專利名稱：一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的方法及其
直O(jiān)
背景技術：
目前，在監(jiān)控領域使用了大量的模擬隔行攝像機，這些攝像機視頻在數(shù)字式顯示 器上，如液晶顯示器，顯示時都需要去隔行處理才能觀看?，F(xiàn)有的去隔行的方法和裝置都是針對DVD的電影或消費電子中的視頻進行設計， 在監(jiān)控系統(tǒng)中沒有很好的方法和裝置既能滿足監(jiān)控的視頻處理要求又能很好的降低成本 和功耗。當前應用比較普遍的去隔行方法主要有場復制法、幀內行平均法、修正沿自適應 法(ELA)、運動補償濾波算法等四種算法；其中場復制法將隔行掃描的奇偶兩場信號直接 拼接，以兩倍場頻輸出；這種方法未對數(shù)據(jù)進行復雜的處理，容易實現(xiàn)，對靜態(tài)圖像處理效 果較好，因為原始事物在兩場相對的時間內不變，如此相鄰兩場恰好是事物的奇行和偶行； 但對于運動圖像，因為在兩個不同的時間事物已經(jīng)發(fā)生變化，亮度值已經(jīng)不同，直接拼接兩 場的信號將在物體邊緣引入不可接受的人為失真。幀內行平均法是用同一場的上下兩行求 平均值的方法來計算插值，達到去隔行的目的；對于運動的物體，當前場中相鄰像素之間的 相關性最大，因此幀內行平均法由于硬件實現(xiàn)簡單、效果良好而得到廣泛運用，但對于靜止 的物體斜線邊緣的鋸齒(羽化)明顯。后來又有人提出了 ELA算法，ELA算法利用沿的方向 相關性對圖像進行去隔行，這種算法可以去除圖像的鋸齒狀沿，但在畫面細節(jié)的顯示方面 略欠不足。在ELA之后，人們又提出了運動補償濾波算法。這一算法去隔行效果較好，但算 法要求必須對運動軌跡進行準確的估算，硬件實現(xiàn)代價要求太高，僅能在少數(shù)高端視頻設 備中應用。從上述描述中可以看出，復雜度較高導致處理成本和功耗很高的方法而無法應 用在監(jiān)控系統(tǒng)中，過于簡化的方法而效果又無法達到監(jiān)控要求。由此，一種去隔行效果好、 硬件要求低的新方法的提出很有必要的。

發(fā)明內容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術中存在的不足之處，目的在于提供方法是一種針對監(jiān)控模 擬視頻的去隔行的方法，該方法是一種運動自適應去隔行方法，在運動檢測的基礎上，綜合 了幀內行平均法和場復制法，對靜止圖像的去隔行采用場復制法，對運動圖像采用幀內行 平均法，該方法針對監(jiān)控視頻特點來計算運動量，并根據(jù)監(jiān)控視頻的類型選取不同的閾值 來判定處理方法，即可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)畫質要求又可以大幅降低去隔行裝置的處理復雜度 和功耗，解決現(xiàn)有技術中存在的問題。本發(fā)明的另一目的在于提供一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的裝置，該裝置專為用于 實現(xiàn)前述方法硬件設備。本發(fā)明是通過以下技術方案達到上述目的一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的方法，
