CN101309376B - 去隔行方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种去隔行方法，包括以下步骤：获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行垂直向插值和边界插值，得到所述待插值像素点的垂直向插值结果和边界插值结果；根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1；对所述垂直向插值结果和边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值。本发明通过对待插值像素点边界插值结果空间相关度的判断，如果发现边界插值结果会产生明显的“坏点”则可参照垂直向插值结果得到所述待插值像素点最终的插入像素值，从而能够避免“坏点”的出现。

Description

去隔行方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别涉及一种去隔行方法和装置。

背景技术

为了降低视频信号的带宽，且使电路更易于设计，传统电视系统大都采用隔行扫描技术。简单的说，隔行扫描技术就是以隔行扫描的方式来重现一个画面，也就是说在第一条扫描线完成后，并不是直接扫描第二线，而是以第三、第五、第七线的顺序进行，直至扫描完成，然后再回到第二线以偶数线进行扫描。在隔行扫描技术下，图像的垂直分辨率比较低，而且将不可避免的产生诸如大面积闪烁、边缘闪烁等可见的干扰。并且当屏幕越大时，这种闪烁越为明显。因此随着技术的进步，以及人们对于更高清晰度视频信号的要求，为实现高清晰的图像，就必须将隔行扫描系统转换为逐行扫描系统，即进行去隔行处理。

目前，现有技术的帧内去隔行方法基本都是利用基于边界的插值方法，边界插值方法虽然能够提供较高的分辨率，但是边界判断也经常会出现误判，得到错误的插值，这样得到的错误插值会使得最终的去隔行图像出现明显的瑕疵，可称其为“坏点”，从而影响了图像处理的效果。特别是为了提高边界方向的判断精度，往往会逐渐增加候选边界方向，这样进行边界判断所涉及的象素点与中心象素点的距离也逐渐地增大，因此边界误判概率也会迅速增大，从而会使得去隔行图像中的“坏点”迅速增加。

为了解决上述“坏点”迅速增加的问题，一种现有方法是利用增大方向判断时的复杂度以增加方向判断的正确概率，如利用更多行和列的象素点来做方向判断。该方法存在的缺点是：虽然该方法能够降低上述“坏点”出现的概率，但是并不能避免上述“坏点”的出现，并且该方法大幅提高了运算量，对系统软硬件都提出了很高的要求。

另一种方法是通过垂直方向的低通滤波或中值滤波来避免“坏点”的出现，但是该方法是无论图像中是否出现了“坏点”，都对其进行滤波，因此这无疑会降低图像垂直方向的清晰度，使图像变得模糊。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别解决现有技术中由于边界插值而产生坏点的技术缺陷。

为达到上述目的，本发明一方面提出一种去隔行方法，包括以下步骤：获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行垂直向插值和边界插值，得到所述待插值像素点的垂直向插值结果和边界插值结果；根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1；对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值，其中，所述空间相关度b为所述边界插值结果的权重值。

作为该方法的一个实施例，所述空间相关度b具体为垂直向相关度b，体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的垂直向邻域像素点之间的相关性。

在上述实施例中，所述根据边界插值结果确定所述待插值像素点的确定所述垂直向相关度b包括以下步骤：根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b。

在上述实施例中，所述根据待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D具体为：通过下述公式计算所述向上梯度d_U和向下梯度d_D：

$d_U\left(n\right)={\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i+2n,j)-f(i+2n-1,j),n=-H,0$

$d_D\left(n\right)=f(i+2n+1,j)-{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i+2n,j),n=0,H,$

其中，

为像素点(i+2n，j)处得到的边界插值结果，f(i+2n-1，j)为像素点(i+2n-1，j)处的像素值，f(i+2n+1，j)为像素点(i+2n+1，j)处的像素值。

在上述实施例中，所述根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b具体为：通过下述公式确定所述垂直向相关度b：

$b=f(d_D(-1),d_U\left(0\right),d_U\left(1\right),d_D\left(0\right))$

其中，TH₁、TH₂和TH₃为预设阈值，C₁和C₂为常数。

在上述实施例中，在所述根据待插值像素点的边界插值结果计算待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D之前，还包括以下步骤：判断所述边界插值结果在垂直方向上是否为极值；如果判断为极值，则进一步根据所述向上梯度d_U和向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b；如果判断不为极值，则确定所述垂直向相关度b为1。

在上述实施例中，所述判断所述边界插值结果在垂直方向上是否为极值具体为：如果 $({\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i-1,j))\·{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i+1,j)\≤0,$ 则判断所述边界插值结果在垂直方向上为极值，其中，

