一種邊緣敏感的場內去隔行方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種邊緣敏感的場內去隔行方法，包括以下方法：1)對所有待插值像素點進行垂直方向求相鄰兩像素點均值的方法進行插值；2)根據(jù)已知像素點，利用梯度算子計算每個待插值像素點的水平方向和垂直方向上的梯度及梯度幅值；3)根據(jù)梯度幅值判斷待插值像素點所處的區(qū)域；4)在復雜區(qū)域內選取若干像素點組成三個行向量；5)根據(jù)水平方向和垂直方向上的梯度的相應關系選取后續(xù)計算所需行向量；6)計算所選行向量中的像素點與當前像素點的差值，獲得差值絕對值最小的像素點，即為最相似像素點；7)根據(jù)獲得的最相似像素點的位置對相應的待插值像素點進行插值。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有計算復雜度低、精度高等優(yōu)點。
【專利說明】一種邊緣敏感的場內去隔行方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像或視頻的去隔行方法，尤其是涉及一種邊緣敏感的場內去隔行方法。
【背景技術】
[0002]在NTSC、PAL和SECAM等模擬制式的電視廣播系統(tǒng)中，隔行掃描技術已經(jīng)成為了標準，而現(xiàn)今的高清數(shù)字電視廣播系統(tǒng)也保留了這種掃描格式。因為它不僅能節(jié)省視頻傳輸?shù)膸挘乙材芫S持已有的傳輸通道。然而，隨著液晶顯示器、等離子顯示器等新型平板顯示器的發(fā)展，逐行掃描的視頻漸漸成為主流需求。因為所有新出現(xiàn)的顯示器幾乎都需要逐行視頻輸入。而且，隔行掃描的視頻會出現(xiàn)行間閃爍、跳躍以及邊緣鋸齒等不良視覺效果。為了克服這些問題，能將隔行掃描視頻轉換成逐行掃描視頻的去隔行技術應運而生。
[0003]去隔行技術主要分為幀內去隔行和幀間去隔行兩種。一般來說，幀間去隔行技術由于使用多個視頻幀的像素信息而獲得優(yōu)于幀內去隔行技術的去隔行效果，但是這也增大了硬件實現(xiàn)上的成本。而幀內去隔行技術僅需存儲若干行像素信息就可以取得很好的去隔行效果，這不僅大大節(jié)省了硬件資源，而且也可以作為幀間去隔行算法的關鍵部分。最常見的幀內去隔行算法是對待插值像素點的上下兩個點求平均值，這種方法雖然簡單，但是會在邊緣帶來嚴重的鋸齒效應。基于邊緣檢測的幀內去隔行方法常常會因為漏檢和誤撿造成圖像細節(jié)的丟失，無法得到令人滿意的去隔行效果。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種計算復雜度低、精度高的邊緣敏感的場內去隔行方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0006]一種邊緣敏感的場內去隔行方法，包括以下方法:
[0007]I)對所有待插值像素點進行垂直方向求相鄰兩像素點均值的方法進行插值；
[0008]2)根據(jù)已知像素點，利用梯度算子計算每個待插值像素點的水平方向和垂直方向上的梯度Gx、Gy及梯度幅值MagG ；
[0009]3)根據(jù)梯度幅值判斷待插值像素點所處的區(qū)域:若MagG>THl，則處于復雜區(qū)域，若MagG〈 = THl，則處于平坦區(qū)域，其中，THl為梯度閾值；
[0010]4)在復雜區(qū)域內選取若干像素點組成三個行向量,包括UP行向量、DOWN行向量和SIDE行向量；
[0011]5)根據(jù)水平方向和垂直方向上的梯度Gx、Gy的相應關系選取后續(xù)計算所需行向量:若|Gx|〈 = a|Gy|，則同時選擇UP行向量和DOWN行向量進行后續(xù)計算，執(zhí)行步驟6);若I Gx I >a I Gy |，則選擇SIDE行向量進行后續(xù)計算，執(zhí)行步驟6)，其中，a為調整系數(shù)；
[0012]6)計算所選行向量中的像素點與當前像素點的差值，獲得差值絕對值最小的像素點，即為最相似像素點；[0013]7)根據(jù)步驟6)獲得的最相似像素點的位置對相應的待插值像素點進行插值。
[0014]所述的梯度算子包括水平方向梯度算子和垂直方向梯度算子。
[0015]所述的梯度閾值THl的取值范圍為500?1500。
[0016]所述的UP行向量由當前像素點的下一行左邊三個像素點和上一行右邊三個像素點組成的；所述的DOWN行向量由當前像素點的上一行左邊三個像素點和下一行右邊三個像素點組成；所述的SIDE行向量由當前像素點的左邊一行五個像素點和右邊一行五個像素點組成。
[0017]所述的調整系數(shù)a的取值范圍為I?8。