3包括如下步驟1)選取模擬監(jiān)控視頻中當前場為奇場的隔行掃描圖像；2)選取當前場中的待插值行和前三場隔行掃描圖像位置相對應的各一行數(shù)據(jù)；3)選取步驟2)所述每行數(shù)據(jù)中的位置相對應的相鄰三個像素點；4)將前第三場隔行掃描圖像中取出的像素點與前第二場隔行掃描圖像取出的像 素點組成一個2X3像素組，將前第二場隔行掃描圖像取出的像素點與當前場隔行掃描圖 像中取出的像素點組成另一個2X3像素組；5)對所述兩個2X3像素組各個對應的像素點的亮度值求最小絕對差；6)將亮度值的最小絕對差與相應的閾值進行比較；7)當亮度值的最小絕對差大于閾值時，說明待插值點為圖像的運動區(qū)域，采用幀 內行平均算法處理；8)當亮度值的最小絕對差小于閾值時，說明待插值點為圖像的靜止區(qū)域，采用場 復制算法處理；9)將經(jīng)過上述方法插值合成的插值場圖像與當前場奇場圖像進行行交替輸出，得 到一幀逐行掃描圖像。作為優(yōu)選，步驟6)所述的閾值可以根據(jù)監(jiān)控場景不同而選取，也可以根據(jù)相機傳 感器的參數(shù)不同而選取。采用如上所述的方法的一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的裝置，包括輸入線緩存單 元，存儲器控制器，存儲器，輸出線緩存單元，運動檢測單元，插值單元；輸入線緩存單元，用 于緩存輸入的隔行圖像的行數(shù)據(jù)；存儲器控制器，用于在所述線緩存單元存儲滿一行后由 所述存儲器控制器寫入存儲器，最后用于控制交替輸出當前場和插值場的行數(shù)據(jù)；存儲器， 用于存儲所述存儲器控制器寫入的隔行圖像數(shù)據(jù)；輸出線緩存單元，用于同步讀出所述存 儲器中的隔行圖像數(shù)據(jù)；運動檢測單元，用于判斷待插值點處于何種狀態(tài)；插值單元，根據(jù) 所述插值點運動狀態(tài)對待插值點進行場復制插值或幀平均插值。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明是一種運動自適應去隔行方法，在運動檢測的基礎上， 綜合了幀內行平均法和場復制法，對靜止圖像的去隔行采用場復制法，對運動圖像采用幀 內行平均法。方法中充分利用了視頻信號在空間和時間上的相關信息，克服了原來方法去 隔行時圖像邊緣不夠平滑、虛像、有斷點、細節(jié)顯示不夠清晰等不足。該方法針對監(jiān)控視頻特點來計算運動量，并根據(jù)監(jiān)控視頻的類型選取不同的閾值 來判定處理方法，既可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)畫質要求又可以大幅降低去隔行裝置的處理復雜度 和功耗。


圖1是本發(fā)明去隔行裝置的原理結構框圖；圖2是本發(fā)明去隔行方法的流程圖；圖3是2 X 3像素數(shù)組示意圖；圖4是插值點的選取示意圖；圖5是監(jiān)控場景與MAD閾值對應表。
具體實施例方式實施例1 下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍 并不僅限于此—種針對監(jiān)控視頻的去隔行的裝置，如圖1所示，包括輸入線緩存單元，存儲器控 制器，存儲器，輸出線緩存單元，運動檢測單元，插值單元；輸入線緩存單元，用于緩存輸入 的隔行圖像的行數(shù)據(jù)；存儲器控制器，用于在所述線緩存單元存儲滿一行后由所述存儲器 控制器寫入存儲器，最后用于控制交替輸出當前場和插值場的行數(shù)據(jù)；存儲器，用于存儲所 述存儲器控制器寫入的隔行圖像數(shù)據(jù)；輸出線緩存單元，用于同步讀出所述存儲器中的隔 行圖像數(shù)據(jù)；運動檢測單元，用于判斷待插值點處于何種狀態(tài)；插值單元，根據(jù)所述插值點 運動狀態(tài)對待插值點進行場復制插值或幀平均插值。具體工作流程如圖2所示在步驟Sl中，從隔行掃描的視頻數(shù)據(jù)中讀取相鄰4場 數(shù)據(jù)，分別命名為cl，c2，c3，c4，其中cl為前第三場圖像，為偶場圖像；c2為前第二場圖像， 為奇場圖像；c3為前第一場圖像，為偶場圖像；c4為當前場圖像，為奇場圖像。待插值行為 所述當前奇場c4每相鄰兩行之間，所以待插值點與所述前第一場c3像素點位置對應。插 值點的選取如圖3所示，X為待插值點。