为像素点(i，j)处得到的边界插值结果，f(i-1，j)为像素点(i-1，j)处的像素值，f(i+1，j)为像素点(i+1，j)处的像素值。

在上述实施例中，在所述根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到边界插值结果之前，还包括以下步骤：计算所述待插值像素点每个候选边界方向的梯度值；选择所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向；沿所述选择的边界方向进行边界插值。

本发明还提出一种去隔行装置，包括位置及空间邻域信息获取模块、垂直向插值模块、边界插值模块、空间相关度确定模块和插入像素值计算模块，所述位置信息获取模块，用于获取待插值像素点的位置信息；所述垂直向插值模块，用于根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行垂直向插值，得到所述待插值像素点的垂直向插值结果；所述边界插值模块，用于根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果；所述空间相关度确定模块，用于根据所述边界插值模块得到的边界插值结果确定所述待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1；所述插入像素值计算模块，用于对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值，其中，所述空间相关度确定模块得到的空间相关度b为所述边界插值结果的权重值。

作为上述方法的一个实施例，所述空间相关度确定模块包括垂直向相关度确定子模块，用于确定垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点垂直向邻域像素点之间的相关性。

在上述实施例中，所述空间相关度确定模块还包括梯度计算子模块，用于根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D。

在上述实施例中，所述空间相关度确定模块还包括极值判断子模块，用于判断所述边界插值结果在垂直方向上是否为极值，如果所述极值判断子模块判断为极值，则通知所述梯度计算子模块计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；如果所述极值判断子模块判断不为极值，则通知所述垂直向相关度确定子模块将所述垂直向相关度b设为1。

作为上述方法的一个实施例，所述边界插值模块包括边界计算子模块、边界判断子模块和边界插值计算子模块，所述边界计算子模块，用于计算所述待插值像素点每个候选边界方向的梯度值；所述边界判断子模块，用于选择所述梯度计算子模块计算的所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向；所述边界插值计算子模块，用于沿所述边界判断子模块选择的边界方向进行边界插值。

为达到上述目的，本发明另一方面还提出一种去隔行方法，包括以下步骤：获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；根据所述空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果；判断所述边界插值结果在垂直向上是否为极值；如果不为极值，则选择所述边界插值结果作为所述待插值像素点的插入像素值；如果为极值，则进一步进行垂直向插值，得到垂直向插值结果，对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值。

作为上述方法的一个实施例，所述判断边界插值结果在垂直方向上是否为极值可通过下述公式判断：如果 $({\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i-1,j))\·{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i+1,j)\≤0,$ 则判断所述边界插值结果在垂直方向上为极值，其中，

为像素点(i，j)处得到的边界插值结果，f(i-1，j)为像素点(i-1，j)处的像素值，f(i+1，j)为像素点(i+1，j)处的像素值。

在上述实施例中，所述对垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均进一步包括：根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1；将所述垂直向相关度b做为所述边界插值结果的权重值对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均。

在上述实施例中，所述根据边界插值结果确定所述待插值像素点的垂直向相关度b包括以下步骤：根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b。

在上述实施例中，所述根据待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D具体为：通过下述公式计算所述向上梯度d_U和向下梯度d_D：

$\begin{array}{c}\end{array}\begin{array}{cc}{d}_U\left(n\right)={\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i+2n,j)-f(i+2n-1,j)& n=-H,0\\ d_D\left(n\right)=f(i+2n+1,j)-{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i+2n,j)& n=0,H\end{array},$ 其中，

为像素点(i+2n，j)处得到的边界插值结果，f(i+2n-1，j)为像素点(i+2n-1，j)处的像素值，f(i+2n+1，j)为像素点(i+2n+1，j)处的像素值。

在上述实施例中，所述根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b具体为：通过下述公式确定所述垂直向相关度b：

$b=f(d_D(-1),d_U\left(0\right),d_U\left(1\right),d_D\left(0\right))$

其中，TH₁、TH₂和TH₃为预设阈值，C₁和C₂为常数。

在上述实施例中，在所述根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果之前，还包括以下步骤：计算所述待插值像素点每个候选边界方向的梯度值；选择所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向；沿所述选择的边界方向进行边界插值。

本发明还提出一种去隔行装置，其特征在于，包括位置及空间邻域信息获取模块、边界插值模块、极值判断模块、插入像素值计算模块和垂直向插值模块，所述位置信息获取模块，用于获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；所述边界插值模块，用于根据所述位置及空间邻域信息获取模块获取的位置及空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果；所述极值判断模块，用于判断所述边界插值模块得到的边界插值结果在垂直向上是否为极值；所述垂直向插值模块，用于在所述极值判断模块判断边界插值结果在垂直向上为极值时，进一步进行垂直向插值，得到垂直向插值结果，所述插入像素值计算模块，用于在所述极值判断模块判断边界插值结果在垂直向上不为极值时，选择所述边界插值结果作为所述待插值像素点的插入像素值，或对所述垂直向插值模块得到的所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值。

