CN101437137A - 场内插值方法 - Google Patents

场内插值方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101437137A
CN101437137A CNA2008103063789A CN200810306378A CN101437137A CN 101437137 A CN101437137 A CN 101437137A CN A2008103063789 A CNA2008103063789 A CN A2008103063789A CN 200810306378 A CN200810306378 A CN 200810306378A CN 101437137 A CN101437137 A CN 101437137A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
interpolation
value
absolute difference
directions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008103063789A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101437137B (zh
Inventor
刘强
陈涛
徐慧博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Hongwei Technology Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Hongwei Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Hongwei Technology Co Ltd filed Critical Sichuan Hongwei Technology Co Ltd
Priority to CN2008103063789A priority Critical patent/CN101437137B/zh
Publication of CN101437137A publication Critical patent/CN101437137A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101437137B publication Critical patent/CN101437137B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明涉及视频处理技术。本发明所要解决的技术问题是，提供一种考虑更多角度像素相关性来确定插值方向并能消除孤立点噪声的场内插值方法。本发明参考角度取九个方向，分为四个小角度方向与五个邻近方向。在一些像素相关性差距不大的区域如果选中小角度进行插值的话可能会给该区域引入噪声点，所以，只要邻近方向的像素相关性达到第一预设值后，就不考虑小角度因素在这个五个邻近方向中选择像素相关性最大的方向进行插值，如考虑小角度还需判断该小角度的补角的方向的像素相关性是否小于第二预设值，如是，选用小角度，如否，在五个邻近方向中选择像素相关性最大的方向进行插值。本发明能够得到光滑边缘、细节无闪烁的插值结果。

