专利名称：一种视频图像去隔行扫描方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及视频图像扫描显示技术领域，尤其是一种视频图像去隔行扫描技术。
背景技术：
传统模拟电视技术中，为减少传输带宽以及适应CRT显示屏特性，一个视频扫描帧由时间顺序的两扫描场组成。第一场扫描显示奇数行1，3，5...；第二场扫描显示偶数行2，4，6...。然而为提高显示质量，现代显示屏如IXD(液晶显示)，DLP(背投显示)， PLASMA(平板显示)均采用逐行扫描技术，去隔行扫描就是为适应此技术要求把隔行扫描视频图像信号转换为逐行扫描视频图像信号。
目前适合硬件实现的去隔行扫描技术主要可归纳为以下几类 1.交错混合法(WEAVING)即直接以行序组合两扫描场成一新扫描帧。此方法简单易于实现，但运动物体的边沿会有明显的锯齿现象，而且降低了时间(运动)分辨率。
2.平均混合法(BLENDING)即平均两扫描场中相邻的两奇偶行而生成新行，然后垂直方向放大一倍而成。此方法虽解决了运动物体边沿的锯齿现象，但产生了运动物体的虚隐现象，并且降低了垂直分辨率和时间(运动)分辨率。
3.行重复法(DOUBLING)即重复每一行一次而使每一场扫描变成每一帧扫描。此方法虽解决了运动物体边沿的锯齿现象，但降低了垂直分辨率。
4.运动自适应法(M0TI0NADAPTIVE)即基于像素的运动物体边沿检测，而以此为根据自适应地采用不同的插值方法。此方法既保持了各方向的高分辨率又基本不会产生运动物体的锯齿现象和虚隐现象，是目前适合硬件实现的较好的一类去隔行扫描技术。但现有的各种运动自适应法及实现的性能参差不齐，大多数对硬件以及带宽的要求高，而且运动检测或边沿检测的误判率高，引入噪声大。
另外，为使制式每秒为M帧频的电影内容适于制式每秒为50或59. 94场频的电视播放，通常采用一种2 2、3 2、3 3、24 1等下拉模式，将M帧频的电影内容以帧频变TV场频技术而生成隔行扫描视频图像信号。对于IXD，DLP, PLASMA的逐行扫描显示， 如果直接把下拉模式帧场频变换而得的图像信号进行去隔行处理，效果反而会更差。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，提供一种具有下拉模式(PULLDOWNPATTERN)运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法。
同时，本发明还提供一种对硬件以及带宽要求低，误判率低的视频图像去隔行扫描装置。
运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法，包括如下步骤 (1)进行视频图像的边缘检测，判断待插值点是否为物体边沿，计算待插值点在当前场的亮度预估值； (2)进行视频图像的运动检测，计算运动判据，判断待插值点是运动点还是静止
6点； (3)进行下拉模式检测，如果检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN 后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的； (4)进行插值选择如果步骤(3)判断为当前场的序列为通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则直接选择输出当前场的亮度值或前一帧对应场的亮度值，否则进一步根据步骤O)的结果进行判断 如果判断待插值点是运动点，则输出步骤(1)输出的待插值点在当前场的亮度预估值；如果判断待插值点是静止点，则输出为当前场的亮度值。
上述步骤的具体实现方法为 (1)进行视频图像的边缘检测 在前一场的第I-I行像素中，选取离待插值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J-1)、Y(F-1，1-1，J)、Y(F_1，1-1，J+l)、...、Y(F_1， 1-1，J+M)，以及在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J_1)、Y(F_1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、...、Y(F_1， 1+1，J+M)，其中M为大于1的正整数， 如果D(I，J) = Y(F_1，1-1，J)-Y(F_1，1+1，J) < = ED_TH0，那么待插值点为非物体边沿，待插值点在当前场的亮度预估值为 Y，(F，I，J) = (Y(F_1，1-1，J)+Y(F_1，1+1，J))/2，其中所述 ED_TH0 是一个由实验得到的可配置的第一门限值；否则待插值点被当作物体边沿，待差值点所在位置的判断满足下式 MINIMUMdY(F-1, H，J-i)_Y(F_l，1+1，J+i) )，i 为 1 至M 的整数，且待差值点在当前场的亮度预估值为 Y，(F，I，J) = (Y(F-1, 1-1, J_i)+Y(F_1，1+1，J+i))/2。
(2)进行视频图像的运动检测 当前帧的待插值点周边的亮度差为 M(T，I，J) =Σ |Y(T，I+P，J+Q)_Y(T，I，J) I ； 前一帧的待插值点周边的亮度差为 M(T-1，I，J) = Σ IY (Τ-1，I+P, J+Q) -Y (Τ-1，I，J) | ； 其中P =-l，0，l ;Q =-l，0，l ; 相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为 PD(T, I，J) = |Y(T，I，J)-γ(τ-l, I，J) | ； 当前帧的运动判据为MV(T, I, J) = PD(T, I, J) >= MD_TH0 或 MV (T, I，J) = M(T，I，J)-M(Τ-1, I，J) | > = MD_TH1，这里 MD_TH0、MD_TH1 分别是由实验而来可配置的第二门限值和第三门限值。
