一种基于边缘检测的视频去隔行方法技术

本发明专利技术公开了一种基于边缘检测的视频去隔行方法，属于视频图像处理技术领域。本发明专利技术基于丢失场中待插值的像素在前后场中多个边缘检测的基础上，对丢失场的斜边像素及垂直方向的像素，选用不同的候选像素集进行插值恢复。同时，根据已处理像素位置的参数结果，统计参数的变化比并对后续相关参数进行动态自适应更新。克服了由于边缘检测不准确造成图像中出现不该有的插值亮点问题。本发明专利技术用于与数字视频去隔行相关的实际视频系统中，本发明专利技术计算简便，并行化高，处理的视频面质高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于视频处理
，特别涉及。
技术介绍
由于隔行视频中信息的缺失，因此在实际播放时往往会导致图像出现行间闪烁、锯齿现象、爬行现象和羽化现象等问题，造成观感的下降。视频去隔行处理的基本功能是通过数字化处理方法将隔行图像信号转换成逐行图像信号，消除或者减少隔行视频中的扫描行、行间闪烁、锯齿等现象，提高视频画面的观赏质量。视频去隔行方法的关键步骤是对一场中丢失行的像素进行插值恢复，其中又分为场内插值和场间插值。 帧内行平均法是用同一场的上下两行求平均值的方法来计算插值以达到去隔行的目的。此方法实现较方便，但对画面清晰度损伤较大，会导致锯齿状沿的产生。组合帧法(Weave方法)是一种最简单的去隔行算法，它直接通过合并视频帧的奇偶场来实现奇场或偶场丢失行像素的插值恢复。该方法得到的组合帧对静态图像区域的内容可以取得很好的效果，但并不适合处理图像中运动部分的内容。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于为了解决传统视频去隔行方法在处理视频中不同边缘方向和边缘强度的待插值像素位置时失真的技术问题，提出了。本专利技术的基于边缘检测的视频去隔行方法，其特征在于，包括以下步骤读入一场视频作为当前场Fi,判断当前场Fi的奇偶性，若Fi为奇场，则继续读入Fi的前一场Fp1和后一场Fi+1 ;若匕为偶场，则直接保存到待输出区域对应的偶场位置；按顺序读入奇场Fi中的一行数据，计算各待插值像素点的坐标位置；并根据所述坐标位置确定N个场间边缘方向及对应取值所述N个场间边缘方向包括垂直边缘方向、倾斜边缘方向,所述垂直边缘方向为，经过所述待插值像素点的垂直方向；选取分别与所述垂直边缘方向上所述待插值像素点的两个相邻像素点位于同一行的两个像素点，所选取的两个像素点相对于所述垂直边缘方向上所述待插值像素点的两个相邻像素点的位置偏移量相同，位置偏移方向相反，沿所选取的两个像素点的方向为所述倾斜边缘方向；且若存在经过像素点R的倾斜边缘方向，则存在经过像素点S的倾斜边缘方向，所述像素点S与像素点R关于所述垂直边缘方向对称，且像素点S与像素点R位于同一行；可见在本专利技术的N个场间边缘方向中，N的取值通常为3、5或7等奇数；所述N个场间边缘方向的取值为前一场Fp1和后一场Fi+1在同一取值坐标位置上的像素值之差垂直边缘方向上，所述取值坐标位置为所述待插值像素点的正上方；倾斜边缘方向上，所述取值坐标位置与所述待插值像素点在同一行，相对所述待插值像素点的位置偏移量与所述倾斜边缘方向中的位置偏移量相对应；依次对各待插值像素点进行插值处理判断待插值像素点X的场间边缘方向的垂直边缘方向的取值是否小于设定阈值Tl，若是，则取待插值像素点X的垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理；否则判断待插值像素点X的N个场间边缘方向中的最小值Vmin是否小于设定阈值T2，若是，则取所述待插值像素点X的垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理；若否，则基于所述Vmin进行相似线性插值处理；所述相似线性插值处理为 在当前场Fi中，在经过当前待插值像素点X的所述Vmin表示的场间边缘方向上，获取与当前待插值像素点X相邻的两个像素点Qu、Qd的像素值，所述像素点Qu在像素点X的上一行，所述像素点Qd在像素点X的下一行；在前一场Fp1中，获取与像素点Qu, X, Qd的坐标位置相同的三个像素点Pu，P，Pd的像素值；根据所述当前待插值像素点X与像素点Qu、Qd的像素值变化比，和所述像素点P与像素点Pu、Pd的像素值变化比相同，得到当前待插值像素点X的像素值。本专利技术基于当前待插值像素点的位置坐标在前后场中多个边缘检测的基础上，对当前场Fi的斜边像素及垂直方向的像素，选用不同的候选像素集进行插值恢复，以避免将纹理按边缘方向进行误插值处理，提升视频画面的观赏质量。为了实现本专利技术的自适应性，在本专利技术中，阈值Tl既可以是固定设定(根据具体应用系统，由经验值设置，通常的取值为(0，100]，具体取值既可以是整数，也可以是非整数)，也可以是根据对上一场进行插值处理的相关参数对阈值Tl进行自适应调整设定阈值T_l，初始值为阈值Tl的值，当每次对待插值像素点采用垂直方向相邻两点的平均值进行插值处理后，均更新阈值T_1的取值，取T_1 = kXT_l_pre+(l-k) X V垂直I，其中，所述系数k的取值范围为，所述T_l_pre表示前一个待插值像素点的T_1的值，IveiI表示场间边缘方向的垂直边缘方向的取值的绝对值；在对当前场Fi的所有行数据完成插值处理后，对阈值Tl进行更新，令所述阈值Tl等于阈值乙1的当前取值，用于下一视频场的插值处理。