[0018]所述的步驟6)中，若所選的行向量為UP行向量和DOWN行向量，則進行如下操作:
[0019]a)判斷UP行向量中得到的差值絕對值最小的像素點是否同時滿足minUP〈TH2且該像素點對應的Gx和Gy同號，若是，則將該像素點作為最相似像素點，若否，則執(zhí)行步驟
b)，其中，minUP為UP行向量中的差值絕對值的最小值，TH2為設定閾值；
[0020]b)判斷DOWN行向量中得到的差值絕對值最小的像素點是否同時滿足minD0WN<TH2且該像素點對應的Gx和Gy異號，若是，則將該像素點作為最相似像素點，若否，處理下一個像素點，其中，minDOWN為DOWN行向量中的差值絕對值的最小值。
[0021]所述的步驟7)中，最相似像素點有五種類型，對每種類型的像素點采用不同的插值處理方法:
[0022]第一種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為I的四個最近的待插值像素點，對應的插值處理方法是按照邊緣方向取四點均值；
[0023]第二種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為O的兩個最近的待插值像素點，不進行插值處理；
[0024]第三種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為I的四個最近的待插值像素點，對應的插值處理方法是按照邊緣方向取兩點均值；
[0025]第四種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為2的四個最近的待插值像素點，對應的插值處理方法是按照邊緣方向取兩點均值；
[0026]其余為第五種類型，不進行插值處理。
[0027]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0028]I)在占用較低的硬件資源的基礎上獲得較好的去隔行效果，很好地保持了視頻圖像的邊緣和細節(jié)。并且為了降低計算復雜度，對平坦區(qū)域采用垂直方向求兩點均值的算法。
[0029]2)為了提高梯度計算的精度，減少噪聲的影響，特別設計了梯度算子，實現(xiàn)了更加準確的邊緣預判斷，使得對插值點的選擇更加具有針對性。
[0030]3)對五種不同的最近似像素點，采用不同的插值方式，對視頻圖像的邊緣起到了更好的恢復效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明的流程示意圖；
[0032]圖2為本發(fā)明的梯度算子；
[0033](2a)為水平方向的梯度算子，(2b)為垂直方向的梯度算子；
[0034]圖3為本發(fā)明方法中當前像素點所處區(qū)域的示意圖；[0035]圖4為本發(fā)明三個行向量示意圖；
[0036](4a)為UP行向量，(4b)為DOWN行向量，(4c)為SIDE行向量；
[0037]圖5為本發(fā)明插值方式示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0039]如圖1所示，一種邊緣敏感的場內去隔行方法，包括以下步驟:
[0040]在步驟SOl中，根據(jù)特別設計的梯度算子計算出水平方向和垂直方向上的梯度以及梯度的幅值。本方法采用的梯度算子包括水平方向的梯度算子和垂直方向的梯度算子，各梯度算子的權重分配如圖2所示。利用這兩個算子計算每個待插值像素點的水平梯度Gx和垂直梯度Gy。其計算公式如下:
[0041]Gx = f (1-4, j-2)+4f (1-4, j_l) _4f (i_4，j + l)-f (1-4, j + 2)+2f (1-2,j-2)+5f (1-2, j-l)-5f (1-2, j+l)-2f (1-2, j+2)+6f (i, j-2)+6f (i, j-l)-6f (i, j+l)-6f (i,j+2)+2f (i+2, j-2)+5f (i+2, j-l)-5f (i+2, j + l)-2f (i+2, j+2)+f (i+4, j-2)+4f (i+4,j-l)-4f(i+4, j+l)-f(i+4, j+2)；
[0042]Gy = f (1-4, j_2)+2f (i_4，j-l)+6f (1-4, j)+2f (1-4, j+l)+f (1-4, j+2)+4f (1-2,j-2)+5f (1-2, j-l)+6f (1-2, j)+5f (1-2, j + l)+4f (1-2, j+2)-4f (i+2, j-2)-5f (i+2,j-l)-6f (i+2, j)-5f (i+2, j + l)-4f (i+2, j+2)-f (i+4, j-2)-2f (i+4, j-l)-6f (i+4,j)-2f(i+4, j+l)-f(i+4, j+2)。
