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去隔行方法及裝置與流程

文檔序號:11734609閱讀:391來源:國知局
去隔行方法及裝置與流程
本發(fā)明涉及視頻信號處理領(lǐng)域,具體地,是一種將隔行掃描轉(zhuǎn)換成逐行掃描的去隔行方法以及實(shí)現(xiàn)這種方法的裝置。

背景技術(shù):
數(shù)字廣播電視技術(shù)需要將視頻信號以數(shù)據(jù)幀的形式傳輸,所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)往往包括多行數(shù)據(jù)。而數(shù)字廣播電視技術(shù)包括逐行掃描的技術(shù)以及隔行掃描的技術(shù),如圖1所示,逐行掃描技術(shù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含每一行的數(shù)據(jù),如圖1所示的是其中的三行數(shù)據(jù),第一行數(shù)據(jù)為包括三個像素點(diǎn)a、b、c,第二行包括三個像素點(diǎn)x、y、z,第三行包括三個像素點(diǎn)d、e、f。如數(shù)字廣播電視技術(shù)所傳輸?shù)拿恳粓鰯?shù)據(jù)均包括每一行的數(shù)據(jù),則需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量過大,對帶寬要求很高,因此,傳統(tǒng)的廣播電視技術(shù)通常是采用隔行掃描技術(shù)來節(jié)省帶寬。隔行掃描技術(shù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中,每一場數(shù)據(jù)僅包含奇數(shù)行的數(shù)據(jù)或者偶數(shù)行的數(shù)據(jù),并且相鄰的兩場數(shù)據(jù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的奇偶行數(shù)正好互補(bǔ)。如圖2所示的,先前場F(n-1)、當(dāng)前場F(n)、后續(xù)場F(n+1)分別是隔行掃描技術(shù)中所傳輸?shù)南噜彽娜龍鰯?shù)據(jù)。其中,當(dāng)前場F(n)是正在進(jìn)行去隔行掃描的場,其中像素點(diǎn)a、b、c和像素點(diǎn)d、e、f是所在的當(dāng)前場F(n)相鄰的奇數(shù)行或偶數(shù)行,兩行數(shù)據(jù)之間缺少偶數(shù)行或者奇數(shù)行,即實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是不包含像素點(diǎn)y、x、z。圖2所示的先前場F(n-1)中的像素點(diǎn)k、g、h組成的行和后續(xù)場F(n+1)中的像素點(diǎn)l、i、j組成的行均是所在場偶數(shù)行或者奇數(shù)行,先前場F(n-1)及后續(xù)場F(n+1)均缺少奇數(shù)行或者偶數(shù)行的數(shù)據(jù)。但是,隔行掃描技術(shù)卻犧牲了圖像質(zhì)量,其傳輸?shù)膱D像已經(jīng)不能滿足觀眾對圖像質(zhì)量的要求。此外,目前大部分顯示設(shè)備都采用逐行掃描技術(shù),因此將隔行掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鹦袙呙钄?shù)據(jù)的去隔行技術(shù)是當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)傳輸處理領(lǐng)域的重要技術(shù)??梢姡粜袙呙杓夹g(shù)中所接收的輸入場包括奇場和偶場,奇場只包含源圖的奇數(shù)行,偶場只包含源圖的偶數(shù)行,去隔行就是要把場轉(zhuǎn)換為幀,幀包含圖像的所有行。因此,去隔行技術(shù)就是需要在每一場所傳輸?shù)南噜弮尚袛?shù)據(jù)之間插入缺少了的偶數(shù)行數(shù)據(jù)或者奇數(shù)行數(shù)據(jù)。以圖2中當(dāng)前場F(n)為例,去隔行技術(shù)的目的就是為了在當(dāng)前場F(n)的像素點(diǎn)a、b、c所在行數(shù)據(jù)和像素點(diǎn)d、e、f所在行數(shù)據(jù)之間插入缺少的偶數(shù)行或者奇數(shù)行的像素內(nèi)插值y、x、z。