在步驟S2中，從所述4場隔行圖像中各取出對應的一行數(shù)據(jù)，如圖4所示，從每行 數(shù)據(jù)第一個像素點開始選取3個相鄰像素點，從C2取出的像數(shù)點為si、s2、s3，從Cl取出 的像數(shù)點為s4、s5、s6，從C4取出的像數(shù)點為s7、s8、s9，從C3取出的像數(shù)點為slO、sll、 sl2，將所述cl中取出的像素點與所述c2中取出的像素點組成一個2X3像素組，將所述c3 中取出的像素點與所述c4中取出的像素點組成一個2X3像素組，如圖3所示。在步驟S3中，先由亮度值的公式Y = 0. 299XR+0. 587XG+0. 114XB，其中R，G，B 分別為像素點紅，綠，藍的像素值，得到所述2 X 3像素數(shù)組的每個像素點的亮度值Y。將所 述兩個2 X 3像素組各個對應的像素點的亮度值求差，對所述各差取絕對值，然后對所述絕 對值求和，得到MAD值，公式為 MAD = IY1-Y7| +1Y2-Y8| +1Y3-Y9| +1Y4-Y10| +1Y5-Y111 +1Y6-Y12其中Yl. . Y12分別代表所述2X3像素數(shù)組中si. . sl2像素點的亮度值，如當Yl.. Y12 分別為 10，20，30，40，50，60，70，80，90，100，110，120 時，所求 MAD 值為 360。在步驟S4中，根據(jù)監(jiān)控場景不同而選擇不同的閾值，如在攝像機固定監(jiān)控靜止場 景，或只有少量物體(人，汽車)在運動時，可選擇較小的閾值(50 100)；若有大量物體 (人，汽車)運動，或快速運動時，則選擇較大閾值(100 300)；若攝像機需移動來監(jiān)控場 景時，使場景整體在移動，則選較小的閾值(50以內)；若攝像機傳感器噪聲系數(shù)較大(如 CMOS型)，則選擇較大閾值(100 300)，將選取的閾值與所述MAD值進行比較。在步驟S5中，這里定義物體運動系數(shù)為a，當所述MAD值大于閾值時，說明所述待 插值點為圖像的運動區(qū)域，a = 1，在所述當前場中取所述待插值點上下相鄰相鄰的兩個像 素點的像素值直接相加再除以2得到一個平均像素，該值就是要插入所述待插值點的像素 值，公式表達為Xmotion (n, k) = (Χ (n_l，k) +X (n+1，k)) /2其中X為所述待插值像素點的像素值，η為該像素點在所述當前場圖像中所在的 行，k為該像素點在所述當前場圖像中所在的列，X(n-l，k)和X(n+l，k)為所述待插值點上
5下兩行中相鄰兩個像素點的像素值。如當X(n_l，k) = 250，X(n+l，k) = 200，則所述待插 值點的像素值為225。該值就是所述待插值點應插入的像素值。當所述MAD值小于閾值時，a = 0，說明所述待插值點為圖像的靜止區(qū)域，在待插值 點插入所述前第一場圖像c3中對應的像素點的像素值，公式表達為Xstatic (n, k) = X (η, k)X(η, k)為所述前第一場c3中像素點的像素值，其中X為所述待插值像素點的像 素值，η為該像素點在所述當前場圖像中所在的行，k為該像素點在所述當前場圖像中所在 的列，若X(n，k) = 300，則所述待插值點的像素值為300。由此可得，所述待插值點的插值公式表達為Xout (n, k) = a Xmotion (η, k) + (l_a) Xstatic (η, k)如當MAD值為360時，若閾值為300，則MAD值大于閾值，說明待插值點處于運動 區(qū)域，此時a = 1，則所述待插值點的像素值Xout (n，k) = l*Xmotion(n，k)，若Xmotion(n， k)為所述的225，則所述待插值點的像素值Xout (n，k) = 225 ；若閾值為400時，說明待插 值點處于靜止區(qū)域，此時a = 0，則所述待插值點的像素值Xout (n，k) = I^Xstatic (η, k), 若Xstatic (η, k)為所述的300，則所述待插值點的像素值Xout (n, k) = 300。在步驟S6中，將經(jīng)過所述方法插值合成的插值場圖像與所述當前場奇場c4圖像 進行行交替輸出，其中奇行為所述當前場中的行數(shù)據(jù)，偶行為所述所述插值場中的行數(shù)據(jù)。 由此，得到一幀逐行圖像。以上的所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術原理，若依本發(fā)明的。