作为上述方法的一个实施例，所述极值判断模块包括梯度计算子模块和垂直向相关度确定子模块，所述梯度计算子模块，用于根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；所述垂直向相关度确定子模块，用于根据所述梯度计算子模块计算的向上梯度d_U和向下梯度d_D确定垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点垂直向邻域像素点之间的相关性。

作为上述方法的一个实施例，所述边界插值模块包括边界计算子模块、边界判断子模块和边界插值计算子模块，所述边界计算子模块，用于计算每个候选边界方向的梯度值；所述边界判断子模块，用于选择所述梯度计算子模块计算的所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向；所述边界插值计算子模块，用于沿所述边界判断子模块选择的边界方向进行边界插值。

本发明实施例的优点是：通过对待插值像素点边界插值结果空间相关度的判断，能够在边界插值完成后及时发现该边界插值结果是否会产生明显的“坏点”，如果发现边界插值结果会产生明显的“坏点”则可参照垂直向插值结果得到所述待插值像素点最终的插入像素值，从而能够简单、有效地避免“坏点”的出现，得到较好的去隔行效果。

其中，因为隔行扫描图像在垂直向最高频率小于半行频，所以在垂直向上的像素值变化一般都具有一定的过渡，因此从垂直向相关度更容易判断边界插值结果是否会产生“坏点”。

并且本发明由于得到边界插值结果后还需要进行“坏点”检测，因此在边界插值时就可选用精度较低，而运算相对简单的算法进行方向判断，从而可以增加候选边界方向的跨度和精度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例一的去隔行方法的流程图；

图2为本发明一个实施例的垂直向相关度b计算的方法流程图；

图3为本发明实施例一的去隔行装置结构图；

图4为本发明实施例二的去隔行方法流程图；

图5为本发明实施例二的去隔行装置结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明主要在于，在对待插值像素点进行边界插值之后，对边界插值结果进行检测，即根据该边界插值结果判断该边界插值结果是否会产生明显的“坏点”，也就是说判断根据该边界插值结果得到的插入像素值与该待插入像素点邻域其它像素点的相关性，如果该待插入像素点的这个待插入像素值与邻域其它像素点的相关性非常差，那么该待插入像素点就可能是个“坏点”。例如其它像素点的像素值为3，而待插入像素值为20，那么就可认为该待插入像素点就是个“坏点”；当然如果其它像素点的像素值为3，而待插入像素值为4，那么这种像素差就不会对人眼产生影响，因此可不认为其是“坏点”。这样如果判断其为“坏点”，则就可参照垂直向插值结果得到该待插值像素点最终的插入像素值，或者直接将垂直向插值结果作为该待插值像素点最终的插入像素值。其中，垂直向插值是一种插值算法，其插值的结果虽然分辨率较低，但是不会产生“坏点”。因此通过在判断边界插值结果会导致“坏点”时，能够参照垂直向插值得到最终的插入像素值，因此本发明能够有效避免“坏点”的出现，从而克服现有技术的缺陷，得到较好的去隔行效果。

其中，作为本发明的一个实施例，由于隔行扫描图像在垂直向最高频率小于半行频，所以在垂直向上的像素值变化一般都具有一定的过渡，因此本发明提出了从垂直向相关度，这样更容易判断边界插值结果是否会产生“坏点”，即判断该待插值像素点与其垂直方向邻域上各个已存在像素点的相关性。例如如果该待插值像素点得到的边界插值结果与其垂直向的相关像素点像素值相差很大，而且该待插值像素点得到的边界插值结果在垂直向上为一个极值，那么就认为是“坏点”。需要说明的是通过垂直向相关度判断非常简便、有效，因此为本发明的优选方式，但是同样也可通过其它空间方向的相关性判断是否为“坏点”，因此从其它空间方向判断也同样应为本发明保护范围所涵盖。

以下将以从垂直向相关度判断为例对本发明进行详细介绍，但同样需要说明的是，也可基于下述实施例从其它空间方向进行“坏点”判断，其也应为本发明范围所涵盖。

如图1所示，为本发明实施例一的去隔行方法的流程图，该方法同时参考边界插值结果和垂直向插值结果确定最终的待插值像素点的插入像素值，并依据垂直向相关度选择边界插值结果的权重值，对垂直向插值结果和边界插值结果进行加权平均得到该待插值像素点的插入像素值。