假設(shè)圖2中當(dāng)前場F(n)的信號幀由偶數(shù)行組成,即像素點(diǎn)a、b、c所在行數(shù)據(jù)和像素點(diǎn)d、e、f所在行數(shù)據(jù)均為偶數(shù)行,當(dāng)前場F(n)缺少奇數(shù)行數(shù)據(jù)。去隔行技術(shù)就是需要在相鄰的偶數(shù)行數(shù)據(jù)之間插入相應(yīng)的奇數(shù)行數(shù)據(jù),因此去隔行技術(shù)就是生成當(dāng)前場F(n)中缺少了的奇數(shù)行像素的像素值。待生成的像素點(diǎn)通常稱為待插值像素,假設(shè)待插值的像素為當(dāng)前場F(n)的像素點(diǎn)x,與像素點(diǎn)x處于同一行的左相鄰的像素點(diǎn)y是當(dāng)前場F(n)通過三場運(yùn)動自適應(yīng)的去隔行技術(shù)生成的像素點(diǎn),也就是上一插值像素,與像素點(diǎn)x處于同一行的右相鄰的像素點(diǎn)z是繼像素點(diǎn)x插值完成后下一個待插值的像素點(diǎn),也就是下一待插值像素。目前應(yīng)用的去隔行技術(shù)中,效果最好的是基于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)娜ジ粜蟹椒?,但是運(yùn)動補(bǔ)償?shù)乃惴▽?shí)現(xiàn)運(yùn)算量大,對硬件設(shè)備要求高,應(yīng)用成本高。而非運(yùn)動補(bǔ)償算法中,較佳的是基于運(yùn)動自適應(yīng)的去隔行方法,其步驟包括運(yùn)動檢測及權(quán)值計(jì)算、場內(nèi)插值計(jì)算、場間插值計(jì)算,最后用運(yùn)動檢測得出的權(quán)值混合場內(nèi)插值及場間插值后輸出結(jié)果。對于運(yùn)動檢測傾向?yàn)殪o止的圖像,權(quán)值偏重于場間插值,否則偏重于場內(nèi)插值。因此,運(yùn)動檢測的準(zhǔn)確性要求非常高,否則會引起嚴(yán)重的鋸齒、羽化和斑點(diǎn)等現(xiàn)象。運(yùn)動檢測方法中性能比較好而且實(shí)現(xiàn)簡單的是三場檢測法。傳統(tǒng)的三場檢測是計(jì)算前一場與后一場的與待插值像素的位置上的對應(yīng)像素點(diǎn)的差值來判斷待插值點(diǎn)是否存在明顯運(yùn)動,如果差值大于閾值則認(rèn)為待插值點(diǎn)明存在顯運(yùn)動,否則認(rèn)為待插值像素是靜止的。對于一些運(yùn)動非??斓膱D像,前后場待插值點(diǎn)位置的像素點(diǎn)的差值往往會很小,所以傳統(tǒng)的三場檢測很容易誤判其為靜止。因此,人們對傳統(tǒng)的三場運(yùn)動檢測方法進(jìn)行改進(jìn),如公告號為CN101600061B和CN1207906C的發(fā)明專利就公開了兩種不同的基于三場運(yùn)動檢測方法的去隔行方法,這些方法雖然改善了三場運(yùn)動檢測的性能,但是其運(yùn)算量極大,對硬件的要求過高,也推高了去隔行方法的實(shí)現(xiàn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的是提供一種運(yùn)算量小且輸出圖像質(zhì)量高的去隔行方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種對硬件要求低且生成圖像質(zhì)量好的去隔行裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述的主要目的,本發(fā)明提供的去隔行方法包括根據(jù)先前場與后續(xù)場中與待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值判斷待插值像素是否存在明顯運(yùn)動,并且,應(yīng)用先前場與后續(xù)場中與待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值、先前場與后續(xù)場中與下一待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值以及上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值,計(jì)算待插值像素的場間插值與場內(nèi)插值,并應(yīng)用場間插值、場內(nèi)插值以及待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值計(jì)算待插值像素的初始像素值,根據(jù)當(dāng)前場中多個方向上的像素的像素值之間的差值計(jì)算當(dāng)前場多個方向的相關(guān)性,選擇相關(guān)性最大的方向上的多個像素及先前場待插值像素對應(yīng)的像素的像素值進(jìn)行濾波,計(jì)算補(bǔ)償像素值,并根據(jù)初始像素值、補(bǔ)償像素值以及場內(nèi)插值計(jì)算待插值像素的確定像素值。