如果MV(T，I，J) = 1，则待插值点是运动点，否则待插值点是静止点。
(3)进行下拉模式检测 相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为 PD(T，I，J) = |Y(T，I，J)-Y(T_1，I，J)| ；如果当前场的所有像素点亮度差过门限累计PD (T) =Σ (PD(T，I，J) <=PD_TH0) < PD_TH1，则裁决当前场与前帧的对应场相同， 否则为不同。一旦检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的。
这里PD_TH0、PD_TH1分别是由实验而来可配置的第四门限值和根据图像大小自适应调整的第五门限值。
(4)进行插值选择 如果当前场的序列为通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则直接选择输出当前场的亮度值Y(F，I, J)或前一帧对应场的亮度值Y(F-1，I，J)，否则如果判断待插值点是运动点，则输出当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)，如果判断待插值点是静止点，则输出为当前场的亮度值Y(F，I，J)。
运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法，还进一步包括去噪声滤波 在前一场的第I-I行像素中，选取离待差值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J_1)、Y(F_1，1—1，J)、Y(F_1，1—1，J+l)、…Y(F_1， 1-1，J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-l)、Y(F_1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、…Y(F_1，1+1， J+M)，其中M为大于1的正整数，以及选取当前场待插值点的前一点去噪声滤波结果Y0(F， I，J-l)，取每行最右边的初始值YO (F，I，-1) =Y”(F，I，0)。如果 Y”(F，I，J)+DN_TH0 <= MINIMUM(Y (F—1，1—1，J—M)、…、Y(F_1，1—1，J_l)、Y(F_1， 1-1，J)、Y(F_1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F_l，1+1，J_M)、、...、Y(F_1，1+1，J-l)、 Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))； 或Y” (F, I，J) -DN_TH0 >= MAXIMUM (Y (F—1，1—1，J-M), ...、Y(F_1，1—1，J-l)、 Y(F-1，1-1，J)、Y(F-1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F_l，I，J-M)、、...、Y(F_1，1+1， J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F_1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))； DN_TH0是由实验而来可配置的第六门限值。
则去噪声滤波结果为=YO(F, I，J) = Y(F_1，1-1，J)/4+Y(F_l，1+1，J)/4+Y0(F，I， J-l)/2 ；否则为 YO (F，I，J) = Y”(F，I，J) 运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置，包括 DMA (直接存储器访问)控制器连接DRAM存储器； 行缓冲器，所述的行缓冲器在DMA控制器的控制下从DRAM存储器读出并缓存输出前一场的像素亮度值及前一帧中对应场的像素亮度值、当前场像素的亮度值及前一帧的待插值点周边的亮度差； 边沿检测模块ED，输入来自行缓冲器的前一场的第I-I行像素和前一场的第1+1 行像素，在前一场F-I的第I-I行像素中，选取离待插值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y (F-1，I-I，J-M)、…、Y (F-1，I-I，J-l)、Y (F-1，I-I，J)、Y (F-1，I-I，J+1)、…、Y (F-1， 1-1，J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-1)、Y(F-1，I+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F_1，1+1， J+M)，其中M为大于1的正整数。
如果D(I，J) = Y(F-1，I-I，J)-Y(F-1，1+1，J) < = ED_TH0，ED_TH0 是一个由实
8验得到的可配置的第一门限值，那么待插值点为非物体边沿，所述边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值为 Y’(F，I，J) = (Y(F_1，1-1, J)+Y(F_1，1+1，J))/2。否则所述边沿检测模块输出的待插值点为物体边沿，所述边沿检测模块输出的待差值点所在位置的判断满足下式 MINIMUMdY(F-1, H，J-i)_Y(F_l，1+1，J+i) )，i 为 1 至M 的整数，所述边沿检测模块输出的待差值点在当前场的亮度预估值为 Y，(F，I，J) = (Y(F-1, 1-1, J_i)+Y(F_1，1+1，J+i))/2。