步骤S101，获取待插值像素点的位置信息及空间邻域信息。

步骤S102，根据空间邻域信息对待插值像素点进行垂直向插值和边界插值，得到待插值像素点的垂直向插值结果和边界插值结果。作为本发明的一个实施例，分别提出了垂直向插值和边界插值的方法，以下就对其分别进行介绍。

其中，垂直向插值结果可通过下述公式计算得到：

${\tilde{f}}_{\⊥}(i,j)=\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(w(i-2l-1,j)\·f(i-2l-1,j))/\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}w(i-2l-1,j),L\≥1,$ 其中，(i，j)是待插值象素点，

是垂直方向插值结果，设为i1，f(i-2l-1，j)是已存在的象素点。需要说明的是垂直向插值的方法有很多，不同的插值方法对应的就是不同的权值w(i-2l-1，j)的选取，例如线性插值、二次插值和sinc函数插值等。

本发明也提出了边界插值的方法，首先进行边界判断选择边界方向，然后可沿选择的边界方向进行边界插值。其中，优选地，在进行边界判断时可选用精度较低，而运算相对简单的算法进行。因为在得到边界插值结果后还需要进行“坏点”检测，因此能够弥补其精度低的缺陷，并且还能够降低运算量，从而可以增加候选边界方向的跨度和精度。作为本发明的一个实施例，本发明提出了边界插值计算方法。

首先进行边界判断，边界判断方法是沿每个候选边界方向计算梯度，梯度最小的方向判断为经过该点的边界方向，即

diff(direction)＝|f(i-1，j-direction)-f(i+1，j+direction)|direction＝(-N，N)select_direction＝min(diff(direction))。

按照上述公式选择的边界方向进行边界插值，其中，该边界插值方法可与上述的垂直向插值方法相同，得到插值结果

称其为i2。

${\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)=\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(w(i-2l-1,j+k(i-2l-1))\·f(i-2l-1,j+k(i-2l-1)))/\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}w(i-2l-1,j+k(i-2l-1)),L\≥1,$

同样(i，j)是待插值象素点，

是边界插值结果，f(i-2l-1，j+k(i-2l-1))是已存在的象素点，k是边界判断结果判出的边界方向对应的斜率。同样，该插值算法也可选用线性插值、二次插值和sinc函数插值等算法。

步骤S103，根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现所述待插值像素点与待插值像素点的邻域像素点之间的相关性，其中，0≤b≤1。在该实施例中，上述的空间相关度b即为垂直向相关度b，通过垂直向相关度b体现待插值像素点与待插值像素点垂直向邻域像素点之间的相关性，如果判断边界插值结果不会导致“坏点”，则可将该垂直向相关度b设为1，即将边界插值结果作为待插值像素点最终的插入像素值；同样如果判断边界插值结果会导致“坏点”，则参考垂直向插值和边界插值一同得出最终的插入像素值，或者在边界插值结果特别差时，直接将垂直向插值结果作为最终的插入像素值。其中，基于或不脱离本发明思想的其它变化也应为本发明保护范围所涵盖，如本发明通过加权的方式对垂直向插值结果和边界插值结果进行平均，本领域技术人员还能够想到类似的方法参考垂直向插值结果和边界插值结果得到最终的插入像素值。

作为本发明的一个实施例，本发明提出了一种垂直向相关度b计算的方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S201，判断边界插值结果在垂直方向上是否为极值，即判断

在垂直方向不是一个极值，假如像素点(i，j)处的插值结果的像素值为20，而垂直方向上的其它像素点如(i+1，j)和(i-1，j)处的像素值都为3，则可认为该边界插值结果是一个极值。其中，极值的判断可根据图像精度的要求具体设定。作为本发明的一个实施例，提出了一种判断极值的公式， $({\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i-1,j))\·{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i+1,j)\≤0,$ 如果满足该公式则认为该在垂直方向不是一个极值，其中，为边界插值结果，f(i，j)为已存在像素点的像素值。具体地，为像素点(i，j)处得到的边界插值结果，f(i-1，j)为像素点(i-1，j)处的像素值，f(i+1，j)为像素点(i+1，j)处的像素值。

步骤S202，如果判断边界插值结果不为极值，则确定垂直向相关度b为1。判断不为极值，也就是说边界插值结果不会导致“坏点”的出现，因此直接使用边界插值结果作为最终的插入像素值即可。

步骤S203，如果判断边界插值结果为极值，则说明该边界插值结果可能会导致“坏点”的出现，因此进一步根据该待插值像素点的边界插值结果计算待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D。同样本发明也提出了计算向上梯度d_U和向下梯度d_D的公式：

$d_U\left(n\right)={\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i+2n,j)-f(i+2n-1,j),n=-H,0$