为了保证图像中剩余像素点中的大部分进入垂直边缘的检测范围，以简化本专利技术的处理计算，在每次对阈值Tl根据公式Tl = kXTl_pre+(l-k) X |V垂直|进行更新操作后，做进一步的调整操作，取阈值Tl的值为T1 =max(5，min(4XTl，20))。 在本专利技术中，阈值T2的值可以为固定设定(根据具体应用系统，由经验值设置，通常的取值为(0，100]，具体取值既可以是整数，也可以是非整数)，也可以根据已处理像素位置的参数结果，统计参数的变化，在每一奇场的视频场进行插值处理完成后，对阈值Τ2进行自适应性更新，以用于下一视频场的插值处理若所述待插值像素点X的N个场间边缘方向中的最小值Vmin大于或等于阈值Τ2，则将所述Vmin方向的边缘判断为强边缘，并根据所述Vmin对强边缘差值累计统计值D_cnt_weight、强边缘方向差值统计值D_str_edge进行更新处理若Vmin〈mXT2，m>l，则 D_cnt_weight = D_cnt_weight+1 ；若Vmin>=mXT2，且 Vmin〈nXT2，n>m，则 D_cnt_weight = D_cnt_weight+1. 125 ；若Vmin>=nXT2，则 D_cnt_weight = D_cnt_weight+1. 25 ；当对所述D_cnt_weight进行更新处理后,将强边缘检测点统计值D_cntl加I ;并令所述D_str_edge = D_str_edge+Vmin ；上述D_cnt_weight、D_str_edge、D_cntl 的初始值为 O ;若当所述待插值像素点X的N个场间边缘方向中的最小值Vmin小于T2时，则将所述Vmin方向的边缘判断为弱边缘，将弱边缘检测点统计值D_cnt2加1，且对弱边缘统计值D_weak_edge 进行更新处理D_weak_edge = D_weak_edge+Vmin,所述 D_weak_edge、D_cnt2 的初始值为O ;1对当前场Fi的所有行数据完成插值处理后，设变量a = D_str_edge/D_cntl,变量b = D_weak_edge/D_cnt2 ;中间值β = β +Rstl~Rwe;ak，所述P的初始值为O或根据β =(T2-a)/(b-a)计算得到，其中所述Rsfe、Rweak表示当前场Fi与上一场的强边缘变化比、弱边缘变化比所述Rsta的值为当前场Fi的强边缘差值累计统计值和上一场的强边缘检测点统计值之差，与上一场的强边缘检测点统计值的比值；所述Rweak的值为当前场Fi与上一场的弱边缘检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于边缘检测的视频去隔行方法，其特征在于，包括以下步骤：读入一场视频作为当前场Fi，判断当前场Fi的奇偶性，若Fi为奇场，则继续读入Fi的前一场Fi?1和后一场Fi+1；若Fi为偶场，则直接保存到待输出区域对应的偶场位置；按顺序读入奇场Fi中的一行数据，计算各待插值像素点的坐标位置；并根据所述坐标位置确定N个场间边缘方向及对应取值：所述N个场间边缘方向包括垂直边缘方向、倾斜边缘方向，所述垂直边缘方向为，经过所述待插值像素点的垂直方向；选取分别与所述垂直边缘方向上所述待插值像素点的两个相邻像素点位于同一行的两个像素点，所选取的两个像素点相对于所述垂直边缘方向上所述待插值像素点的两个相邻像素点的位置偏移量相同，位置偏移方向相反，沿所选取的两个像素点的方向为所述倾斜边缘方向；且若存在经过像素点R的倾斜边缘方向，则存在经过像素点S的倾斜边缘方向，所述像素点S与像素点R关于所述垂直边缘方向对称，且像素点S与像素点R位于同一行；所述N个场间边缘方向的取值为前一场Fi?1和后一场Fi+1在同一取值坐标位置上的像素值之差：垂直边缘方向上，所述取值坐标位置为所述待插值像素点的正上方；倾斜边缘方向上，所述取值坐标位置与所述待插值像素点在同一行，相对所述待插值像素点的位置偏移量与所述倾斜边缘方向中的位置偏移量相对应；依次对各待插值像素点进行插值处理：判断待插值像素点X的场间边缘方向的垂直边缘方向的取值是否小于设定阈值T1，若是，则取待插值像素点X的垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理；否则判断待插值像素点X的N个场间边缘方向中的最小值Vmin是否小于设定阈值T2，若是，则取所述待插值像素点X的垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理；若否，则基于所述Vmin进行相似线性插值处理；所述相似线性插值处理为：在当前场Fi中，在经过当前待插值像素点X的所述Vmin表示的场间边缘方向上，获取与当前待插值像素点X相邻的两个像素点Qu、Qd的像素值，所述像素点Qu在像素点X的上一行，所述像素点Qd在像素点X的下一行；在前一场Fi?1中，获取与像素点Qu，X，Qd的坐标位置相同的三个像素点Pu，P，Pd的像素值；根据所述当前待插值像素点X与像素点Qu、Qd的像素值变化比，和所述像素点P与像素 点Pu、Pd的像素值变化比相同，得到当前待插值像素点X的像素值。...