运动检测模块MD，输入来自行缓冲器的前一帧的待插值点周边的亮度差M(T-1， I，J)和当前帧T的待插值点周边的像素，计算当前帧T的待插值点周边的亮度差为 M(T，I, J) =Σ Y(Τ, Ι+Ρ, J+Q)_Y(T，I，J)，其中 P = -1,0,1 ；Q = -1,0,1 ； 所述运动检测模块输出当前帧T的待插值点周边的亮度差经DMA控制器保存到 DRAM存储器； 所述运动检测模块输出相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差，其值为 PD(T, I，J) = |Y(T，I，J)_Y(T_1，I，J) | ； 当前帧的运动判据为MV (T，I，J)，如果PD (T，I，J) >=MD_TH0或 MV (T, I，J) = M(T，I，J)_M(T_1，I，J) | > = MD_TH1，这里 MD_TH0、MD_TH1 分别是由实验而来可配置的第二门限值和第三门限值，则运动检测模块MD输出运动判据MV(T， I，J) = 1，待插值点是运动点，否则运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J) =0，待插值点是静止点。
下拉模式检测模块PD，输入来自行缓冲器的相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为PD(T，I，J)，如果当前场的所有像素点亮度差过门限累计 PD (T) = Σ (PD (Τ，I，J) < = PD_TH0) < PD_TH1，则裁决当前场与前帧的对应场相同，否则为不同。一旦检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的。
这里PD_TH0、PD_TH1分别是由实验而来可配置的第四门限值和根据图像大小自适应调整的第五门限值。
插值选择模块WS，输入的信号为边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)，运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J)、下拉模式检测模块PD的输出以及行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I, J)或前一帧对应场的亮度值Y(F-1，I, J), 如果下拉模式检测模块PD输出为真，即当前场的序列为通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则所述插值选择模块WS依据检测的PATTERN直接选择输出当前场的亮度值Y(F， I，J)或前一帧对应场的亮度值Y(F_1，I，J)；如果下拉模式检测模块PD输出为假且运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J) = 0，即待插值点是静止的，则所述插值选择模块WS的输出为行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I, J)；如果下拉模式检测模块PD输出为假且运动检测模块MD输出运动判据MV (T，I，J) = 1，即待插值点是运动点，则所述插值选择模块WS的输出为边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)。
运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置，还包括去噪声滤波模块，所述去噪
9声滤波模块输入行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I，J)和插值选择模块的输出，输出去噪声滤波给后处理单元。
在前一场的第I-I行像素中，选取离待差值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J_1)、Y(F_1，1—1，J)、Y(F_1，1—1，J+l)、…Y(F_1， 1-1，J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-l)、Y(F_1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、…Y(F_1，1+1， J+M)，其中M为大于1的正整数，以及选取当前场F待插值点的前一点Y0(F，I，J-l)，取每行最右边的初始值YO (F，I，-1) =Y”(F，I，0)。如果 Y”(F，I，J)+DN_TH0 <= MINIMUM(Y (F—1，1—1，J—M)、…、Y(F_1，1—1，J_l)、Y(F_1， 1-1，J)、Y(F_1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F_l，1+1，J_M)、、...、Y(F_1，1+1，J-l)、 Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))； 或Y” (F, I，J) -DN_TH0 >= MAXIMUM (Y (F—1，1—1，J-M), ...、Y(F_1，1—1，J-l)、 Y(F-1，1-1，J)、Y(F-1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1—1，J+M)，(F_l，1+1，J-M)、...、Y(F_1，1+1， J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F_1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))； DN_TH0是由实验而来可配置的第六门限值。