$d_D\left(n\right)=f(i+2n+1,j)-{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i+2n,j),n=0,H,$

其中，

为边界插值结果，f(i，j)为已存在像素点的像素值。具体地，

为像素点(i+2n，j)处得到的边界插值结果，f(i+2n-1，j)为像素点(i+2n-1，j)处的像素值，f(i+2n+1，j)为像素点(i+2n+1，j)处的像素值。

步骤S204，根据向上梯度d_U和向下梯度d_D确定垂直向相关度b。其中确定垂直相关度b的方法有很多，可根据图像精度的参数决定，作为一个实施例，本发明提出了一种垂直向相关度b的计算方法：

$b=f(d_D(-1),d_U\left(0\right),d_U\left(1\right),d_D\left(0\right))$

其中，TH₁、TH₂和TH₃为预设阈值，C₁和C₂为常数，TH₁、TH₂、TH₃和C₁、C₂的取值可根据图像参数设定。如对于条件(d_U(0)·d_D(0)≥0‖|d_U(0)|＜TH₁‖|d_D(0)|＜TH₁)来说，如果向上梯度d_U和向下梯度d_D的绝对值不大，则可认为该边界插值结果虽然是极值，但不至于引起“坏点”的出现，因此将垂直向相关度b设为1，即将边界插值结果作为最终的插入像素值；同样，对于条件if(d_U(-1)/d_U(0)＞TH₂&&d_D(1)/d_D(0)＞TH₂)来说，如果向上梯度d_U和向下梯度d_D之间有过渡，则也可认为其不至于引起“坏点”的出现，同样将垂直向相关度b设为1，反之则设置其为0。

步骤S104，对垂直向插值结果和边界插值结果进行加权平均得到待插值像素点最终的插入像素值，其中，将垂直向相关度b做为边界插值结果的权重值，如公式 $\tilde{f}(i,j)=b\·i2+(1+b)\·i1.$ 其中，为最终的插入像素值。在实际计算中，由于在计算i2的空间特征时，i2上方的象素点已经有了最终输出，所以可以用

替代 ${\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i-2M,j)(M>0)$ 进行计算。

同样基于上述方法，本发明还提出一种去隔行装置300，如图3所示，为本发明实施例一的去隔行装置结构图，该去隔行装置300包括位置及空间邻域信息获取模块310、垂直向插值模块320、边界插值模块330、空间相关度确定模块340和插入像素值计算模块350。位置及空间邻域信息获取模块310用于获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；垂直向插值模块320用于根据位置及空间邻域信息对待插值像素点进行垂直向插值，得到该待插值像素点的垂直向插值结果；边界插值模块330用于根据位置及空间邻域信息对该待插值像素点进行边界插值，得到该待插值像素点的边界插值结果；空间相关度确定模块340用于根据边界插值模块330得到的边界插值结果确定该待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现该待插值像素点与所述待插值像素点的邻域像素点之间的相关性，其中，0≤b≤1；插入像素值计算模块350用于对垂直向插值结果和边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值，其中，空间相关度确定模块得到的空间相关度b为所述边界插值结果的权重值。

作为上述装置的一个实施例，空间相关度确定模块340包括垂直向相关度确定子模块341，用于确定垂直向相关度b，该垂直向相关度b体现待插值像素点与待插值像素点垂直向邻域像素点之间的相关性。

在上述实施例中，空间相关度确定模块340还包括梯度计算子模块342，用于根据待插值像素点的边界插值结果计算待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D。

其中，空间相关度确定模块340还包括极值判断子模块343，用于判断边界插值结果在垂直方向上是否为极值，如果极值判断子模块343判断为极值，则通知梯度计算子模块342计算待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；如果极值判断子模块343判断不为极值，则通知垂直向相关度确定子模块341将垂直向相关度b设为1。

作为上述方法的一个实施例，边界插值模块330包括边界计算子模块331、边界判断子模块332和边界插值计算子模块333，边界计算子模块331用于计算待插值像素点每个候选边界方向的梯度值；边界判断子模块332用于选择梯度计算子模块331计算的梯度值最小的方向作为判断待插值像素点的边界方向；边界插值计算子模块333用于沿边界判断子模块332选择的边界方向进行边界插值。

基于本发明的上述思想，还提出了一种去隔行方法，该方法在进行边界插值之后，判断得到的边界插值结果是否为极值；如果是极值，则继续进行垂直向插值，根据垂直向插值结果和边界插值结果得到最终的插入像素值；如果不是极值，则直接选择边界插值结果作为待插值像素点最终的插入像素值。如图4所示，为本发明实施例二的去隔行方法流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S401，获取待插值像素点的位置及空间邻域信息。