Description

场内插值方法
技术领域
本发明涉及视频处理技术，具体涉及隔行视频信号向逐行视频转换技术。
技术背景
由于受到传输带宽的限制，电视台发送的电视信号都不是完整的图像，而是将一个场景分成奇场和偶场两个部分分时发送，这样就产生隔行视频信号。但是随着数字信号处理技术的不断发展和宽屏幕平板电视的出现，人们对电视显示质量的要求越来越高，电视台发送的隔行信号在目前的高端平板电视上显示就会出现严重的屏闪、锯齿等严重问题。去隔行技术正是为了解决隔行视频信号和高端电视之间矛盾产生的。
去隔行算法根据其所用滤波器的种类不同分为线性算法、非线性算法、运动补偿算法和运动自适应算法。线性算法包括行复制、行平均等，去隔行后视频图像模糊并产生严重矩尺；非线性算法包括中值滤波和一些拟和算法；运动补偿算法理论上是效果最好的，但是由于其算法复杂度高，硬件实现成本高等原因还没有成为目前产品的主流方案；而运动自适应算法根据运动检测得到的运动参数来选择场内插值或场间复制，是目前大多消费产品选择的去隔行方案。
现有技术中的场内插值大体可以分为行复制、行平均、基于方向插值等方法，行复制和行平均由于插值效果较差很少使用，基于方向的插值算法大体思路是：首先判断待插值点所在的方向，然后用该方向上相临近的几个像素点加权插值。但是目前的基于方向插值的方法存在以下三个缺陷：
1、方向选取不够，容易产生锯齿；
2、小角度插值由于选取的像素点相距远，容易引入孤立点噪声。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种考虑更多角度像素相关性来确定插值方向并能消除孤立点噪声的场内插值方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，场内插值方法，包括以下步骤：
a、选取待插值点上下两行各9个相邻像素点的像素值，上行9个相邻像素点的像素值从左至右依次为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9，下行9个相邻像素点的像素值从左至右依次为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9；
b、根据不同方向在上下两行各9个相邻像素点中对应像素点的像素值绝对差和的平均，得到九个方向的像素相关性：
第一方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a7-b1|+|a8-b2|+|a9-b3|)/3
第二方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a6-b3|+|a7-b4|)/2
第三方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a5-b3|+|a6-b4|+|a7-b5|)/3
第四方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a5-b4|+|a6-b5|)/2
第五方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a4-b4|+|a5-b5|+|a6-b6|)/3
第六方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a4-b5|+|a5-b6|)/2
第七方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a3-b5|+|a4-b6|+|a5-b7|)/3
第八方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a3-b6|+|a4-b7|)/2
第九方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a1-b7|+|a2-b8|+|a3-b9|)/3
方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值越大，方向的像素相关性越小；其中，第一方向、第二方向、第八方向、第九方向均为小角度方向；第三方向、第四方向、第五方向、第六方向、第七方向、均为邻近方向；
c、判断邻近方向中最大像素相关性是否达到第一预设值；若是，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，进入步骤d；
d、在所有九个方向的像素相关性中最大像素相关性所对应的方向是否为邻近方向；若是，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，进入步骤e；
e、判断与小角度方向中最大像素相关性所对应的方向形成补角的方向的像素相关性是否小于第二预设值，若是，则选用小角度方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值。
第一方向至第九方向分别近似为10°、20°、45°、60°、90°、120°、135°、160°、170°。因为小角度方向(10°、20°、160°、170°)计算像素相关性时选取的像素点相距远，最大的相差六个像素，所以在一些像素相关性差距不大的区域如果选中小角度进行插值的话可能会给该区域引入噪声点，为了尽量避免产生水平边缘的锯齿，所以在这种情况下，只要邻近方向(45°、60°、90°、120°、135°)的像素相关性达到第一预设值后，就不考虑小角度因素在这个五个邻近方向中选择像素相关性最大的方向进行插值。这样做的理论依据是：图像像素灰度的邻域相似性，即离得越近的像素像素值相似的可能性越大，所以在方向相关性变化不大时采用五个邻近方向中相关性最强的方向进行插值比选用相关性最强的小角度插值的结果更可信，即为五个邻近方向设置高的优先级。如果选中的插值方向为小角度方向，那么还需要进一步判断待插值点用小角度方向插值是否会引入误差：场内插值产生锯齿的原因是小角度边缘选用了非小角度方向插值而破坏了该边缘的连通特性，而在非小角度边缘选中了小角度作为插值方向这样会引入孤立点噪声。由于真正的小角度边缘有这样一个特性：与其形成补角的那个方向与选中的小角度方向的相关性相差很大，比如10度是九个方向中相关性最大而被选中作为插值方向，那么理论上170度的方向相关性应该很小，不然就不是一个明显的小角度边缘。所以可以利用这个特性加强小角度的判断保护边缘细节，所以，步骤e中有判断与小角度方向中最大像素相关性所对应的方向形成补角的方向的像素相关性是否小于第二预设值，若是，那么说明待插值点选用小角度插值是合理的，则选用小角度方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，舍弃选中的小角度方向，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值。
通过方向选择和加权插值后的去隔行图像中可能还会存在一些明显的孤立噪声点，所以可进一步的，在插值完成后对输出图像进行一次孤立点滤波对保证去隔行效果，孤立点与周围像素点存在很明显的灰度差，所以利用灰度差值判断插值点是否为噪声点，如果为噪声点就利用中值滤波去噪，滤波后的输出就是基于边缘的场内插值去隔行结果。即本发明还可进一步增加步骤f：基于方向的插值完成后，判断插值点与上下邻近像素点的像素值绝对差的平均值是否大于第三预设值，若是，判断该插值点为噪声点，采用中值滤波器对该插值点进行滤波；若否，则保存原插值结果。或者增加步骤g：基于方向的插值完成后，判断插值点与上下邻近像素点的像素值绝对差大于第三预设值的个数是否大于门限个数，若是，判断该插值点为噪声点，采用中值滤波器对该插值点进行滤波；若否，则保存原插值结果。
本发明的有益效果是，能够得到光滑边缘、细节无闪烁的插值结果。
附图说明
图1为待插值点和计算其方向的像素相关性所用像素的位置关系示意图。
具体实施方式
1.由待插值点上下两行存在的像素灰度信息(如图1所示，上行9个相邻像素点的灰度值从左至右依次为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9，下行9个相邻像素点的灰度值从左至右依次为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9，待插值点x)计算九个方向的像素相关性，方向的像素相关性通过计算不同方向上对应像素点灰度绝对差和的平均表现，共九个方向，第一方向至第九方向(10°、20°、45°、60°、90°、120°、135°、160°、170°)对应像素点的灰度值绝对差和的平均值分别为p1、p2……p9：
p1：(|a7-b1|+|a8-b2|+|a9-b3|)/3
p2：(|a6-b3|+|a7-b4|)/2
p3：(|a5-b3|+|a6-b4|+|a7-b5|)/3
p4：(|a5-b4|+|a6-b5|)/2
p5：(|a4-b4|+|a5-b5|+|a6-b6|)/3
p6：(|a4-b5|+|a5-b6|)/2
p7：(|a3-b5|+|a4-b6|+|a5-b7|)/3
p8：(|a3-b6|+|a4-b7|)/2
p9：(|a1-b7|+|a2-b8|+|a3-b9|)/3
灰度值绝对差和的平均值越大说明该方向待插值点两端像素点灰度差距越大相关性越弱；相反方向的像素相关性越大。本发明认为九个方向中方向的像素相关性最大的为待插值点所在区域的一个边缘方向，所以插值就按照方向像素相关性最大的方向进行；本实施例直接采用灰度值绝对差和的平均值反应方向的像素相关性；
2.图像像素在邻域内具有相似性，所以当九个方向的像素相关性相差不大时，选取小方向插值的结果不如选取邻近的五个方向插值结果值得信任，所以预设一个邻近方向优先门限T1，当最邻近的五个方向满足：Min(p3，p4，p5，p6，p7)<T1时，即使小角度方向的相关性比邻近的五方向相关性还要大，也选取五方向中像素相关性最大的方向进行插值；当条件Min(p3，p4，p5，p6，p7)<T1不能满足时，选取九个方向中像素相关性最大者为最终的插值方向；
3.当九个方向中像素相关性最大者属于邻近的五方向，那么就方向进行插值，插值结果为这个方向上几个像素点灰度的加权；当九个方向中的像素相关性最大者是小角度时，当九个方向中相关性最大者是小角度时，判断与选中的小角度形成补角的方向的相关性是否足够小，本实施例直接通过该补角的方向对应像素点的灰度值绝对差和的平均值是否大于阈值T2来判断，如是就按照选取的小角度进行插值；如否，舍弃小角度，用邻近的五方向中相关性最大的方向进行插值；如Min(p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8，p9)＝p1，且T1≤Min(p3，p4，p5，p6，p7)，九个方向中相关性最大者是小角度10°时，则判断其补角170°对应的p9是否大于T2，如是，则说明补角的方向的相关性是否足够小。
本实施例中每个方向的加权插值方式如下：
10°：      (a8+b2+a9+b1)/4
20°：      (a7+b4)/2
45°：      (a6+b4)/3
60°：      (a5+b4+a6+b5)/4
90°：      (a5+b5)/2
120°：     (a4+b5+a5+b6)/4
135°：     (a6+b4)/3
160°：     (a4+b7)/2
170°：     (a1+b8+a2+b9)/4
当然基于方向的插值算法并不局限于上式，基于方向的插值算法可以是平均、线性或非线性拟和等加权插值方式；
4.经方向选择和加权插值后，去隔行视频图像中可能还有少量孤立噪声点，这些噪声都大部分都是小角度选择事物造成的。因为这些点和周围几点的灰度反差大，所以容易判断：分两种情况考虑，一是如果当前插值点与其上下六个相邻像素点的灰度绝对差平均大于阈值T_noise，二是当前像素与周围六个点的灰度差大于阈值T_noise的个数大于4，当前插值点满足这两个条件之一就认为是孤立点噪声，判断为噪声后用中值滤波器滤波。
本实施例中所述的优先门限T1、阈值T2、阈值T_noise，本领域技术人员均可通过常规的实验得到经验值，并通过具体的需求进行调整。