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘检测的视频去隔行方法，其特征在于，包括以下步骤读入一场视频作为当前场Fi,判断当前场Fi的奇偶性，若Fi为奇场，则继续读入Fi的前一场Fp1和后一场Fi+1 ;若Fi为偶场，则直接保存到待输出区域对应的偶场位置；按顺序读入奇场Fi中的一行数据，计算各待插值像素点的坐标位置；并根据所述坐标位置确定N个场间边缘方向及对应取值所述N个场间边缘方向包括垂直边缘方向、倾斜边缘方向，所述垂直边缘方向为,经过所述待插值像素点的垂直方向；选取分别与所述垂直边缘方向上所述待插值像素点的两个相邻像素点位于同一行的两个像素点，所选取的两个像素点相对于所述垂直边缘方向上所述待插值像素点的两个相邻像素点的位置偏移量相同，位置偏移方向相反，沿所选取的两个像素点的方向为所述倾斜边缘方向；且若存在经过像素点R的倾斜边缘方向，则存在经过像素点S的倾斜边缘方向，所述像素点S与像素点R关于所述垂直边缘方向对称，且像素点S与像素点R位于同一行；所述N个场间边缘方向的取值为前一场Fp1和后一场Fi+1在同一取值坐标位置上的像素值之差垂直边缘方向上，所述取值坐标位置为所述待插值像素点的正上方；倾斜边缘方向上，所述取值坐标位置与所述待插值像素点在同一行，相对所述待插值像素点的位置偏移量与所述倾斜边缘方向中的位置偏移量相对应； 依次对各待插值像素点进行插值处理判断待插值像素点X的场间边缘方向的垂直边缘方向的取值是否小于设定阈值Tl，若是，则取待插值像素点X的垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理；否则判断待插值像素点X的N个场间边缘方向中的最小值Vmin是否小于设定阈值T2，若是，则取所述待插值像素点X的垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理；若否，则基于所述Vmin进行相似线性插值处理；所述相似线性插值处理为在当前场Fi中，在经过当前待插值像素点X的所述Vmin表示的场间边缘方向上，获取与当前待插值像素点X相邻的两个像素点Qu、Qd的像素值，所述像素点Qu在像素点X的上一行，所述像素点Qd在像素点X的下一行；在前一场Fg中，获取与像素点Qu，X，Qd的坐标位置相同的三个像素点Pu，P，Pd的像素值；根据所述当前待插值像素点X与像素点Qu、Qd的像素值变化比，和所述像素点P与像素点Pu、Pd的像素值变化比相同，得到当前待插值像素点X的像素值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设定阈值T_l，初始值为阈值Tl的值，当在对每个待插值像素点采用垂直方向相邻两点的平均值进行插值处理后，对所述阈值T_1进行更新操作，令T_1 = kXT_l_pre+(l-k)X卜_|，其中，所述系数1^的取值范围为， T_l_pre表不前一个待插值像素点的T_1的值，Vei |表不场间边缘方向的垂直边缘方向的取值的绝对值；在对当前场Fi的所有行数据完成插值处理后，对阈值Tl进行更新，令所述阈值Tl等于阈值T_1的当前取值，用于下一视频场的插值处理。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还对更新操作后的阈值T_1进行调整处理 将4倍乙1与数值“20”两者中的较小者与数值“5”进行比较，取两者中最大者为调整处理后的T_1的取值。4.如权利要求1、2或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正宁，刘光辉，王忠荣，吴庆波，曾辽原，李宏亮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：