專利名稱：一種視頻圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種視頻圖像清晰度增強(qiáng)的處理系 統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字視頻信號與靜態(tài)圖像信號的區(qū)別在于視頻信號是一個(gè)三維空間的時(shí)變 信號，包含有幀間的運(yùn)動(dòng)信息和時(shí)間冗余。在視頻信號處理中，雖然我們完全可 以把它視為一系列的靜態(tài)圖像序列來處理，各幀之間的處理相對獨(dú)立，但是借助 于多幀間包含的運(yùn)動(dòng)信息可以更精準(zhǔn)的的增強(qiáng)圖像去除噪聲，并且某些應(yīng)用如運(yùn) 動(dòng)對象提取或者運(yùn)動(dòng)速度檢測顯然不能在單一的靜態(tài)圖像幀基礎(chǔ)上進(jìn)行。
對多幀間的運(yùn)動(dòng)信息的估計(jì)和利用稱之為運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。運(yùn)動(dòng)估計(jì) 與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償在數(shù)字視頻處理技術(shù)中占有相當(dāng)重要的位置。例如視頻壓縮一般地 采用基于預(yù)測和變換的混合編碼技術(shù)，這種技術(shù)在H.261[2]，H.263〔3]和 MPEG-1 [4], MPEG-2 [5], MPEG-4[6]標(biāo)準(zhǔn)中己經(jīng)被采納。基于預(yù)測和變換的混合編 碼技術(shù)中運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償必不可少，幾乎所有的視頻壓縮方案都采用了基于 塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)與補(bǔ)償技術(shù)，然后編碼經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償形成的殘差圖像。 在視頻信號處理中，需要進(jìn)行去噪處理和細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理。通常，是對單幀圖進(jìn)行 低通濾波器或者高通濾波進(jìn)行降噪或增強(qiáng)，在大多數(shù)情況下，由于單幀圖像包含 有用信息有限，因此在去噪或增強(qiáng)處理后，會(huì)損失很多邊緣細(xì)節(jié)信息，或者增加 很多噪聲。因此，降噪和邊緣銳化是兩個(gè)矛盾的處理。
現(xiàn)有的處理裝置和處理方法是在單幀圖像上進(jìn)行邊緣檢測和去噪。然后在 去噪的結(jié)果上，用高通率波器來進(jìn)行增強(qiáng)圖像處理，但是因?yàn)椴捎脝螏械慕Y(jié) 構(gòu)，因此經(jīng)過去噪裝置的去噪處理后會(huì)損失掉小的細(xì)節(jié)。而且由于有效信息少， 所以很多真正的噪聲并沒有去除，再經(jīng)過第二個(gè)銳化邊緣過程又放大了噪聲，因 此此方法不能有效的去噪和圖像增強(qiáng)。也有利用并行結(jié)構(gòu)進(jìn)行降噪和細(xì)節(jié)增強(qiáng) 的，但是由于缺少幀間信息， 一些真正的隨機(jī)噪聲并不可以有效去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)和處理方法的不足，提供一種利 用運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ行У幕謴?fù)圖像細(xì)節(jié)，色彩增強(qiáng)及去除圖像噪聲的 圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)和處理方法。
本發(fā)明的提供了一種視頻圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)，包括
一圖像緩存器；
一圖像信息分析器，與所述圖像緩存器相連接，用于提取圖像的運(yùn)動(dòng)矢量 信息，色彩區(qū)域信息，以及噪聲分布信息；
一圖像重構(gòu)器，與所述圖像信息分析器相連接，用于根據(jù)多幀圖像的運(yùn)動(dòng) 矢量信息重建圖像；