Claims (4)

  1. 【权利要求1】场内插值方法，其特征在于，包括以下步骤：
    a、选取待插值点上下两行各9个相邻像素点的像素值，上行9个相邻像素点的像素值从左至右依次为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9，下行9个相邻像素点的像素值从左至右依次为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9；
    b、根据不同方向在上下两行各9个相邻像素点中对应像素点的像素值绝对差和的平均，得到九个方向的像素相关性：
    第一方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a7-b1|+|a8-b2|+|a9-b3|)/3
    第二方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a6-b3|+|a7-b4|)/2
    第三方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a5-b3|+|a6-b4|+|a7-b5|)/3
    第四方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a5-b4|+|a6-b5|)/2
    第五方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a4-b4|+|a5-b5|+|a6-b6|)/3
    第六方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a4-b5|+|a5-b6|)/2
    第七方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a3-b5|+|a4-b6|+|a5-b7|)/3
    第八方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a3-b6|+|a4-b7|)/2
    第九方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值：(|a1-b7|+|a2-b8|+|a3-b9|)/3
    方向对应像素点的像素值绝对差和的平均值越大，方向的像素相关性越小；其中，第一方向、第二方向、第八方向、第九方向均为小角度方向；第三方向、第四方向、第五方向、第六方向、第七方向、均为邻近方向；
    c、判断邻近方向中最大像素相关性是否达到第一预设值；若是，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，进入步骤d；
    d、在所有九个方向的像素相关性中最大像素相关性所对应的方向是否为邻近方向；若是，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，进入步骤e；
    e、判断与小角度方向中最大像素相关性所对应的方向形成补角的方向的像素相关性是否小于第二预设值，若是，则选用小角度方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值；若否，选用邻近方向中最大像素相关性所对应的方向为插值方向，进行基于方向的插值。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述场内插值方法，其特征在于，还包括步骤f，基于方向的插值完成后，判断插值点与上下邻近像素点的像素值绝对差的平均值是否大于第三预设值，若是，判断该插值点为噪声点，采用中值滤波器对该插值点进行滤波；若否，则保存原插值结果。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述场内插值方法，其特征在于，还包括步骤g，基于方向的插值完成后，判断插值点与上下邻近像素点的像素值绝对差大于第三预设值的个数是否大于门限个数，若是，判断该插值点为噪声点，采用中值滤波器对该插值点进行滤波；若否，则保存原插值结果。
  4. 【权利要求4】如权利要求1、2或3所述场内插值方法，其特征在于，所述像素值为灰度值。
CN2008103063789A 2008-12-19 2008-12-19 场内插值方法 Expired - Fee Related CN101437137B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008103063789A CN101437137B (zh) 2008-12-19 2008-12-19 场内插值方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008103063789A CN101437137B (zh) 2008-12-19 2008-12-19 场内插值方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101437137A true CN101437137A (zh) 2009-05-20
CN101437137B CN101437137B (zh) 2010-08-25

