專(zhuān)利名稱(chēng)：提高去隔行性能的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及去隔行方法和裝置，特別用于提高去隔行的性能。 技術(shù)背景對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行去隔行處理過(guò)程已經(jīng)得到廣泛使用，其方法已經(jīng)在文獻(xiàn)中公布。出于性?xún)r(jià)比考慮，運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行得到了廣泛的使用，其基本流程如

圖1所示， 方法是使用空間去隔行器和時(shí)間去隔行器同時(shí)分別對(duì)畫(huà)面進(jìn)行去隔行處理。根據(jù)對(duì)畫(huà)面運(yùn) 動(dòng)和其它方面的檢測(cè)，用混合器將空間去隔行器和時(shí)間去隔行器的輸出進(jìn)行不同比例的混 合和切換，作為最終輸出，混合和切換的趨勢(shì)是運(yùn)動(dòng)畫(huà)面使用更多的空間去隔行器的輸出， 靜止畫(huà)面使用更多的時(shí)間去隔行器的輸出。實(shí)際應(yīng)用中時(shí)間去隔行器處理運(yùn)動(dòng)畫(huà)面和像素時(shí)容易出現(xiàn)水平拉絲或梳齒現(xiàn)象， 即使運(yùn)動(dòng)很小的畫(huà)面和像素也會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。而空間去隔行器處理運(yùn)動(dòng)量比較小的畫(huà)面 和像素時(shí)視覺(jué)上會(huì)感到有明顯的抖動(dòng)現(xiàn)象。雖然含有邊緣檢測(cè)或邊緣自適應(yīng)處理的空間去 隔行器可以一定程度上減輕抖動(dòng)現(xiàn)象，但仍然很明顯。在運(yùn)動(dòng)量很小的畫(huà)面中，空間去隔行 器以及包含邊緣相關(guān)處理的空間去隔行器和時(shí)間去隔行器都會(huì)帶來(lái)一些副作用。即使使用 空間去隔行器和時(shí)間去隔行器的輸出混合的方式，并且選擇不同的混合比例，很多畫(huà)面下 仍然能看到明顯的副作用，更多的時(shí)間去隔行器的輸出會(huì)帶來(lái)明顯的拉絲或梳齒現(xiàn)象，更 多的空間去隔行器的輸出會(huì)帶來(lái)明顯的抖動(dòng)現(xiàn)象。一些文獻(xiàn)中提出了改進(jìn)的控制混合比例 的方法來(lái)進(jìn)行嘗試。例如申請(qǐng)?zhí)枮?00680017719.X的專(zhuān)利，提出了使用兩個(gè)誤差值，非線(xiàn) 性映射來(lái)計(jì)算混合比例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在原有去隔行處理的基礎(chǔ)上，增加特性可變的空間垂直濾波及其控制，通 過(guò)濾波進(jìn)行垂直方向像素間的相關(guān)運(yùn)算，降低和消除由時(shí)間去隔行器處理運(yùn)動(dòng)畫(huà)面和像素 后可能帶來(lái)的水平拉絲和梳齒現(xiàn)象，并因此可以?xún)?yōu)化去隔行的參數(shù)，從而提高去隔行的性 能。本發(fā)明中增加的空間垂直濾波在去隔行處理流程中的位置是在時(shí)間去隔行器之 后。可以只對(duì)時(shí)間去隔行器的輸出進(jìn)行處理，如圖3所示。也可以對(duì)時(shí)間去隔行和空間去 隔行進(jìn)行混合和切換之后的信號(hào)進(jìn)行處理，如圖4所示。并且空間垂直濾波前后還可以允 許存在其它信號(hào)處理流程?？臻g垂直濾波的特性是可變的，改變特性的方法有多種，可以使用固定參數(shù)的濾 波器加上混合器以及延遲補(bǔ)償?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)濾波強(qiáng)度的可變，如圖2所示，混合器2用來(lái)對(duì)經(jīng) 過(guò)濾波器處理和不經(jīng)過(guò)濾波器的信號(hào)進(jìn)行混合，通過(guò)改變混合的比例，實(shí)現(xiàn)濾波強(qiáng)度的變 化?？刂苹旌媳壤偷扔诳刂茷V波強(qiáng)度。延遲補(bǔ)償用來(lái)補(bǔ)償濾波器產(chǎn)生的延遲。也可以采 用參數(shù)可變的濾波器，直接改變?yōu)V波器的特性，還有一種做法是使用多個(gè)不同特性的濾波 器，通過(guò)切換不同濾波器的輸出，實(shí)現(xiàn)濾波特性的變化。空間垂直濾波可以降低和消除時(shí)間去隔行器在運(yùn)動(dòng)畫(huà)面下產(chǎn)生的水平拉絲和梳齒問(wèn)題，因而允許運(yùn)動(dòng)量比較小的畫(huà)面使用比不采用在這種處理更多的時(shí)間去隔行器的輸 出結(jié)果，這也意味著運(yùn)動(dòng)比較小的畫(huà)面和像素空間去隔行器輸出成份的減少，由此帶來(lái)的 抖動(dòng)現(xiàn)象也得到減輕，從而提高去隔行的性能?？