步骤S402，根据位置及空间邻域信息对该待插值像素点进行边界插值，得到该待插值像素点的边界插值结果。如先进行边界判断，沿每个候选边界方向计算梯度，梯度最小的方向判断为经过该点的边界方向，即diff(direction)＝|f(i-1，j-direction)-f(i+1，j+direction)|direction＝(-N，N)；select_direction＝min(diff(direction))。

然后按照上述公式选择的边界方向进行边界插值，其中，该边界插值方法与上述的垂直向插值方法相同，得到插值结果

称其为i2。

${\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)=\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(w(i-2l-1,j+k(i-2l-1))\·f(i-2l-1,j+k(i-2l-1)))/\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}w(i-2l-1,j+k(i-2l-1)),L\≥1$

步骤S403，判断边界插值结果在垂直向上是否为极值。同样在该实施例中，判断边界插值结果在垂直方向上是否为极值可通过下述公式判断：

$({\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i-1,j))\·{\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i,j)-f(i+1,j)\≤0,$ 其中，

为边界插值结果，f(i，j)为已存在像素点的像素值。

步骤S404，如果边界插值结果不为极值，则说明该边界插值结果不会导致出现“坏点”，因此直接选择边界插值结果作为所述待插值像素点的插入像素值。

步骤S405，如果边界插值结果为极值，则进一步进行垂直向插值，得到垂直向插值结果。同样垂直向插值也可通过下述公式计算得到：

${\tilde{f}}_{\⊥}(i,j)=\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(w(i-2l-1,j)\·f(i-2l-1,j))/\underset{l=-(L-1)}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}w(i-2l-1,j),L\≥1,$ 其中，(i，j)是待插值象素点，

是垂直方向插值结果。

步骤S406，根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的垂直向相关度b，垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1。同样在该实施例中，垂直向相关度b的确定了参照图2中所示的流程，在此不再赘述。

步骤S407，将垂直向相关度b做为边界插值结果的权重值，对垂直向插值结果和边界插值结果进行加权平均，如公式 $\tilde{f}(i,j)=b\·i2+(1-b)\·i1,$ 其中，

为最终的插入像素值。在实际计算中，由于在计算i2的空间特征时，i2上方的象素点已经有了最终输出，所以可以用

替代 ${\tilde{f}}_{\mathrm{edge}}(i-2M,j)(M>0)$ 进行计算。

同样基于上述方法，本发明也提出一种去隔行装置500，如图5所示，为本发明实施例二的去隔行装置结构图，该去隔行装置500包括位置及空间邻域信息获取模块510、边界插值模块520、极值判断模块530、插入像素值计算模块540和垂直向插值模块550。位置及空间邻域信息获取模块510用于获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；边界插值模块520用于根据位置及空间邻域信息获取模块510获取的位置及空间邻域信息对待插值像素点进行边界插值，得到该待插值像素点的边界插值结果；极值判断模块530用于判断边界插值模块520得到的边界插值结果在垂直向上是否为极值；垂直向插值模块550用于在极值判断模块530判断边界插值结果在垂直向上为极值时，进一步进行垂直向插值，得到垂直向插值结果，插入像素值计算模块540用于在极值判断模块530判断边界插值结果在垂直向上不为极值时，选择边界插值结果作为待插值像素点的插入像素值，或对垂直向插值模块550得到的垂直向插值结果和边界插值结果进行加权平均得到该待插值像素点的插入像素值。

其中，作为本发明的一个实施例，极值判断模块530包括梯度计算子模块531和垂直向相关度确定子模块532，梯度计算子模块531用于根据待插值像素点的边界插值结果计算待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；垂直向相关度确定子模块532用于根据梯度计算子模块531计算的向上梯度d_U和向下梯度d_D确定垂直向相关度b，垂直向相关度b体现待插值像素点与该待插值像素点垂直向邻域像素点之间的相关性。

在上述实施例中，边界插值模块520包括边界计算子模块521、边界判断子模块522和边界插值计算子模块523，边界计算子模块521用于待插值像素点计算每个候选边界方向的梯度值；边界判断子模块522用于选择梯度计算子模块521计算的梯度值最小的方向作为判断待插值像素点的边界方向；边界插值计算子模块523用于沿边界判断子模块522选择的边界方向进行边界插值。