则去噪声滤波结果为=YO(F, I，J) = Y(F-1，1-1，J)/4+Y(F_l，1+1，J)/4+Y0(F，I， J-l)/2 ；否则为 YO (F，I，J) = Y”(F，I，J)。
在本发明中提到的第一门限值的范围为15 25、第二门限值的范围为(5 10)、第三门限值的范围为15 25、第四门限值的范围为10 20、第五门限根据图像大小自适应调整、第六门限值的范围为15 25。
本发明提供的具有下拉模式(PULLDOWN PATTERN)运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法有益效果在于它既解决了现有技术方法存在的运动检测和边沿检测的误判率高引入噪声大的问题，又保持了各方向的高分辨率而且不会产生运动物体的锯齿现象和虚隐现象，同时对各种通过下拉模式由原本逐行扫描帧信号转换而来的隔行扫描场信号具有自适应无失真逐行扫描帧信号恢复功能。本发明还提供一种对硬件以及带宽要求低，误判率低的视频图像去隔行扫描装置。
图1为边沿检测算法示意图 图2为运动检测算法示意图 图3为去噪声滤波算法示意图 图4为运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置示意图
具体实施例方式以下结合附图对本发明内容进一步说明。
运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置，如图4所示，包括 DMA (直接存储器访问)控制器连接DRAM存储器； 行缓冲器，所述的行缓冲器在DMA控制器的控制下从DRAM存储器调出并缓存输出前一场的像素亮度值及前一帧中对应场的像素亮度值、当前场像素的亮度值及前一帧的待插值点周边的亮度差； 边沿检测模块ED，输入来自行缓冲器的前一场的第I-I行像素和前一场的第1+1 行像素，在前一场F-I的第I-I行像素中，选取离待插值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y (F-1，I-I，J-M)、…、Y (F-1，I-I，J-l)、Y (F-1，I-I，J)、Y (F-1，I-I，J+1)、…、Y (F-1， 1-1，J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-l)、Y (F-1，1+1，J)、Y (F-1，1+1，J+1)、...、Y(F_1，1+1， J+M)，其中M为大于1的正整数。
在本实施例中，如图1所示，选取离待插值点最近的5个像素点5个像素点进行5 个方向的检测判断，得到当前场的待插值点和方向 如果D(I，J) = Y(F-1，1-1，J)-Y(F-1，1+1，J) < = ED_TH0，那么待插值点为非物体边沿，所述边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值为 Y，(F，I，J) = (Y(F_1，1-1, J) +Y (F-1, 1+1，J))/2，其中所述 ED_TH0 是一个由实验得到的可配置的第一门限值，在本实施例中取ED_TH0 = 20。
否则所述边沿检测模块输出的待插值点为物体边沿，所述边沿检测模块输出的待差值点所在位置的判断满足下式 MINIMUMd Y (F-1, H，J-i)_Y(F_l，I，J+i) )，i 为 1 至 M 的整数，所述边沿检测模块输出的待差值点在当前场的亮度预估值为 Y，(F，I，J) = (Y(F-1, 1-1, J_i)+Y(F_1，1+1，J+i))/2。
如图1 所示，设=A = Y (F-1, 1-1，J-2)_Y(F_1，1+1，J+2) | ； B=|Y(F-1，I-I，J-l)-γ(F-1，1+1，J+1) I ； C = Y (F-1, 1-1，J) -Y (F-1, 1+1，J) | ； D=|Y(F-1，I-I，J+1)-Y(F-1，1+1，J-l) I ； E=|Y(F-1，I-I，J+2)-Y(F-1，1+1，J-2) | ； 因为物体边沿方向具有最大相关性即具有最小的绝对差，取预估值Y’(F，I，J)为边沿方向的两点平均即 如果MINIMUM (A，B，C，D，Ε) =A，则 Y，(F, I, J) = (Y(F-1，I-I，J-2) +Y(F-1，1+1，J+2))/2 ； 如果MINIMUM (A，B，C，D，Ε) =B，贝丨J Y，(F，I，J) = (Y (F-1, 1-1，J-l)+Y (F-1, 1+1，J+1) )/2 ； 如果MINIMUM (A，B，C，D，Ε) =C，贝丨J Y，(F，I，J) = (Y (F-1, 1-1，J) +Y (F-1, 1+1，J)) /2 ； 如果MINIMUM (A，B，C，D，E) =D，贝丨J Y，(F，I，J) = (Y (F-1, 1-1，J+1)+Y (F-1, 1+1，J-l) )/2 ； 如果MINIMUM (A，B，C，D，Ε) =E，贝丨J Y，(F，I，J) = (Y (F-1, 1-1，J+2)+Y (F-1, 1+1，J-2)) /2 ； 运动检测模块MD，如图2所示，因为当有运动物体边沿进入待插值点时，待插值点周边的前一帧的亮度差与当前帧的亮度差的绝对差会明显加大，或者待插值点的亮度值在当前帧与前一帧相比有明显的变化。基于此，运动检测模块MD利用两帧中在待插值点附近的8个像素点进行如下检测判断。