臻g垂直濾波的特性受檢測(cè)控制模塊的控制。檢測(cè)控制模塊的處理過(guò)程可以參考 去隔行本處理身已經(jīng)包含的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和其它檢測(cè)控制模塊，例如圖1中的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和其它 檢測(cè)模塊，這個(gè)模塊用于控制空間去隔行和時(shí)間去隔行的輸出進(jìn)行混合時(shí)的比例。這兩個(gè) 模塊的原理可以相同或相似，可以共用一個(gè)模塊。或?qū)ν粋€(gè)模塊的輸出進(jìn)行再處理，分別 用于去隔行處理和空間垂直濾波。去隔行處理包含的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和其它檢測(cè)控制的原理和方 法在不同文獻(xiàn)中有描述。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明圖1是廣泛使用的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行的簡(jiǎn)單示意，包括空間去隔行器，時(shí)間去隔 行器，運(yùn)動(dòng)和其它檢測(cè)以及混合器1。圖2示意固定參數(shù)的垂直濾波器以及混合器2，控制混合比例等于控制濾波強(qiáng)度。圖3示意垂直濾波處理過(guò)程在時(shí)間去隔行之后，在時(shí)間去隔行和空間去隔行進(jìn)行 混合和切換之前。圖4示意垂直濾波處理過(guò)程在時(shí)間去隔行和空間去隔行進(jìn)行混合和切換之后。圖5示意一種實(shí)施情況下混合器1和混合器2的混合比例之間以及與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié) 果之間的關(guān)系和比較。圖6示意另外一種實(shí)施情況下混合器1和混合器2的混合比例之間以及與運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系比較。圖7示意多個(gè)濾波器和切換器，通過(guò)選擇切換不同的濾波器的輸出實(shí)現(xiàn)濾波特性 的改變。
具體實(shí)施例方式例舉兩個(gè)實(shí)施方式。實(shí)施方式1:本實(shí)施方式針對(duì)一個(gè)如圖1所示的運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行處理過(guò)程，增加使用本專(zhuān)利 提出的方法和設(shè)備。處理流程如圖3所示，新增加的空間垂直濾波在時(shí)間去隔行器之后， 在混合器1之前，如圖3所示。使用圖2所示的改變?yōu)V波強(qiáng)度的方式。垂直相鄰像素濾波 系數(shù)是{0. 25，0. 5,0. 25}，這個(gè)濾波器具有低通的效果，使用存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)延遲補(bǔ)償和低通處 理?；旌掀?使用混合器1相同的結(jié)構(gòu)原理和控制方式?；旌掀?的兩個(gè)輸入分別是經(jīng)過(guò) 垂直低通處理和沒(méi)有經(jīng)過(guò)垂直低通處理，但經(jīng)過(guò)延遲補(bǔ)償?shù)漠?huà)面，分別定義為Y和Z，混合 器的輸出是Υβ+Ζ(1-β)，β是改變混合比例的系數(shù)，β =0時(shí)，輸出畫(huà)面不包括低通處理 的成份，低通效果是0，β = 1時(shí)，輸出畫(huà)面全部經(jīng)過(guò)低通處理，低通效果達(dá)到最大。檢測(cè)控 制模塊使用運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行本身已經(jīng)有的運(yùn)動(dòng)和其它檢測(cè)模塊。將這個(gè)模塊的原有的輸 出作為系數(shù)β的值，將這個(gè)模塊原有的輸出除以3作為混合器1的混合系數(shù)?？梢岳斫鉃?混合器2對(duì)運(yùn)動(dòng)的靈敏度是混合器1的3倍，混合器1混合系數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的靈敏度是不使用 本專(zhuān)利的方法時(shí)的三分之一?；旌掀?和混合器2混合系數(shù)與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系見(jiàn) 圖6。
