一种基于边缘和运动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和运动检测的视频去隔行方法，属于视频图像处理技术领域。本发明专利技术根据相邻视频场之间点阵内对应像素的差值情况，判断视频内容是否发生显著运动，再据此采取不同的方法恢复出由于隔行扫描而丢失的像素，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。另外，本发明专利技术还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，以克服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图像处理
，特别涉及一种基于点阵的边缘和运动检测的视频去隔行方法。
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及视频内容中运动部分的快速有效检测的技术问题，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，以及运动检测值J ；确定N个场间边缘方向所述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；确定N个场间边缘方向的取值所述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；计算运动检测值J :分别选取在待插值像素点的坐标位置的同一行、上一行、下一行的M个连续坐标位置，所述M为奇数，且所述M个连续坐标位置关于经过所述待插值像素点的垂直方向对称分布；计算各行中，所述M个连续坐标位置处，当前场Fi与前一场Fg在同一坐标位置处的像素值之差的累加和；所述运动检测值J为所述三个像素值之差的累加和的最大值；上述中M和N的取值根据处理需求可以取3、5、7、9等奇数，通常将两者设为相同取值，M和N的取值不同也能实现本专利技术； 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的运动检测值J是否大于设定阈值T0，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；若否，则判断待插值像素点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；若否，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QUX，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。本专利技术基于运动检测值J来判定视频内容是否存在显著运动部分，如果J > TOJlJ说明待处理像素及相邻像素在视频中存在显著运动，则再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；如果J < =T0，说明待处理像素及相邻像素在视频中未存在显著运动，直接采用垂直方向的相邻两点的平均值进行插值处理。从而避免将纹理按边缘方向进行误插值处理，有效提升视频画面的观赏质量。在本专利技术中，为了进一步提升视频画面质量，当待插值像素点X的运动检测值J小于或等于阈值TO时，和/或待插值像素点X的场间边缘方向的垂直边缘方向的取值小于阈值Tl时，在进行所述插值处理后，判断在前一场Fp1中，在待插值像素点X的坐标位置处的像素值与待插值像素点X的当前像素值之差的绝对值是否小于或等于设定值AT，所述设定值Λ T的取值范围为，优选值为5，若是，则待插值像素点X的像素值为H ;若否，则取待插值像素点X的当前像素值与待插值像素点X的正上方处的像素值if之差的绝对值、所述与< 之差的绝对值中，取得最小值时的待插值像素点X的当前像素值或zf—,。在本专利技术中，阈值T2的值可以为固定设定，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T2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T2，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 ;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 = 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于边缘和运动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，以及运动检测值J：确定N个场间边缘方向：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；确定N个场间边缘方向的取值：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；计算运动检测值J：分别选取在待插值像素点的坐标位置的同一行、上一行、下一行的M个连续坐标位置，所述M为奇数，且所述M个连续坐标位置关于经过所述待插值像素点的垂直方向对称分布；计算各行中，所述M个连续坐标位置处，当前场Fi与前一场Fi?1在同一坐标位置处的像素值之差的累加和；所述运动检测值J为所述三个像素值之差的累加和的最大值；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的运动检测值J是否大于设定阈值T0，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；若否，则判断待插值像素点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；若否，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：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】
1.一种基于边缘和运动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，以及运动检测值J 确定N个场间边缘方向所述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；确定N个场间边缘方向的取值所述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；计算运动检测值J 分别选取在待插值像素点的坐标位置的同一行、上一行、下一行的M个连续坐标位置， 所述M为奇数，且所述M个连续坐标位置关于经过所述待插值像素点的垂直方向对称分布；计算各行中，所述M个连续坐标位置处，当前场Fi与前一场Fp1在同一坐标位置处的像素值之差的累加和；所述运动检测值J为所述三个像素值之差的累加和的最大值；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的运动检测值J是否大于设定阈值T0，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；若否，则判断待插值像素点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；若否，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。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当待插值像素点X的运动检测值J小于或等于阈值TO时，和/或待插值像素点X的场间边缘方向的垂直边缘方向的取值小于阈值Tl 时，在进行所述插值处理后，判断在前一场Fp1中，在待插值像素点X的坐标位置处的像素值XL与待插值像素点X的当前像素值之差的绝对值是否小于或等于设定值AT，所述设定值Λ T的取值范围为；若是，则待插值像素点X的像素值为若否，则取待插值像素点X的当前像素值与待插值像素点X的正上方处的像素值P之差的绝对值、所述A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正宁，许林峰，熊健，伍博，刘光辉，李宏亮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：