11 输入来自行缓冲器的前一帧的待插值点周边的亮度差M(T-1，I，J)和当前帧的待插值点周边的像素，计算当前帧的待插值点周边的亮度差为 M(T，I，J) =Σ Y(Τ, Ι+Ρ, J+Q)_Y(T，I，J)，其中 P = -1,0,1 ；Q = -1,0,1 ； 所述运动检测模块输出当前帧的待插值点周边的亮度差经DMA控制器保存在 DRAM存储器； 所述运动检测模块输出相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差，其值为 PD(T, I，J) = |Y(T，I，J)-Y(T-1, I，J) I ； 当前帧的运动判据为MV(Τ，I，J)，如果 PD(T，I, J) > = MD_TH0 或 MV(Τ，I，J)= M(T，I，J)-M(T-1，I，J) I >= MD_TH1，这里MD_TH0、MD_TH1分别是由实验而来可配置的第二门限值和第三门限值，则运动检测模块MD输出运动判据MV (T，I，J) = 1，待插值点是运动点，否则运动检测模块MD输出运动判据MV (T，I，J) = 0，待插值点是静止点。
本实施例中取MD_TH0 = 8，MD_TH1 = 20。
下拉模式检测模块PD，同样如图3所示，输入来自行缓冲器的相邻两帧的相同场， 即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为PD(T，I，J)， 如果当前场的所有像素点亮度差过门限累计PD(T) =Σ (PD(Τ, I，J) <=PD_TH0) < PD_ TH1，则当前场与前一帧的对应场相同。这里PD_TH0、PD_TH1分别是由实验而来可配置的第四门限值和根据图像大小自适应调整的第五门限值。在本实施例中取PD_TH0 = 15，PD_TH1 =300。一旦检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的。否则该当前场的序列不是由逐行扫描帧信号转换而来。
插值选择模块WS，输入的信号为边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)，运动检测模块MD输出运动判据MV (T，I，J)、下拉模式检测模块PD的输出以及行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I，J)或前一帧对应场的亮度值Y(F-1，I， J)，如果下拉模式检测模块PD输出为真，即当前场的序列为通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则所述插值选择模块WS直接选择输出当前场的亮度值Y (F，I，J)或前一帧对应场的亮度值Y(F_1，I，J)；如果下拉模式检测模块PD输出为假且运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J) =0，即待插值点是静止的，则所述插值选择模块WS的输出为行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I，J)；如果下拉模式检测模块PD输出为假且运动检测模块MD 输出运动判据MV(T，I，J) = 1，即待插值点是运动点，则所述插值选择模块WS的输出为边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I’，J)。
任何去隔行扫描的算法及实现难免会有些引入噪声.为进一步提高去隔行扫描的性能而采取去噪声滤波技术，运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置，还包括去噪声滤波模块，所述去噪声滤波模块输入行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I，J)和插值选择模块的输出，输出去噪声滤波给后处理单元。
在前一场的第I-I行像素中，选取离待差值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J_1)、Y(F_1，1—1，J)、Y(F_1，1—1，J+l)、…Y(F_1， 1-1，J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、…Y(F_1，1+1，J+M)，其中M为大于1的正整数，以及选取当前场F待插值点的前一点Y0(F，I，J-1)，取每行最右边的初始值YO (F，I，-1) =Y”(F，I，0)。如果 Y”(F，I，J)+DN_TH0 <= MINIMUM(Y (F—1，1—1，J—M)、…、Y(F_1，1—1，J-1)、Y(F_1， 1-1，J)、Y(F_1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F_l，1+1，J_M)、、...、Y(F_1，1+1，J-1)、 Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))； 或Y” (F, I，J) -DN_TH0 >= MAXIMUM (Y (F—1，1—1，J-M)、...、Y(F_1，1—1，J-1)、 Y(F-1，1-1，J)、Y(F-1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1—1，J+M)，(F_l，1+1，J-M)、...、Y(F_1，1+1， J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F_1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))； DN_TH0是由实验而来可配置的第六门限值。