由上述方案可見,應(yīng)用場間插值、場內(nèi)插值以及運(yùn)動權(quán)重值計(jì)算待插值像素的初始像素值,初始像素值的運(yùn)算量小,且應(yīng)用運(yùn)動權(quán)重值計(jì)算的初始像素值能夠根據(jù)像素的運(yùn)動情況計(jì)算出每一像素點(diǎn)的像素值,所計(jì)算的初始像素值更加精確,輸出的圖像質(zhì)量高。并且,計(jì)算待插值像素的初始像素值后,還進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算,且補(bǔ)償計(jì)算的運(yùn)算量小,但能夠有效地對待插值像素的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償,輸出的圖像質(zhì)量更高,避免運(yùn)動狀態(tài)判斷錯誤而引起的圖像出現(xiàn)鋸齒、羽化等現(xiàn)象。進(jìn)一步的方案是,計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值的步驟是:應(yīng)用先前場與后續(xù)場中與待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值計(jì)算第一運(yùn)動狀態(tài)值,應(yīng)用先前場與后續(xù)場中與下一待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值計(jì)算第二運(yùn)動狀態(tài)值,在第一運(yùn)動狀態(tài)值、第二運(yùn)動狀態(tài)值與上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值中有兩個表示為運(yùn)動時,將待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值設(shè)為運(yùn)動值,否則,將待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值設(shè)為靜止值。由此可見,通過對第一運(yùn)動狀態(tài)值、第二運(yùn)動狀態(tài)值以及上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值進(jìn)行簡單的邏輯運(yùn)算即可以獲得待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值,待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值的運(yùn)算量較小,對硬件設(shè)備要求較低。一個可選的方案是,計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值的步驟是:應(yīng)用先前場與后續(xù)場中與待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值計(jì)算第一運(yùn)動狀態(tài)值,應(yīng)用先前場與后續(xù)場中與下一待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值計(jì)算第二運(yùn)動狀態(tài)值,待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值為第一運(yùn)動狀態(tài)值、第二運(yùn)動狀態(tài)值與上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值之和的一半。