本发明通过对待插值像素点边界插值结果空间相关度的判断，能够在边界插值完成后及时发现该边界插值结果是否会产生明显的“坏点”，如果发现边界插值结果会产生明显的“坏点”则可参照垂直向插值结果得到所述待插值像素点最终的插入像素值，从而能够简单、有效地避免“坏点”的出现，得到较好的去隔行效果。其中，因为隔行扫描图像在垂直向最高频率小于半行频，所以在垂直向上的像素值变化一般都具有一定的过渡，因此从垂直向相关度更容易判断边界插值结果是否会产生“坏点”。并且本发明由于得到边界插值结果后还需要进行“坏点”检测，因此在边界插值时就可选用精度较低，而运算相对简单的算法进行方向判断，从而可以增加候选边界方向的跨度和精度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (23)

1.一种去隔行方法，其特征在于，包括以下步骤： 

获取待插值像素点的位置信息及空间邻域信息； 

根据所述空间邻域信息对所述待插值像素点进行垂直向插值和边界插值，得到所述待插值像素点的垂直向插值结果和边界插值结果； 

根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的邻域像素点之间的相关性，其中，0≤b≤1； 

对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值，其中，所述空间相关度b为所述边界插值结果的权重值。 

2.根据权利要求1所述去隔行方法，其特征在于，所述空间相关度b具体为垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的垂直向邻域像素点之间的相关性。 

3.根据权利要求2所述去隔行方法，其特征在于，所述根据边界插值结果确定所述待插值像素点的确定所述垂直向相关度b包括以下步骤： 

根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D； 

根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b。 

4.根据权利要求3所述去隔行方法，其特征在于，所述根据待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D具体为：通过下述公式计算所述向上梯度d_U和向下梯度d_D： 

其中， 

为像素点(i+2n，j)处得到的边界插值结果，f(i+2n-1，j)为像素点(i+2n-1，j)处的像素值，f(i+2n+1，j)为像素点(i+2n+l，j)处的像素值。 

5.根据权利要求3所述去隔行方法，其特征在于，所述根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b具体为：通过下述公式确定所述垂直向相关度b： 

其中，TH₁、TH₂和TH₃为预设阈值，C₁和C₂为常数。 

6.根据权利要求3所述去隔行方法，其特征在于，在所述根据待插值像素点的边界插值结果计算待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D之前，还包括以下步骤： 

判断所述边界插值结果在垂直方向上是否为极值； 

如果判断为极值，则进一步根据所述向上梯度d_U和向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b； 

如果判断不为极值，则确定所述垂直向相关度b为1。 

7.根据权利要求6所述去隔行方法，其特征在于，所述判断所述边界插值结果在垂直方向上是否为极值具体为： 

如果

则判断所述边界插值结果在垂直方向上为极值，其中， 

为像素点(i，j)处得到的边界插值结果，f(i-1，j)为像素点(i-1，j)处的像素值，f(i+1，j)为像素点(i+1，j)处的像素值。 

8.根据权利要求1所述去隔行方法，其特征在于，在所述根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到边界插值结果之前，还包括以下步骤： 

计算所述待插值像素点每个候选边界方向的梯度值； 

选择所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向； 

沿所述选择的边界方向进行边界插值。 

9.一种去隔行方法，其特征在于，包括以下步骤： 

获取待插值像素点的位置信息及空间邻域信息； 

根据所述空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果； 

判断所述边界插值结果在垂直向上是否为极值； 

如果不为极值，则选择所述边界插值结果作为所述待插值像素点的插入像素值； 

如果为极值，则进一步根据所述空间邻域信息进行垂直向插值，得到垂直向插值结果，对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值。 

10.根据权利要求9所述去隔行方法，其特征在于，所述判断边界插值结果在垂直方向上是否为极值可通过下述公式判断： 

如果

则判断所述边界插值结果在垂直方向上为极值，其中， 

为像素点(i，j)处得到的边界插值结果，f(i-1，j)为像素点(i-1，j)处的像素值，f(i+1，j)为像素点(i+1，j)处的像素值。 

11.根据权利要求9所述去隔行方法，其特征在于，所述对垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均进一步包括： 

根据所述边界插值结果确定所述待插值像素点的垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1； 

将所述垂直向相关度b做为所述边界插值结果的权重值对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均。 

12.根据权利要求11所述去隔行方法，其特征在于，所述根据边界插值结果确定所述待插值像素点的垂直向相关度b包括以下步骤： 

根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D； 

根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b。 

13.根据权利要求12所述去隔行方法，其特征在于，所述根据待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D具体为：通过下述公式计算所述向上梯度d_U和向下梯度d_D： 

其中， 为像素点(i+2n，j)处得到的边界插值结果，f(i+2n-1，j)为像素点(i+2n-1，j)处的像素值，f(i+2n+1，j)为像素点(i+2n+1，j)处的像素值。 