则去噪声滤波结果为=YO(F, I，J) = Y(F-1，1-1，J)/4+Y(F_l，1+1，J)/4+Y0(F，I， J-1)/2 ；否则为 YO (F，I，J) = Y”(F，I，J)。
本实施中DN_TH0 = 10。在本例图 3 中 YO (F，I，J) = Y(F_1，1-1，J)/4+Y(F_l， 1+1，J)/4+Y0(F，I, J-1)/2 = 62/4+50/4+80/2 = 68，结果远比原值 215 更平滑。
本发明公开了运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法和装置，并且参照附图描述了本发明的具体实施方式
和效果。应该理解到的是上述实施例只是对本发明的说明， 而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，以及其他非实质性的替换或修改，均落入本发明保护范围之内。
1权利要求
1.运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法，包括如下步骤(1)进行视频图像的边缘检测，判断待插值点是否为物体边沿，计算待插值点在当前场的亮度预估值；(2)进行视频图像的运动检测，计算运动判据，判断待插值点是运动点还是静止点；(3)进行下拉模式检测，如果检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后， 说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的；(4)进行插值选择，如果步骤C3)判断为当前场的序列是通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则直接选择输出当前场的亮度值或前一帧对应场的亮度值Y，否则进一步根据步骤(2)的结果进行判断如果判断待插值点是运动点，则输出步骤(1)输出的待插值点在当前场的亮度预估值；如果判断待插值点是静止点，则输出为当前场的亮度值。
2.如权利要求1所述运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法，其特征在于具体实现步骤为(1)进行视频图像的边缘检测在前一场的第I-I行像素中，选取离待插值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、…、Y(F-1，1-1，J-l)、Y(F_1，1—1，J)、Y(F_1，1—1，J+l)、…、Y(F_1， 1-1，J+M)，以及在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记 Y(F-1，1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J_1)、Y(F_1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、...、Y(F_1， 1+1，J+M)，其中M为大于1的正整数，如果 D(I，J) = Y(F-1，I-1，J)-Y(F-1，I+1，J) < = ED_TH0，那么待插值点为非物体边沿，待插值点在当前场的亮度预估值为Y，(F，I，J) = (Y(F-1，I-1，J)+Y(F-1，I+1，J))/2，其中，所述ED_TH0是一个由实验得到的可配置的第一门限值；否则待插值点被当作物体边沿，待差值点所在位置的判断满足下式MINIMUMd Y (F-1, H，J-i)_Y(F_l，1+1，J+i) )，i 为 1 至 M 的整数，且待差值点在当前场的亮度预估值为Y，(F，I，J) = (Y(F-1，1-1，J-i)+Y(F-l, 1+1，J+i) )/2 ；(2)进行视频图像的运动检测 当前帧的待插值点周边的亮度差为M(T, I, J) =Σ Y(Τ, Ι+Ρ, J+Q)-Y(T, I, J) | ； 前一帧的待插值点周边的亮度差为 M(T-1，I，J) =Σ |Y(T-1，I+P，J+Q)-Y(T-1，I，J) I ； 其中 P = -1,0,1 ；Q = -1,0,1 ；相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为PD(T, I，J) = |Y(T，I，J)-Y(T-1，I, J) I ；当前帧的运动判据为 MV(T，I，J) = PD(Τ, I, J) >=1 _^0或驟(1\1，了)= M(T，I， J)-M(T-1，I，J) I >= MD_TH1，这里MD_TH0、MD_TH1分别是由实验而来可配置的第二门限值和第三门限值；如果MV(T，I, J) = 1，则待插值点是运动点，否则待插值点是静止点；(3)进行下拉模式检测相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为PD(T，I，J) = |Y(T，I，J)-Y(T-I，I，J)| ；如果当前场的所有像素点亮度差过门限累计 PD(T) =Σ (PD (Τ, I, J) <= PD_TH0) < PD_TH1，则裁决当前场与前帧的对应场相同，否则为不同；一旦检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的；这里PD_TH0、PD_TH1分别是由实验而来可配置的第四门限值和根据图像大小自适应调整的第五门限值；(4)进行插值选择如果当前场的序列为通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则直接选择输出当前场的亮度值Y(F，I, J)或前一帧对应场的亮度值Y(F-1，I，J)，否则如果判断待插值点是运动点，则输出步骤(1)得到的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)，如果判断待插值点是静止点，则输出为当前场的亮度值Y (F，I，J)。