由此可見,通過計(jì)算第一運(yùn)動狀態(tài)值、第二運(yùn)動狀態(tài)值以及上一插值像素運(yùn)動權(quán)重值能夠清楚地反映出待插值像素的運(yùn)動狀況,由此計(jì)算得到的運(yùn)動權(quán)重值的數(shù)值更好地反映待插值像素的運(yùn)動狀態(tài),對輸出圖像的質(zhì)量的提高有明顯的好處。為實(shí)現(xiàn)上述的另一目的,本發(fā)明提供的去隔行裝置包括運(yùn)動檢測模塊,應(yīng)用先前場與后續(xù)場中與待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值、先前場與后續(xù)場中與下一待插值像素對應(yīng)的像素的像素值之間的差值以及上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值;還設(shè)有場間插值計(jì)算模塊,計(jì)算待插值像素的場間插值;場內(nèi)插值計(jì)算模塊,計(jì)算待插值像素的場內(nèi)插值;以及混合計(jì)算模塊,應(yīng)用場間插值、場內(nèi)插值以及待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值計(jì)算待插值像素的初始像素值,還設(shè)有補(bǔ)償基準(zhǔn)計(jì)算模塊,根據(jù)當(dāng)前場中多個方向上的像素的像素值之間的差值計(jì)算當(dāng)前場多個方向的相關(guān)性,選擇相關(guān)性最大的方向上的多個像素及先前場與待插值像素對應(yīng)的像素的像素值進(jìn)行濾波,計(jì)算補(bǔ)償像素值,補(bǔ)償判定模塊,根據(jù)初始像素值、補(bǔ)償像素值以及場內(nèi)插值計(jì)算待插值像素的確定像素值。由上述方案可見,計(jì)算待插值像素的像素值時,結(jié)合運(yùn)動檢測、運(yùn)動權(quán)重計(jì)算、補(bǔ)償像素值的計(jì)算,能夠使計(jì)算的待插值像素值,所計(jì)算的待插值像素的像素值更為精確,并且運(yùn)算量小,對硬件設(shè)備的要求低,所生成的圖像質(zhì)量好。附圖說明圖1是逐行掃描技術(shù)所傳輸數(shù)據(jù)的像素圖。圖2是去隔行方法中先前場、當(dāng)前場以及后續(xù)場的像素圖。圖3是本發(fā)明去隔行裝置實(shí)施例的框圖。圖4是本發(fā)明去隔行方法實(shí)施例的流程圖。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。具體實(shí)施方式本發(fā)明的去隔行方法應(yīng)用在數(shù)字廣播電視傳輸技術(shù)中,用于將隔行掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成逐行掃描的技術(shù),也就是生成每一場中缺少的一行像素點(diǎn)的像素值。本發(fā)明的去隔行裝置是應(yīng)用去隔行方法所實(shí)現(xiàn)的將隔行掃描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成逐行掃描的數(shù)據(jù)的裝置。隔行掃描技術(shù)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)如圖2所示,包括有多個相鄰的場,并且每一場僅包含奇數(shù)行的數(shù)據(jù)或者偶數(shù)行的數(shù)據(jù)。例如,三個相鄰的場分別是先前場F(n-1)、當(dāng)前場F(n)、后續(xù)場F(n+1),當(dāng)前場F(n)是正在進(jìn)行去隔行掃描的場,像素點(diǎn)a、b、c和像素點(diǎn)d、e、f是當(dāng)前場F(n)相鄰的偶數(shù)行的像素點(diǎn),兩行像素點(diǎn)之間缺少奇數(shù)行的像素點(diǎn)。像素點(diǎn)y、x、z就是去隔行方法中需要計(jì)算、生成的奇數(shù)行的像素點(diǎn),其中像素點(diǎn)x是待插值的像素點(diǎn),像素點(diǎn)y是在計(jì)算像素點(diǎn)x之前已經(jīng)計(jì)算的上一插值像素點(diǎn),像素點(diǎn)z是繼像素點(diǎn)x后下一個待插值的像素點(diǎn)。