一邊緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理器，與所述圖像重構(gòu)器相連接，用于根據(jù)重構(gòu)器計(jì)算 結(jié)果輸出細(xì)節(jié)增強(qiáng)后的信號；
一去噪處理器，與所述圖像緩存器和圖像信息分析器和圖像重構(gòu)器相連接， 用于根據(jù)前述計(jì)算結(jié)果計(jì)算去噪后的信號；
一色彩處理器，與所述圖像緩存器和圖像重構(gòu)器其相連接，用于根據(jù)色彩 區(qū)域計(jì)算去增強(qiáng)后的色彩信號；
一合成器，與所述圖像緩存器、圖像重構(gòu)器，去噪處理器、邊緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)
處理器和色彩處理器相連接，用于根據(jù)所述邊緣增強(qiáng)后的信號、去噪后的信號，
色彩增強(qiáng)后的信號和圖像信號得出最后的輸出信號。
本發(fā)明還提供了一種視頻圖像增強(qiáng)處理方法，包括以下步驟
步驟1、圖像信息分析器從圖像緩存器中讀取原始圖像序列數(shù)據(jù)，得出原
始圖像的運(yùn)動(dòng)矢量信息，邊緣信息，色彩區(qū)域信息，壓縮噪聲分布信息，輸入圖
像重構(gòu)器中；
步驟2、所述圖像重構(gòu)器根據(jù)圖像序列的運(yùn)動(dòng)矢量信息，邊緣信息，色彩 區(qū)域信息，壓縮噪聲分布信息創(chuàng)建出新的圖像，
步驟3、邊緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理器根據(jù)新的圖像增益和從圖像緩存器中讀取的 原始圖像數(shù)據(jù)，得出經(jīng)過邊緣增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)，輸入合成器中；去噪處理器根據(jù) 壓縮噪聲分布信息和從圖像緩存器中讀取的原始圖像數(shù)據(jù)和圖像重構(gòu)器的新的圖像，得出去噪后的圖像數(shù)據(jù)；色彩處理器根據(jù)圖像信息分析器的色彩區(qū)域信息 和從圖像緩存器中讀取的原始圖像數(shù)據(jù)和圖像重構(gòu)器的新的圖像得出去色彩增 強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù)
步驟4、合成器根據(jù)所述經(jīng)過邊緣細(xì)節(jié)的圖像數(shù)據(jù)、去噪后的圖像數(shù)據(jù)和 色彩增強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù)和原始圖像數(shù)據(jù)得出最后的處理數(shù)據(jù)。


圖1為本發(fā)明圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中圖像信息分析器和圖像重構(gòu)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中檢測規(guī)則計(jì)算示意圖 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中檢測內(nèi)部流程詳細(xì)圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
附圖2進(jìn)一步描述了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)中的圖像信息分析器和 圖像重構(gòu)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，Gl為圖像分析器濾波器，GK為圖像重構(gòu)器濾波器，GN為邊 緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理器濾波器，ROO， Rml為噪處理器濾波器，Rpp為色彩處理器濾波 器，Xn為原始圖像信號，Xn+1為增強(qiáng)后圖像信號。
根據(jù)圖3所示，依據(jù)以下計(jì)算檢測規(guī)則<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>
Gl， Gk， Gn首先根據(jù)增益Yl， Yk， Yn，來進(jìn)行巻積，R00， Rml， Rpp來進(jìn) 行巻積，根據(jù)補(bǔ)償規(guī)則的反饋效應(yīng)，起結(jié)果再做巻積處理，這樣就使得增強(qiáng)后的 圖像具有良好的魯棒性了，然后在通過外設(shè)模糊控制參數(shù)P是的圖像增強(qiáng)具有 了自適應(yīng)性，最后再與原圖像進(jìn)行巻積得到最終的輸出圖像。