14.根据权利要求13所述去隔行方法，其特征在于，所述根据所述向上梯度d_U和所述向下梯度d_D确定所述垂直向相关度b具体为： 

通过下述公式确定所述垂直向相关度b： 

其中，TH₁、TH₂和TH₃为预设阈值，C₁和C₂为常数。 

15.根据权利要求9所述去隔行方法，其特征在于，在所述根据空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果之前，还包括以下步骤： 

计算所述待插值像素点每个候选边界方向的梯度值； 

选择所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向： 

沿所述选择的边界方向进行边界插值。 

16.一种去隔行装置，其特征在于，包括位置及空间邻域信息获取模块、垂直向插值模块、边界插值模块、空间相关度确定模块和插入像素值计算模块， 

所述位置及空间邻域信息获取模块，用于获取待插值像素点的位置信息及空间邻域信息； 

所述垂直向插值模块，用于根据所述空间邻域信息对所述待插值像素点进行垂直向插值，得到所述待插值像素点的垂直向插值结果； 

所述边界插值模块，用于根据所述空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果； 

所述空间相关度确定模块，用于根据所述边界插值模块得到的边界插 值结果确定所述待插值像素点的空间相关度b，所述空间相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的邻域像素点之间的相关性，0≤b≤1； 

所述插入像素值计算模块，用于对所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值，其中，所述空间相关度确定模块得到的空间相关度b为所述边界插值结果的权重值。 

17.根据权利要求16所述去隔行装置，其特征在于，所述空间相关度确定模块包括垂直向相关度确定子模块，用于确定垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点的垂直向邻域像素点之间的相关性。 

18.根据权利要求17所述去隔行装置，其特征在于，所述空间相关度确定模块还包括梯度计算子模块，用于根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D。 

19.根据权利要求18所述去隔行装置，其特征在于，所述空间相关度确定模块还包括极值判断子模块，用于判断所述边界插值结果在垂直方向上是否为极值，如果所述极值判断子模块判断为极值，则通知所述梯度计算子模块计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；如果所述极值判断子模块判断不为极值，则通知所述垂直向相关度确定子模块将所述垂直向相关度b设为1。 

20.根据权利要求16所述去隔行装置，其特征在于，所述边界插值模块包括边界计算子模块、边界判断子模块和边界插值计算子模块， 

所述边界计算子模块，用于计算所述待插值像素点的每个候选边界方向的梯度值； 

所述边界判断子模块，用于选择所述梯度计算子模块计算的所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向； 

所述边界插值计算子模块，用于沿所述边界判断子模块选择的边界方向进行边界插值。 

21.一种去隔行装置，其特征在于，包括位置及空间邻域信息获取模块、边界插值模块、极值判断模块、插入像素值计算模块和垂直向插值模 块， 

所述位置及空间邻域信息获取模块，用于获取待插值像素点的位置及空间邻域信息；

所述边界插值模块，用于根据所述位置及空间邻域信息获取模块获取的空间邻域信息对所述待插值像素点进行边界插值，得到所述待插值像素点的边界插值结果；

所述极值判断模块，用于判断所述边界插值模块得到的边界插值结果在垂直向上是否为极值；

所述垂直向插值模块，用于在所述极值判断模块判断边界插值结果在垂直向上为极值时，进一步根据所述空间邻域信息进行垂直向插值，得到垂直向插值结果，

所述插入像素值计算模块，用于在所述极值判断模块判断边界插值结果在垂直向上不为极值时，选择所述边界插值结果作为所述待插值像素点的插入像素值；否则对所述垂直向插值模块得到的所述垂直向插值结果和所述边界插值结果进行加权平均得到所述待插值像素点的插入像素值。 

22.根据权利要求21所述去隔行装置，其特征在于，所述极值判断模块包括梯度计算子模块和垂直向相关度确定子模块，

所述梯度计算子模块，用于根据所述待插值像素点的所述边界插值结果计算所述待插值像素点的向上梯度d_U和向下梯度d_D；

所述垂直向相关度确定子模块，用于根据所述梯度计算子模块计算的向上梯度d_U和向下梯度d_D确定垂直向相关度b，所述垂直向相关度b体现所述待插值像素点与所述待插值像素点垂直向邻域像素点之间的相关性。

23.根据权利要求21所述去隔行装置，其特征在于，所述边界插值模块包括边界计算子模块、边界判断子模块和边界插值计算子模块，

所述边界计算子模块，用于计算所述待插值像素点的每个候选边界方向的梯度值；

所述边界判断子模块，用于选择所述梯度计算子模块计算的所述梯度值最小的方向作为判断所述待插值像素点的边界方向；

所述边界插值计算子模块，用于沿所述边界判断子模块选择的边界方向进行边界插值。 

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