圖2所示的先前場F(n-1)中的像素點(diǎn)k、g、h組成的行是先前場F(n-1)奇數(shù)行的像素點(diǎn),后續(xù)場F(n+1)中的像素點(diǎn)l、i、j組成的行是后續(xù)場F(n+1)中奇數(shù)行的像素點(diǎn),可見,先前場F(n-1)及后續(xù)場F(n+1)均缺少偶數(shù)行的像素點(diǎn)。參見圖3,本發(fā)明的去隔行裝置具有插值計(jì)算模塊10以及補(bǔ)償計(jì)算模塊20,其中插值計(jì)算模塊10具有運(yùn)動檢測模塊11、場間插值計(jì)算模塊13、場內(nèi)插值計(jì)算模塊14以及混合計(jì)算模塊15,補(bǔ)償計(jì)算模塊20具有補(bǔ)償基準(zhǔn)計(jì)算模塊21以及補(bǔ)償判定模塊22。運(yùn)動檢測模塊11用于計(jì)算并判斷待插值像素是否存在明顯運(yùn)動,并計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值。場間插值計(jì)算模塊13、場內(nèi)插值計(jì)算模塊14分別用于計(jì)算待插值像素的場間插值與場內(nèi)插值,混合計(jì)算模塊15應(yīng)用待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值、場間插值、場內(nèi)插值計(jì)算待插值像素的初始像素。為了確保輸出的圖像質(zhì)量更高,減少圖像的鋸齒、羽化、斑點(diǎn)等現(xiàn)象,計(jì)算待插值圖像的初始像素值以后,還需要對待插值像素進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償計(jì)算,運(yùn)動補(bǔ)償計(jì)算由補(bǔ)償計(jì)算模塊20實(shí)現(xiàn)。補(bǔ)償基準(zhǔn)計(jì)算模塊21用于計(jì)算補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)數(shù)據(jù),補(bǔ)償判定模塊22根據(jù)補(bǔ)償基準(zhǔn)計(jì)算模塊21的計(jì)算結(jié)果計(jì)算出補(bǔ)償?shù)木唧w數(shù)值,獲得待插值像素最終的確定像素值。下面結(jié)合圖4介紹去隔行裝置各個模塊的工作原理,并且說明去隔行方法的流程。首先,執(zhí)行步驟S1,接收原始的圖像數(shù)據(jù),原始圖像數(shù)據(jù)為多場的數(shù)據(jù),每一場為奇數(shù)場或偶數(shù)場,奇數(shù)場僅包含奇數(shù)行的像素,偶數(shù)場僅包含偶數(shù)行的顯示。然后,運(yùn)動檢測模塊11執(zhí)行步驟S2,計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重。對于圖2中的待插值像素x,選取先前場F(n-1)中與待插值像素x對應(yīng)的像素g以及下一待插值像素z所對應(yīng)的像素h,并選取后續(xù)場F(n+1)中與待插值像素x對應(yīng)的像素i以及下一待插值像素z所對應(yīng)的像素j,結(jié)合當(dāng)前場F(n)的上一插值像素y來判斷待插值像素x的運(yùn)動情況。待插值像素的運(yùn)動權(quán)重可以是0或1的整數(shù),也可以是0至1之間的小數(shù),本發(fā)明提供兩種不同的計(jì)算方法。第一種方法是判斷待插值像素x是否明顯運(yùn)動,這種方法計(jì)算的運(yùn)動權(quán)重值僅為0或者1,運(yùn)動權(quán)重值為0,表示待插值像素x沒有明顯運(yùn)動,也就是靜止值,如運(yùn)動權(quán)重值為1,表示待插值像素x存在存在明顯運(yùn)動,也就是運(yùn)動值。具體的計(jì)算方法是,將先前場F(n-1)和后續(xù)場F(n+1)同一位置處的像素點(diǎn)的像素值之間的絕對差值與一個閾值進(jìn)行比較,如果該絕對差值小于閾值,可以判斷待插值像素不存在明顯運(yùn)動,如果絕對差值大于閾值,則判斷待插值像素存在明顯運(yùn)動。例如,選取先前場F(n-1)中像素點(diǎn)g的像素值和后續(xù)場F(n+1)中像素點(diǎn)i的像素值之間的絕對值的差值與閾值進(jìn)行比較,并判斷兩個像素點(diǎn)之間是不存在運(yùn)動或存在明顯運(yùn)動,并且將判斷值標(biāo)記為第一運(yùn)動狀態(tài)值Y1。