Family

ID=40711329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008103063789A Expired - Fee Related CN101437137B (zh) 2008-12-19 2008-12-19 场内插值方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101437137B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102196232A (zh) * 2010-03-09 2011-09-21 富士通微电子(上海)有限公司 隔行视频图像中的缺失行的恢复方法
CN103024331A (zh) * 2012-12-26 2013-04-03 电子科技大学 一种基于边缘检测的视频去隔行方法
CN105118458A (zh) * 2015-09-15 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 驱动装置以及液晶显示器
CN111294545A (zh) * 2019-03-13 2020-06-16 展讯通信（上海）有限公司 图像数据插值方法及装置、存储介质、终端

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100563295C (zh) * 2007-11-01 2009-11-25 四川虹微技术有限公司 一种基于线性插值运算中误差估计的图像放大方法
CN101325719A (zh) * 2008-07-30 2008-12-17 北京中星微电子有限公司 一种图像色度1/4插值方法及其装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102196232A (zh) * 2010-03-09 2011-09-21 富士通微电子(上海)有限公司 隔行视频图像中的缺失行的恢复方法
CN102196232B (zh) * 2010-03-09 2015-01-28 富士通微电子(上海)有限公司 隔行视频图像中的缺失行的恢复方法
CN103024331A (zh) * 2012-12-26 2013-04-03 电子科技大学 一种基于边缘检测的视频去隔行方法
CN103024331B (zh) * 2012-12-26 2015-04-15 电子科技大学 一种基于边缘检测的视频去隔行方法
CN105118458A (zh) * 2015-09-15 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 驱动装置以及液晶显示器
WO2017045255A1 (zh) * 2015-09-15 2017-03-23 深圳市华星光电技术有限公司 驱动装置以及液晶显示器
US9886919B2 (en) 2015-09-15 2018-02-06 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd Driving device and liquid crystal display
CN111294545A (zh) * 2019-03-13 2020-06-16 展讯通信（上海）有限公司 图像数据插值方法及装置、存储介质、终端
CN111294545B (zh) * 2019-03-13 2021-03-23 展讯通信（上海）有限公司 图像数据插值方法及装置、存储介质、终端

Also Published As

Publication number Publication date
CN101437137B (zh) 2010-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6459455B1 (en) Motion adaptive deinterlacing
KR101536794B1 (ko) 후광현상이 줄어든 영상보간 장치 및 방법
US6331874B1 (en) Motion compensated de-interlacing
CN102025960B (zh) 一种基于自适应插值的运动补偿去隔行方法
KR20040062297A (ko) 적응형 윤곽 상관 보간에 의한 디스플레이 장치의 순차주사 방법
JP2003179883A (ja) 待ち時間の短い飛び越しビデオフォーマットからプログレッシブビデオフォーマットへ変換する方法
CN101647292B (zh) 色度视频信号的运动自适应上采样
US7787048B1 (en) Motion-adaptive video de-interlacer
WO2006072059A2 (en) Spatio-temporal adaptive video de-interlacing
Jeon et al. Specification of the geometric regularity model for fuzzy if-then rule-based deinterlacing
CN101437137B (zh) 场内插值方法
JP3842756B2 (ja) インターレース−プログレッシブ変換用のエッジ適応補間のための方法及びシステム
CN102215368A (zh) 基于视觉特性的运动自适应去隔行方法
CN101366273A (zh) 用于交错式视频的逐行扫描的方法和设备
US7548663B2 (en) Intra-field interpolation method and apparatus
CN101699856B (zh) 一种运动自适应的去交织方法
CN101442648B (zh) 场内插值方法
CN102364933A (zh) 一种基于运动分类的自适应去隔行方法
Chen et al. True motion-compensated de-interlacing algorithm
CN102497524B (zh) 边缘自适应去隔行的插值方法
EP1488636A2 (en) Upconversion with noise constrained diagonal enhancement
CN201222771Y (zh) 一种高速边缘自适应的去隔行插值装置
Jeon et al. Fuzzy weighted approach to improve visual quality of edge-based filtering
Tai et al. A motion and edge adaptive deinterlacing algorithm
Lee et al. A motion-adaptive deinterlacer via hybrid motion detection and edge-pattern recognition

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100825

Termination date: 20161219