當(dāng)畫(huà)面或某些像素處于靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動(dòng)為0時(shí)，混合器1和2的混合系數(shù)是0，最終 輸出等于時(shí)間去隔行器的輸出，低通濾波的強(qiáng)度也是是0，最終輸出的畫(huà)面不受低通濾波的 影響。當(dāng)運(yùn)動(dòng)量很大時(shí)，即圖5中水平坐標(biāo)的最右端，低通濾波的強(qiáng)度達(dá)到最大，最終輸出 等于空間去隔行器的輸出，因?yàn)椴话?jīng)過(guò)低通處理的時(shí)間去隔行器輸出的成份，因此輸 出也不受低通濾波的影響。當(dāng)運(yùn)動(dòng)從0開(kāi)始變大，不是很大時(shí)，低通濾波的強(qiáng)度迅速變強(qiáng)， 從混合器1輸出的信號(hào)中由于混合系數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的靈敏度被降低，時(shí)間去隔行器的輸出占據(jù) 比以往更多的比例，空間去隔行器輸出的成份比以往少，從而畫(huà)面抖動(dòng)比以往小。而時(shí)間去 隔行器的輸出中可能出現(xiàn)的拉絲現(xiàn)象被隨運(yùn)動(dòng)變大而迅速增強(qiáng)的低通濾波衰減和消除。實(shí)施方式2的處理流程如圖4所示。和實(shí)施方式1的區(qū)別在于空間垂直濾波在時(shí)間去隔行器之后，在時(shí)間去隔行和空 間去隔行進(jìn)行混合和切換之前?；旌掀?和混合器2與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系見(jiàn)圖6，當(dāng) 混合器1的混合系數(shù)等于1的時(shí)候，如果運(yùn)動(dòng)繼續(xù)變強(qiáng)，混合系數(shù)2隨著運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)變強(qiáng)而 開(kāi)始變小，一直到0。其它部分與實(shí)施方式1相同。當(dāng)畫(huà)面或某些像素處于靜止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)動(dòng)為0時(shí)，混合器1和2的混合系數(shù)是0，最終 輸出等于時(shí)間去隔行器的輸出，低通濾波的強(qiáng)度也是是0，最終輸出的畫(huà)面不受低通濾波的 影響。當(dāng)運(yùn)動(dòng)很大時(shí)，即圖6中水平坐標(biāo)的最右端，混合器1的系數(shù)等于，選擇來(lái)自于空間去 隔行器的信號(hào)作為最終輸出，混合器2的系數(shù)是0，低通濾波器不影響輸出的畫(huà)面。當(dāng)運(yùn)動(dòng) 從0開(kāi)始變大，不是很大時(shí)，低通濾波的強(qiáng)度迅速變強(qiáng)，從混合器1輸出的信號(hào)中由于混合 系數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的靈敏度被降低，空間去隔行器輸出的成份比以往少，從而畫(huà)面抖動(dòng)比以往小。 時(shí)間去隔行器的輸出占據(jù)相對(duì)比較多的成份。而時(shí)間去隔行器的輸出中可能出現(xiàn)的拉絲現(xiàn) 象被隨運(yùn)動(dòng)變大而迅速增強(qiáng)的低通濾波衰減和消除。當(dāng)混合器1的系數(shù)達(dá)到1，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié) 果繼續(xù)變大時(shí)，混合器2的系數(shù)β開(kāi)始減小，低通濾波對(duì)畫(huà)面的影響開(kāi)始變?nèi)?，隨著運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)結(jié)果的繼續(xù)變大逐漸減小，直到變成0。一種簡(jiǎn)化的實(shí)施方式是仍使用圖5所示的混合 器1和混合器2與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系，運(yùn)動(dòng)很大的畫(huà)面和像素一直受到垂直低通濾 波的處理。理論上會(huì)對(duì)畫(huà)面的垂直分辨率有衰減，但實(shí)際主觀(guān)感覺(jué)上并不明顯。實(shí)施方式2的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是為空間垂直濾波所增加的硬件可以用于其它的畫(huà)面處 理過(guò)程，例如垂直邊緣增強(qiáng)等等。實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中使用圖2所示的改變?yōu)V波強(qiáng)度的方式，也可以使用參 數(shù)可變的通濾波器，或使用一組，包含兩個(gè)或兩個(gè)以上濾波器，對(duì)這些濾波器的輸出進(jìn)行切 換的方式實(shí)現(xiàn)濾波強(qiáng)度的變化。本發(fā)明中增加的空間垂直濾波是針對(duì)時(shí)間去隔行器的輸出進(jìn)行處理，只要是使用 了時(shí)間去隔行器的去隔行處理都可以使用本專(zhuān)利提出的空間垂直濾波，從而提高性能。