在判斷兩個像素點(diǎn)不存在運(yùn)動時,第一運(yùn)動狀態(tài)值Y1賦值為0,判斷兩個像素點(diǎn)存在明顯運(yùn)動時,第一運(yùn)動狀態(tài)值Y1賦值為1。假設(shè)閾值為Th,則可以得到Y(jié)1=(|fn-1(g)-fn+1(i)|>Th),其中fn-1(g)為像素點(diǎn)g的像素值,fn+1(i)為像素點(diǎn)i的像素值。同理,選取先前場F(n-1)中像素點(diǎn)h的像素值和后續(xù)場F(n+1)中像素點(diǎn)j的像素值之間的絕對值差值與閾值進(jìn)行比較,判斷兩個像素點(diǎn)之間是否不存在運(yùn)動或存在明顯運(yùn)動,并將第二運(yùn)動狀態(tài)值標(biāo)記為Y2。因此可以得到Y(jié)2=(|fn-1(h)-fn+1(j)|>Th),其中fn-1(h)為像素點(diǎn)h的像素值,fn+1(j)為像素點(diǎn)j的像素值。并且,將當(dāng)前場F(n)中上一插值像素y的運(yùn)動權(quán)重值標(biāo)記為motiony。如果第一運(yùn)動狀態(tài)值Y1、第二運(yùn)動狀態(tài)值Y2和上一插值像素y的運(yùn)動權(quán)重值motiony中有兩個值為1,則判斷當(dāng)前場F(n)的待插值像素x存在明顯運(yùn)動,否則,認(rèn)為待插值像素點(diǎn)x不存在運(yùn)動或者運(yùn)動不明顯。假設(shè)將待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值標(biāo)記為motionx,可以得到邏輯式motionx=Y1&&motiony||Y1&&Y2||Y2&&motion。通過上述的邏輯公式可以計(jì)算出待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值。特殊地,在計(jì)算第一個待插值像素時,將上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值標(biāo)記motiony置為1。第二種方法是將待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值motionx使用小數(shù)表示,其取值范圍為0至1之間。并且,設(shè)置兩個閾值,分別是Th1和Th2,優(yōu)選地,兩個閾值的取值分別是Th1=8和Th2=16。計(jì)算待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值時,選取先前場F(n-1)中像素點(diǎn)g的像素值和后續(xù)場F(n+1)像素點(diǎn)i的像素值之間的絕對值差值與閾值進(jìn)行比較,如果兩個像素點(diǎn)插值的絕對值小于閾值Th1,即|fn-1(g)-fn+1(i)|<Th1,則認(rèn)為第一運(yùn)動狀態(tài)值motionx1=0。如果兩個像素點(diǎn)插值的絕對值大于閾值Th1,但小于Th2+Th1,即Th1<|fn-1(g)-fn+1(i)|<Th2+Th1,則認(rèn)為0<motionx1<1,例如可以使用公式motionx1=(|fn-1(g)-fn+1(i)|-Th1)/Th2計(jì)算得到motionx1的值。如果兩個像素點(diǎn)插值的絕對值大于Th2+Th1,即|fn-1(g)-fn+1(i)|>Th2+Th1,則認(rèn)為第一運(yùn)動狀態(tài)值motionx1=1。同理,選取先前場F(n-1)中像素點(diǎn)h的像素值和后續(xù)場F(n+1)的像素點(diǎn)j的像素值之間的絕對值差值與閾值進(jìn)行比較,如果|fn-1(h)-fn+1(j)|<Th1,則認(rèn)為第二運(yùn)動狀態(tài)值motionx2=0;如果Th1<|fn-1(h)-fn+1(j)|<Th2+Th1,則認(rèn)為0<motionx2<1,例如可以使用公式motionx2=(|fn-1(h)-fn+1(j)|-Th1)/Th2計(jì)算得到motionx2的值;如果|fn-1(h)-fn+1(j)|>Th2+Th1,則認(rèn)為第二運(yùn)動狀態(tài)值motionx2=1。