[0043]每個待插值像素點梯度幅值MagG的計算公式如下:
[0044]
【權利要求】
1.一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，包括以下方法: 1)對所有待插值像素點進行垂直方向求相鄰兩像素點均值的方法進行插值； 2)根據(jù)已知像素點，利用梯度算子計算每個待插值像素點的水平方向和垂直方向上的梯度Gx、Gy及梯度幅值MagG ； 3)根據(jù)梯度幅值判斷待插值像素點所處的區(qū)域:若MagG>THl，則處于復雜區(qū)域，若MagG< = THl，則處于平坦區(qū)域，其中，THl為梯度閾值； 4)在復雜區(qū)域內選取若干像素點組成三個行向量，包括UP行向量、DOWN行向量和SIDE行向量； 5)根據(jù)水平方向和垂直方向上的梯度Gx、Gy的相應關系選取后續(xù)計算所需行向量:若|Gx|〈 = a|Gy|，則同時選擇UP行向量和DOWN行向量進行后續(xù)計算，執(zhí)行步驟6);若I Gx I >a I Gy |，則選擇SIDE行向量進行后續(xù)計算，執(zhí)行步驟6)，其中，a為調整系數(shù)； 6)計算所選行向量中的像素點與當前像素點的差值，獲得差值絕對值最小的像素點，即為最相似像素點； 7)根據(jù)步驟6)獲得的最相似像素點的位置對相應的待插值像素點進行插值。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，所述的梯度算子包括水平方向梯度算子和垂直方向梯度算子。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，所述的梯度閾值THl的取值范圍為500~1500。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，所述的UP行向量由當前像素點的下一行左邊三個像素點和上一行右邊三個像素點組成的；所述的DOWN行向量由當前像素點的上一行左邊三個像素點和下一行右邊三個像素點組成；所述的SIDE行向量由當前像素點的左邊一行五個像素點和右邊一行五個像素點組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，所述的調整系數(shù)a的取值范圍為I~8。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，所述的步驟6)中，若所選的行向量為UP行向量和DOWN行向量，則進行如下操作: a)判斷UP行向量中得到的差值絕對值最小的像素點是否同時滿足minUP〈TH2且該像素點對應的Gx和Gy同號，若是，則將該像素點作為最相似像素點，若否，則執(zhí)行步驟b)，其中，minUP為UP行向量中的差值絕對值的最小值，TH2為設定閾值； b)判斷DOWN行向量中得到的差值絕對值最小的像素點是否同時滿足minD0WN〈TH2且該像素點對應的Gx和Gy異號，若是，則將該像素點作為最相似像素點，若否，處理下一個像素點，其中，minDOWN為DOWN行向量中的差值絕對值的最小值。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種邊緣敏感的場內去隔行方法，其特征在于，所述的步驟7)中，最相似像素點有五種類型，對每種類型的像素點采用不同的插值處理方法: 第一種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為I的四個最近的待插值像素點，對應的插值處理方法是按照邊緣方向取四點均值； 第二種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為O的兩個最近的待插值像素點，不進行插值處理； 第三種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為I的四個最近的待插值像素點，對應的插值處理方法是按照邊緣方向取兩點均值； 第四種類型對應的待插值像素點為與當前像素點水平距離為2的四個最近的待插值像素點，對應的插值處理方法是按照邊緣方向取兩點均值； 其余為第五種類型，不進`行插值處理。
【文檔編號】H04N7/01GK103647919SQ201310724193
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權日:2013年12月24日
【發(fā)明者】張昊, 王若琳, 李喬峰, 劉文江, 劉濤, 戎蒙恬 申請人:上海交通大學