
[0006]視頻信號F(n)的隔行幀和視頻信號F(N-2)的噪聲降低幀可以被輸入到運動估計(“ME”)塊10、運動估計塊12和三維(“3D”)運動補償降噪(“MCNR”)塊14。對連續(xù)的每個整數(shù)n，視頻信號F (η)可以具有偶數(shù)幀或是奇數(shù)幀。一個例子是當η = 0、2、4、6、8、10等等，視頻幀F(xiàn)(n)都是偶數(shù)幀，這意味著每個偶數(shù)幀包含視頻的偶數(shù)行的像素信息。當η=1、3、5、7、9等等，視頻幀F(xiàn)(n)都是奇數(shù)幀，這意味著每個奇數(shù)幀包含奇數(shù)行的象素信息。
[0007]所述運動估計塊10接收幀數(shù)據(jù)F (η)和F(N_2)的連續(xù)的奇數(shù)幀或偶數(shù)幀，并且為幀η-l生成運動矢量MV(n-l)。接著，運動矢量MV(n_l)、隔行幀F(xiàn)(η)和隔行幀F(xiàn)(N_2)被輸入到降噪塊14，該降噪塊14生成一噪聲降低幀F(xiàn)(n)，并將該噪聲降低幀F(xiàn)(n)存儲到存儲器24中以供后續(xù)檢索。存儲器24可以是用于存儲噪聲降低幀F(xiàn)(n)的緩沖器、高速緩存或其它存儲單元。事實上，前一個噪聲降低幀F(xiàn) (N-2)從存儲器中被檢索出來以輸入到ME塊10、ME塊12和降噪塊14中。
[0008]前一個噪聲降低幀F(xiàn) (N-2)和電流噪聲降低幀F(xiàn) (η)被輸入到ME塊12中以生成運動矢量MV(n-l)。所生成的運動矢量MV (η-l)可進一步使用MV后處理塊16后處理，然后將運動矢量MVO存儲于存儲器26中。該存儲器26可以是用于存儲運動矢量的緩沖器、高速緩存或其它存儲器。
[0009]一去隔行器18可以從存儲器24和26以及一邊緣插值器22中檢索運動矢量，并為去隔行器的輸出F’(n-k、x、y)混合不同的輸入，其中k大于一，且相對于η幀數(shù)延遲；χ和I是用于顯示的像素的坐標位置?；谙到y(tǒng)需求，變量k典型地可以為1、2或3，其中k越小，延遲就越小。
[0010]這樣的系統(tǒng)的問題在于，ME塊10和12需要大量的資源來執(zhí)行ME計算。在本實施例中，需要兩個專用的ME塊來生成可接受的去隔行幀，其中每個ME塊需要大量的行緩沖器。事實上，在圖像處理應用中運動估計是最苛刻的計算過程。因此，運動估計引擎對于視頻壓縮和視頻處理的性能非常關(guān)鍵。所以，亟需提供可以減少復雜度和資源使用的隔行視頻數(shù)據(jù)的視頻處理的新方法和系統(tǒng)，來生成視頻數(shù)據(jù)的去隔行幀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]簡要地說，本申請公開涉及一種用于去隔行一視頻信號的視頻處理系統(tǒng)，包括:一運動估計塊，其中，所述運動估計塊為所述視頻信號生成整數(shù)運動矢量；一細化運動估計塊，其中，所述細化運動估計塊根據(jù)所述生成的整數(shù)運動矢量生成分數(shù)運動矢量，并且選擇視頻信號的幀；以及一去隔行器，其中，所述去隔行器根據(jù)生成的分數(shù)運動矢量和視頻信號選中的幀生成一輸出。
【附圖說明】
[0012]本申請公開的上述事項和其他方面可以更好地結(jié)合以下實施例的詳細描述和附圖理解。
[0013]圖1示出使用兩個運動估計引擎應用于隔行視頻信號的降噪和去隔行的現(xiàn)有技術(shù)的框圖。
[0014]圖2示出處理視頻信號流程圖。
[0015]圖3示出對隔行視頻信號運用降噪和去隔行的框圖。
[0016]圖4示出用于處理視頻信號的視頻處理系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0017]在以下具體實施例的詳細描述中，參照附圖，這些附圖形成其一部分，并且通過附圖示出【具體實施方式】。