權利要求
一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的方法，其特征在于包括如下步驟1)選取模擬監(jiān)控視頻中當前場為奇場的隔行掃描圖像；2)選取當前場中的待插值行和前三場隔行掃描圖像位置相對應的各一行數(shù)據(jù)；3)選取步驟2)所述每行數(shù)據(jù)中的位置相對應的相鄰三個像素點；4)將前第三場隔行掃描圖像中取出的像素點與前第二場隔行掃描圖像取出的像素點組成一個2×3像素組，將前第二場隔行掃描圖像取出的像素點與當前場隔行掃描圖像中取出的像素點組成另一個2×3像素組；5)對所述兩個2×3像素組各個對應的像素點的亮度值求最小絕對差；6)將亮度值的最小絕對差與相應的閾值進行比較；7)當亮度值的最小絕對差大于閾值時，說明待插值點為圖像的運動區(qū)域，采用幀內行平均算法處理；8)當亮度值的最小絕對差小于閾值時，說明待插值點為圖像的靜止區(qū)域，采用場復制算法處理；9)將經(jīng)過上述方法插值合成的插值場圖像與當前場奇場圖像進行行交替輸出，得到一幀逐行掃描圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的針對監(jiān)控視頻的去隔行的方法，其特征在于步驟6)所述的 閾值可以根據(jù)監(jiān)控場景不同而選取，也可以根據(jù)相機傳感器的參數(shù)不同而選取。
3.采用如權利要求1或2所述的方法的一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的裝置，其特征在 于包括輸入線緩存單元，存儲器控制器，存儲器，輸出線緩存單元，運動檢測單元，插值單 元；輸入線緩存單元，用于緩存輸入的隔行圖像的行數(shù)據(jù)；存儲器控制器，用于在所述線緩 存單元存儲滿一行后由所述存儲器控制器寫入存儲器，最后用于控制交替輸出當前場和插 值場的行數(shù)據(jù)；存儲器，用于存儲所述存儲器控制器寫入的隔行圖像數(shù)據(jù)；輸出線緩存單 元，用于同步讀出所述存儲器中的隔行圖像數(shù)據(jù)；運動檢測單元，用于判斷待插值點處于何 種狀態(tài)；插值單元，根據(jù)所述插值點運動狀態(tài)對待插值點進行場復制插值或幀平均插值。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種針對監(jiān)控視頻的去隔行的方法及其裝置，本發(fā)明在運動檢測的基礎上，綜合了幀內行平均法和場復制法，對靜止圖像的去隔行采用場復制法，對運動圖像采用幀內行平均法，該方法針對監(jiān)控視頻特點來計算運動量，并根據(jù)監(jiān)控視頻的類型選取不同的閾值來判定處理方法，即可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)畫質要求又可以大幅降低去隔行裝置的處理復雜度和功耗。本發(fā)明的有益效果該方法針對監(jiān)控視頻特點來計算運動量，并根據(jù)監(jiān)控視頻的類型選取不同的閾值來判定處理方法，即可以滿足監(jiān)控系統(tǒng)畫質要求又可以大幅降低去隔行裝置的處理復雜度和功耗。
文檔編號H04N7/18GK101895674SQ201010217209
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權日2010年7月2日
發(fā)明者王偉平 申請人:浙江紅蘋果電子有限公司