最后,結(jié)合第一運(yùn)動狀態(tài)值motionx1、第二運(yùn)動狀態(tài)值motionx2和上一插值像素的運(yùn)動權(quán)重值motiony的值計(jì)算待插值像素x的運(yùn)動狀態(tài)及運(yùn)動權(quán)重值,待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值motionx為第一運(yùn)動狀態(tài)值motionx1、第二運(yùn)動狀態(tài)值motionx2與上一插值像素y的運(yùn)動權(quán)重值motiony之和的一半,也就是通過以下公式計(jì)算待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值motionx:Motionx=(motionx1+motionx2+motiony)/2。如果計(jì)算結(jié)果motionx>1,則認(rèn)為motionx=1,如果0<motionx<1,則認(rèn)為motionx=motionx。計(jì)算待插值像素x的運(yùn)動權(quán)重值后,場間插值計(jì)算模塊13與場內(nèi)插值計(jì)算模塊14執(zhí)行步驟S3,分別計(jì)算待插值像素x的場間插值與場內(nèi)插值。計(jì)算場間插值時,選取先前場F(n-1)和后續(xù)場F(n+1)中與待插值像素x對應(yīng)位置的像素的像素值進(jìn)行平均值計(jì)算即可。例如選取先前場F(n-1)中像素點(diǎn)g以及后續(xù)場F(n+1)的像素點(diǎn)i的像素值,按照以下公式計(jì)算得出待插值像素x的場間插值ft:ft=[fn-1(g)+fn+1(i)]/2。計(jì)算場內(nèi)插值時,采用同一場內(nèi)與待插值像素x上下兩行對應(yīng)像素的像素值平均值來獲得場內(nèi)插值,例如選取當(dāng)前場F(n)中的像素點(diǎn)b和像素點(diǎn)e的像素值,按以下公式計(jì)算得出待插值像素x的場內(nèi)插值fs:fs=[fn(b)+fn(e)]/2,其中fn(b)、fn(e)分別是像素點(diǎn)b與像素點(diǎn)e的像素值。然后,混合計(jì)算模塊15執(zhí)行步驟S4,計(jì)算待插值像素x的初始像素值fadp。計(jì)算待插值像素x的初始像素值fadp,需要結(jié)合場間插值ft、場內(nèi)插值fs和運(yùn)動權(quán)重值Motionx三個數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。例如,可按照以下公式計(jì)算得出待插值像素x的初始像素值fadp:fadp=fs×Motionx+(1-Motionx)×ft。上述的步驟S1至步驟S4運(yùn)算量較小,因此對電子設(shè)備的硬件要求較低,只需要計(jì)算先前場F(n-1)和后續(xù)場F(n+1)中一行的數(shù)據(jù)即可,所以不需要行緩沖器來緩存先前場F(n-1)和后續(xù)場F(n+1)的數(shù)據(jù)。如僅僅依靠待插值像素x的運(yùn)動檢測結(jié)果來確定待插值像素x的像素值,計(jì)算結(jié)果往往未必十分準(zhǔn)確,可能將部分運(yùn)動的像素誤判為靜止,因此需要通過運(yùn)動自適應(yīng)的補(bǔ)償計(jì)算模塊20對步驟S4的結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。執(zhí)行補(bǔ)償計(jì)算時,首先,執(zhí)行步驟S5,補(bǔ)償基準(zhǔn)計(jì)算模塊21計(jì)算當(dāng)前場F(n)多個方向的相關(guān)性,選取先前場F(n-1)中的像素點(diǎn)g以及當(dāng)前場F(n)中的像素點(diǎn)a、b、c、d、e、f進(jìn)行運(yùn)算,即計(jì)算當(dāng)前場F(n)上下兩行的像素點(diǎn)的對角線方向代表可能的邊緣方向,通過計(jì)算、比較不同方向上的像素之間的絕對值,判斷多個方向上對應(yīng)像素與待插值像素x的相關(guān)性,絕對差值越小的相關(guān)性越大,最小差值對應(yīng)的方向就是邊沿方向。優(yōu)選地,多個不同的方向包括對角線方向、相鄰傾斜方向以及豎直方向,如像素點(diǎn)a、x、f在對角線方向上,像素點(diǎn)b、f為相鄰傾斜方向上,像素點(diǎn)b、x、e在豎直方向上。因此,可以下面的六條公式分別計(jì)算不同方向上的相關(guān)性。