[0018]圖2示出處理視頻信號的流程圖。視頻處理器(或其它視頻處理設(shè)備)可以接收待處理的視頻信號31的隔行幀。各種標準的算法可以被應用于為接收的隔行幀32生成運動矢量。例如，一分層塊匹配(“HBM”)方法、一相位平面相關(guān)(“PPC”)方法，或者其它運動估計算法可以被用于生成基于所接收的隔行幀的運動矢量。接著，根據(jù)生成的運動矢量34，使用一臨時的低通濾波器(例如一個無限脈沖響應(“IIR”)濾波器)為接收到的隔行幀降低噪聲。這些噪聲降低幀可以被存儲和再利用以在后續(xù)使用中由視頻解碼器進一步計算。所接收的隔行幀之后可以根據(jù)生成的運動矢量和噪聲降低幀36被去隔行。
[0019]圖3示出通過降噪和去隔行處理一視頻信號的框圖。在解碼以輸出至一顯示器的過程中，隔行幀F(xiàn)(n)被去隔行。視頻信號F(n)可以具有偶數(shù)幀或奇數(shù)幀，其中偶數(shù)幀和奇數(shù)幀的順序交替。一個例子是當η = 0、2、4、6、8、10等等，視頻幀F(xiàn)(n)都是偶數(shù)幀，這意味著每個偶數(shù)幀包含視頻幀的偶數(shù)行的像素信息。當η = 1、3、5、7、9等等，視頻幀F(xiàn)(n)都是奇數(shù)幀，這意味著每個奇數(shù)幀包含視頻幀的奇數(shù)行的象素信息。
[0020]視頻信號的隔行幀F(xiàn)(n)和視頻信號的噪聲降低幀F(xiàn)(n-2)可以被輸入到一運動估計塊40和一個降噪塊44。所述運動估計塊40接收F (η)和F(n_2)兩個連續(xù)的奇數(shù)幀或偶數(shù)幀，這兩個連續(xù)的奇數(shù)幀或偶數(shù)幀被使用ME算法生成幀η-l的運動矢量MV(n-l)。所生成的運動矢量MV(n-l)可以使用一個MV后處理塊42被進一步后處理，被后處理過的運動矢量MV(n-l)可以被存儲于存儲器30中以供后續(xù)檢索。存儲器30可以是用于存儲運動矢量的緩沖器、高速緩存或其它存儲器。
[0021]所述運動矢量MV(η-l)、隔行幀F(xiàn)(η)以及隔行幀F(xiàn)(n_2)被輸入到降噪塊44，該降噪塊44可以生成一噪聲降低幀F(xiàn)(n)，被存儲在一存儲器20中以供后續(xù)檢索。該存儲器20可以是供所述噪聲降低幀F(xiàn)(η)存儲的緩沖器、高速緩存或其它存儲器單元。事實上，前一個噪聲降低幀F(xiàn)(n-2)被從存儲器中檢索出來輸入到ME塊40和降噪塊44中。
[0022]一種運動補償去隔行器46可以從存儲器30中檢索運動矢量MV(n-k)，從存儲器20中檢索噪聲降低幀F(xiàn)(n-k-l)和F(n-k+l)，以及從一個邊緣插值器48中檢索邊緣內(nèi)插幀F(xiàn)int (n-k)，為去隔行器的輸出F’(n_k，x，y)混合不同的輸入，其中k大于一，并且相對于η幀延遲，X和y是用于顯示的像素的坐標位置。邊緣插值可以基于插值法，包括一個簡單的垂直內(nèi)插的邊緣來實現(xiàn)。
[0023]圖4示出用于處理一視頻信號的一個視頻處理系統(tǒng)的框圖。一種視頻處理系統(tǒng)包括一個運動估計引擎100，一去隔行器102，一降噪塊92，一用于存儲視頻數(shù)據(jù)的存儲器94，一運動矢量處理塊104以及一用于存儲幀的運動矢量MVO的存儲器84。
[0024]所述MV引擎100包括一 ME塊80，一細化ME塊82以及一多路轉(zhuǎn)接器96。所述ME塊80可提供整數(shù)運動矢量。所述細化ME塊82可以提供細化運動矢量的分數(shù)運動矢量。假設(shè)框圖的輸入和去隔行器102的輸出之間的延遲為k = 2和η = 0，則視頻數(shù)據(jù)的當前幀是F(O)和一個含噪降低幀F(xiàn)(-2)，也即，兩個幀遠離F(O)，并且在不同時間段內(nèi)像素的同一個偶數(shù)行或奇數(shù)行被輸入到ME塊80。該ME塊80計算當前幀的運動矢量MV (O)并輸出計算值到細化ME塊82和多路轉(zhuǎn)接器96中。該細化ME塊82還接收視頻數(shù)據(jù)的幀F(xiàn) (O)、F (-1)和F(-2)來從當前幀MV(O)生成前一幀的運動矢量MV(-1)。前一幀的運動矢量MV(-1)被輸入到多路轉(zhuǎn)接器96和MV后處理塊104中。該MV后