權(quán)利要求
1、一種視頻圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像緩存器；圖像信息分析器，與所述圖像緩存器相連接，用于提取圖像的運(yùn)動(dòng)矢量信息，色彩區(qū)域信息，以及噪聲分布信息；圖像重構(gòu)器，與所述圖像信息分析器相連接，用于根據(jù)多幀圖像的運(yùn)動(dòng)矢量信息重建圖像；邊緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理器，與所述圖像重構(gòu)器相連接，用于根據(jù)重構(gòu)器計(jì)算結(jié)果輸出細(xì)節(jié)增強(qiáng)后的信號；去噪處理器，與所述圖像緩存器和圖像信息分析器和圖像重構(gòu)器相連接，用于根據(jù)前述計(jì)算結(jié)果計(jì)算去噪后的信號；色彩處理器，與所述圖像緩存器和圖像重構(gòu)器其相連接，用于根據(jù)色彩區(qū)域計(jì)算去增強(qiáng)后的色彩信號；合成器，與所述圖像緩存器、圖像重構(gòu)器，去噪處理器、邊緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理器和色彩處理器相連接，用于根據(jù)所述邊緣增強(qiáng)后的信號、去噪后的信號，色彩增強(qiáng)后的信號和圖像信號得出最后的輸出信號。
2、 一種視頻圖像增強(qiáng)處理方法，其特征在于，包括以下步驟A、 圖像信息分析器從圖像緩存器中讀取原始圖像序列數(shù)據(jù)，得出原始圖像 的運(yùn)動(dòng)矢量信息，邊緣信息，色彩區(qū)域信息，壓縮噪聲分布信息，輸入圖像重構(gòu) 器中；B、 所述圖像重構(gòu)器根據(jù)圖像序列的運(yùn)動(dòng)矢量信息，邊緣信息，色彩區(qū)域信 息，壓縮噪聲分布信息創(chuàng)建出新的圖像；C、 邊緣細(xì)節(jié)增強(qiáng)處理器根據(jù)新的圖像增益和從圖像緩存器中讀取的原始圖 像數(shù)據(jù)，得出經(jīng)過邊緣增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)，輸入合成器中；去噪處理器根據(jù)壓縮噪 聲分布信息和從圖像緩存器中讀取的原始圖像數(shù)據(jù)和圖像重構(gòu)器的新的圖像，得 出去噪后的圖像數(shù)據(jù)；色彩處理器根據(jù)圖像信息分析器的色彩區(qū)域信息和從圖像 緩存器中讀取的原始圖像數(shù)據(jù)和圖像重構(gòu)器的新的圖像得出去色彩增強(qiáng)后的圖 像數(shù)據(jù)；D、 合成器根據(jù)所述經(jīng)過邊緣細(xì)節(jié)的圖像數(shù)據(jù)、去噪后的圖像數(shù)據(jù)和色彩增 強(qiáng)后的圖像數(shù)據(jù)和原始圖像數(shù)據(jù)得出最后的處理數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖像處理系統(tǒng)和處理方法，該系統(tǒng)包括圖像緩存器；圖像信息分析器；圖像重構(gòu)器；細(xì)節(jié)邊緣增強(qiáng)處理器；去噪處理器；色彩處理器；合成器。該方法包括根據(jù)讀取的原始圖像序列數(shù)據(jù)，提取圖像的運(yùn)動(dòng)矢量信息，色彩區(qū)域信息，以及噪聲分布信息；根據(jù)原始圖像的運(yùn)動(dòng)矢量信息重新構(gòu)造圖像，并將新圖像數(shù)據(jù)與圖像的運(yùn)動(dòng)矢量信息，色彩區(qū)域信息，以及噪聲分布信息傳入色彩處理器；細(xì)節(jié)邊緣增強(qiáng)處理器；去噪處理器；根據(jù)計(jì)算出經(jīng)過邊緣增強(qiáng)的圖像數(shù)據(jù)和去噪后的圖像數(shù)據(jù)和色彩增強(qiáng)后的數(shù)據(jù)得出最后的處理數(shù)據(jù)。本發(fā)明利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄈビ行У幕謴?fù)圖像細(xì)節(jié)，增強(qiáng)色彩及去除圖像噪聲。
文檔編號H04N5/21GK101610347SQ20081003930
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者亮 張 申請人:上海傳語網(wǎng)絡(luò)科技有限公司