X1=|fn(a)-fn(e)|+|fn(b)-fn(f)|;X2=|fn(b)-fn(d)|+|fn(c)-fn(e)|;X3=|fn(b)-fn(e)|×2;K1=|fn(a)-fn(f)|;K2=X3/2;K3=|fn(c)-fn(d)|。然后,選擇相關(guān)性最大的一個方向上的多個像素點(diǎn)及先前場待插值像素對應(yīng)的像素的像素點(diǎn)進(jìn)行中值濾波。中值濾波就是選取多個像素點(diǎn)中像素值的中位數(shù)。首先選擇X1、X2、X3中最小的絕對差值,進(jìn)行五點(diǎn)的中值濾波??紤]到如果相關(guān)性最大的一個方向是90度,即當(dāng)前場F(n)中像素點(diǎn)b和像素點(diǎn)e的連線方向相關(guān)性最大,那么五點(diǎn)的中值濾波將退化為像素點(diǎn)b、e、g三點(diǎn)中值濾波,計(jì)算得出的結(jié)果更優(yōu)。因此,在判X1、X2、X3中最小絕對差值后,需要進(jìn)一步做如下判斷:如果X1為X1、X2、X3中的最小絕對值差值,比較K1和K2的大小,如果K1<K2,選擇像素點(diǎn)a、b、e、f、g進(jìn)行中值濾波,否則選取像素點(diǎn)b、e、g進(jìn)行中值濾波。如果X2為X1、X2、X3中的最小絕對值差值,比較K2和K3的大小,如果K3<K2,選擇像素點(diǎn)b、c、d、f、g進(jìn)行中值濾波,否則選取像素點(diǎn)b、e、g進(jìn)行中值濾波。如果X3為X1、X2、X3中的最小絕對值差值,直接選取像素點(diǎn)b、e、g進(jìn)行中值濾波。可見,本發(fā)明采用的是五點(diǎn)中值濾波方,相比起三點(diǎn)中值濾波方法可以消除圖像中的鋸齒,輸出的圖像質(zhì)量更佳。執(zhí)行上述的中值濾波后,可以計(jì)算得出待插值像素x的補(bǔ)償像素值fstd,至此,執(zhí)行完畢步驟S6。然后,補(bǔ)償判定模塊22執(zhí)行步驟S7,在待插值像素x的初始像素值fadp、補(bǔ)償像素值fstd以及場內(nèi)插值fs之間選取一個像素值作為待插值像素x的確定像素值,也就是進(jìn)行補(bǔ)償判定計(jì)算。補(bǔ)償判定計(jì)算是對上述三個數(shù)值進(jìn)行絕對值差值補(bǔ)償判斷計(jì)算,選擇絕對值插值較小的值為待插值像素x的去隔行插值計(jì)算結(jié)果,也就是確定像素值comp。例如,如果|fstd-fadp|<|fstd-fs|,則確定像素值comp為初始像素值fadp,否則,選取場內(nèi)插值fs作為確定像素值comp。優(yōu)選地,補(bǔ)償判定計(jì)算模塊22也可以采用中值濾波代替上述的計(jì)算,即通過以下的公式計(jì)算確定像素值comp:comp=median(fstd,fs,fadp)。其中median是中值運(yùn)算。經(jīng)過上述運(yùn)算可以計(jì)算出確定像素值comp,并最后執(zhí)行步驟S8,將計(jì)算得到的確定像素值comp輸出。通過上述的方法計(jì)算待插值像素的像素值能夠補(bǔ)償每一場所缺少的奇數(shù)行的像素或者偶數(shù)行的像素,并且本發(fā)明的去隔行方法的運(yùn)算量小,對硬件要求低,從而降低去隔行技術(shù)的應(yīng)用成本。并且,應(yīng)用補(bǔ)償計(jì)算后,能夠消除圖像的鋸齒、羽化等現(xiàn)象,提高圖像的質(zhì)量。當(dāng)然,上述實(shí)施例僅是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式,實(shí)際應(yīng)用時還可以有更多的變化,例如計(jì)算待插值像素的運(yùn)動權(quán)重值時,可以使用其他的公式;或者,計(jì)算多個方向的相關(guān)性時,可以采用更多或一部分的方向作為計(jì)算基準(zhǔn),這樣的改變并不影響本發(fā)明的實(shí)施。最后需要強(qiáng)調(diào)的是,本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式,如判斷像素是否明顯運(yùn)動的具體計(jì)算方法的改變、計(jì)算初始像素值、補(bǔ)償像素值的具體計(jì)算公式的改變等變化也應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
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