3.如权利要求2所述运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法，其特征还进一步包括去噪声滤波在前一场的第I-I行像素中，选取离待差值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J-l)、Y(F_1，1—1，J)、Y(F_1，1—1，J+l)、…Y(F_1，1—1， J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记Y(F-1， 1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、…Y(F_1，1+1，J+M)，其中M为大于1的正整数，以及选取当前场待插值点的前一点去噪声滤波结果Y0(F，I，J-1)， 取每行最右边的初始值YO (F，1,-1) = Y”(F，1,0)；如果 Y”(F，I，J)+DN_TH0 <= MINIMUM(Y(F-1，I-1，J-M)、…、Y (F_l，1-1，J-l)、Y(F_1， 1-1，J)、Y(F_1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F_l，1+1，J_M)、、...、Y(F_1，1+1，J-l)、 Y(F-1，1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))；或 Y” (F, I，J) -DN_TH0 >= MAXIMUM(Y(F-l, 1-1，J-M)、...、Y(F_1，1-1，J-l)、Y(F_1， 1-1，J)、Y (F-l，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F_l，I，J-M)、、...、Y(F_1，1+1，J-l)、 Y (F-l, 1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))；DN_TH0是由实验而来可配置的第六门限值；则去噪声滤波结果为=YO(F, I，J) = Y(F-1，1-1，J)/4+Y(F-l, 1+1，J)/4+Y0(F, I， J-l)/2 ；否则为 YO (F，I，J) = Y”(F，I，J)。
4.运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置，包括DMA (直接存储器访问)控制器连接DRAM存储器；行缓冲器，所述的行缓冲器在DMA控制器的控制下从DRAM存储器读出并缓存输出前一场的像素亮度值及前一帧中对应场的像素亮度值、当前场像素的亮度值及前一帧的待插值点周边的亮度差；边沿检测模块ED，输入来自行缓冲器的前一场的第I-I行像素和前一场的第1+1行像素，在前一场F-I的第I-I行像素中，选取离待插值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J-l)、Y (F-l，1-1，J)、Y (F-l，1-1，J+l)、...、Y(F_1，1-1，J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记Y(F_1， 1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、...、Y(F_1，1+1，J+M)， 其中M为大于1的正整数；如果 D(I，J) = Y(F-1，I-1，J)-Y(F-1，I+1，J) < = ED_TH0，ED_TH0 是一个由实验得到的可配置的第一门限值，那么待插值点为非物体边沿，所述边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值为Y’(F，I，J) = (Y(F-1，1-1，J)+Y(F-1，1+1，J))/2，否则所述边沿检测模块输出的待插值点为物体边沿，所述边沿检测模块输出的待差值点所在位置的判断满足下式 MINIMUMd Y (F-1,工_1，J-i)_Y(F_l，1+1，J+i) )，i为1至M的整数，所述边沿检测模块输出的待差值点在当前场的亮度预估值为Y，(F，I，J) = (Y(F-1，1-1，J-i)+Y(F-l, 1+1，J+i) )/2 ；运动检测模块MD，输入来自行缓冲器的前一帧的待插值点周边的亮度差M(T-1，I，J) 和当前帧T的待插值点周边的像素，计算当前帧T的待插值点周边的亮度差为 M(T，I，J) =Σ Y(Τ, Ι+Ρ, J+Q)-Y(Τ, I，J)，其中 P = -1,0,1 ；Q = -1,0,1 ； 所述运动检测模块输出当前帧T的待插值点周边的亮度差经DMA控制器保存到DRAM 存储器；所述运动检测模块输出相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差，其值为 PD(T, I，J) = |Y(T，I，J)-Y(T-1，I, J) I ；当前帧的运动判据为MV (T，I，J)，如果PD (T，I，J) >=1 _^0或驟(1\1，了)= M(T, I，J)-M(T-1，I，J) I >= MD_TH1，这里MD_TH0、MD_TH1分别是由实验而来可配置的第二门限值和第三门限值，则运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J) = 1，待插值点是运动点， 否则运动检测模块MD输出运动判据MV (T，I，J) = 0，待插值点是静止点；下拉模式检测模块PD，输入来自行缓冲器的相邻两帧的相同场，即相邻两帧的奇数场或相邻两帧的偶数场，在第I行对应被测像素点亮度差为PD (T，I，J)，如果当前场的所有像素点亮度差过门限累计PD(T) =Σ (PD (Τ, I, J) <= PD_TH0) < PD_TH1，则裁决当前场与前帧的对应场相同， 否则为不同；一旦检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的；这里PD_TH0、PD_TH1分别是由实验而来可配置的第四门限值和根据图像大小自适应调整的第五门限值；插值选择模块WS，输入的信号为边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)，运动检测模块MD输出运动判据MV (T，I，J)、下拉模式检测模块PD的输出以及行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I, J)和前一帧对应场的亮度值Y(F-1，I，J)，如果下拉模式检测模块PD输出为真，即当前场的序列为通过下拉模式由逐行扫描帧信号转换而来，则所述插值选择模块WS依据检测的PATTERN直接选择输出当前场的亮度值Y(F，I， J)或前一帧对应场的亮度值Y(F_1，I，J)；如果下拉模式检测模块PD输出为假且运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J) = 0，即待插值点是静止的，则所述插值选择模块WS的输出为行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I，J)；如果下拉模式检测模块PD输出为假且运动检测模块MD输出运动判据MV(T，I，J) = 1，即待插值点是运动点，则所述插值选择模块 WS的输出为边沿检测模块输出的待插值点在当前场的亮度预估值Y’(F，I，J)。
5.如权利要求4所述运动自适应检测的视频图像去隔行扫描装置，其特征还包括去噪声滤波模块，所述去噪声滤波模块输入行缓冲器输出的当前场的亮度值Y(F，I，J)和插值选择模块的输出，输出去噪声滤波给后处理单元；在前一场的第I-I行像素中，选取离待差值点最近的奇数个像素点，其亮度值记为 Y(F-1，1-1，J-M)、...、Y(F-1，1-1，J-1)、Y(F-1，1—1，J)、Y(F_1，1—1，J+l)、…Y(F_1，1—1， J+M)，在前一场的第1+1行像素中，选取同第I-I行对应位置的像素点，其亮度值记Y(F-1， 1+1，J-M)、...、Y(F-1，1+1，J-1)、Y(F-1，1+1，J)、Y(F_1，1+1，J+l)、…Y(F_1，1+1，J+M)， 其中M为大于1的正整数，以及选取当前场F待插值点的前一点Y0(F，I，J-1)，取每行最右边的初始值 YO (F，1,-1) = Y”(F，1,0)；如果 Y”(F，I，J)+DN_TH0 <= MINIMUM(Y (F-l，1-1，J-M)、…、Y (F_l，1-1，J-1)、Y(F_1， 1-1，J)、Y(F_1，1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F-l, 1+1，J_M)、、...、Y(F_1，1+1，J-1)、Y(F-l, 1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))；或 Y” (F, I，J)-DN_TH0 >= MAXIMUM(Y(F-l, 1—1，J-M)、...、Y(F_1，1—1，J-1)、Y(F_1， 1-1，J) > Y (F-l, 1-1，J+l)、...、Y(F-1，1-1，J+M)，(F-l, 1+1，J-M)、...、Y(F_1，1+1，J-1)、Y(F-l, 1+1，J)、Y(F-1，1+1，J+l)、...、Y(F-1，1+1，J+M)、YO (F，I，J-I))；DN_TH0是由实验而来可配置的第六门限值；则去噪声滤波结果为=YO(F, I，J) = Y(F-1，1-1，J)/4+Y(F-l, 1+1，J)/4+Y0(F, I， J-1)/2 ；否则为 YO (F，I，J) = Y”(F，I，J)。
全文摘要
本发明提供了运动自适应检测的视频图像去隔行扫描方法为视频图像进行下拉模式检测，如果检测出有相同或者重复场并检测出重复序列PATTEN后，说明此隔行扫描场信号是通过下拉模式PULLDOWN由原本逐行扫描帧信号转换而来的，则直接选择输出当前场的亮度值或前一帧对应场的亮度值，否则进一步判断待插值点是否为运动点如果待插值为运动点则输出待插值点在当前场的亮度预估值，如果判断待插值点是静止点，则输出为当前场的亮度值。同时本发明还提出了对应的装置。本发明既保持了各方向的高分辨率而且不会产生运动物体的锯齿现象和虚隐现象。
文档编号H04N7/01GK102186046SQ20111014814
公开日2011年9月14日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者李伟斌, 徐向阳 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司