本 專(zhuān)利不僅僅局限于提高運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行處理性能，還可以用于提高其它采用不同方法的 去隔行處理的性能。本發(fā)明中所描述的空間去隔行器包括帶有邊緣檢測(cè)或邊緣自適應(yīng)的空 間去隔行器。本發(fā)明中增加的對(duì)空間垂直濾波的控制，可以使用運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)去隔行方法中所包 含的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和其它檢測(cè)相同和相似的方法和原理，這些方法已經(jīng)在文獻(xiàn)中公布。技術(shù)人 員可以對(duì)這些方法做出進(jìn)一步的改進(jìn)。但仍符合本專(zhuān)利的基本原理。以上具體實(shí)施方式
并沒(méi)有把本專(zhuān)利提出的方法全部用上，并不和權(quán)利要求的范圍沖突。不代表放棄本專(zhuān)利提出的其它方法。所有不背離本發(fā)明的改進(jìn)都包括在權(quán)利要求范 圍中。
具體實(shí)施方式
只是為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
提高去隔行性能的方法，其特征是增加空間垂直濾波處理過(guò)程和控制，對(duì)時(shí)間去隔行處理之后和可能包含有被時(shí)間去隔行處理的畫(huà)面進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間垂直濾波處理，其特征是濾波的特性是可變的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間垂直濾波處理，其濾波特性與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系 可以是單調(diào)的，也可以不是單調(diào)的，可以是線(xiàn)性的，也可以是非線(xiàn)性的，也可以是開(kāi)和關(guān)兩 個(gè)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理，這個(gè)處理過(guò)程可以在時(shí)間去隔行處理結(jié)束之后，在空 間去隔行與時(shí)間去隔行混合和切換之前，并且這個(gè)處理過(guò)程前后允許存在其它處理過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理過(guò)程，這個(gè)處理過(guò)程可以在空間去隔行與時(shí)間去隔行混 合和切換之后，并且這個(gè)處理過(guò)程前后允許存在其它處理過(guò)程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制，其特征是與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果相關(guān)。
7.提高去隔行性能的方法，這個(gè)方法包括以下新增設(shè)備參數(shù)不可變的空間垂直濾波器，混合器，延遲補(bǔ)償器。混合器混合經(jīng)過(guò)空間垂直濾波器 處理過(guò)的畫(huà)面和沒(méi)有被處理的畫(huà)面，然后輸出。通過(guò)改變混合器的混合比例，可以獲得不同 強(qiáng)度的空間垂直濾波。延遲補(bǔ)償器補(bǔ)償空間垂直濾波器造成的延遲。
8.提高去隔行性能的方法，這個(gè)方法包括以下新增設(shè)備參數(shù)可變的空間垂直濾波器，通過(guò)控制參數(shù)可以獲得不同強(qiáng)度的垂直濾波效果。
9.提高去隔行性能的方法，這個(gè)方法包括以下新增設(shè)備兩個(gè)或兩個(gè)以上空間垂直濾波器，和切換器。多個(gè)空間垂直濾波器實(shí)現(xiàn)不同特性的濾 波，切換器選擇其中一個(gè)作為輸出，通過(guò)選擇不同濾波器實(shí)現(xiàn)濾波特性的變化。全文摘要
提高去隔行性能的方法和裝置。這個(gè)方法通過(guò)在去隔行處理過(guò)程中增加空間垂直方向的濾波處理過(guò)程，降低和消除時(shí)間去隔行器處理小運(yùn)動(dòng)量畫(huà)面和像素后產(chǎn)生的水平拉絲和梳齒問(wèn)題，并且由于該處理過(guò)程的使用，可以對(duì)以往去隔行方法的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高整體效果。對(duì)應(yīng)的裝置包括空間垂直濾波器，混合器和延遲補(bǔ)償器，或者參數(shù)可變的空間垂直濾波器，或者多個(gè)濾波器，切換器。這些裝置用于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度可變的空間垂直濾波。
文檔編號(hào)H04N5/44GK101924887SQ200910052960
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者紀(jì)元 申請(qǐng)人:紀(jì)元