CN101630488A - 用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法和装置，其中，方法包括以下步骤：将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；对平滑像素进行改进的时空FRC抖动处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理。本发明克服了现有技术中对于不同的视频内容，若采用单一的图像内容抖动方法对其进行处理，会造成处理后的视频内容产生严重缺陷的问题。

Description

用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体而言，涉及一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法和装置。

背景技术

视频图像抖动处理主要应用于数字显示系统中，如平板电视、PC显示器、笔记本电脑，以及其它各种大中小型终端显示器件。具有高色深的图像，经图像抖动处理后，传送至低色深的显示器件(如液晶面板)，可以使低色深显示器件同样显示出高色深的图像，而不产生等高线、闪烁和噪点等视觉缺陷。

在现有技术中，视频图像抖动方法按时空关系分为两类。一类是空间抖动方法，俗称dither(抖动)，图1示出了根据相关技术的空间dither抖动处理示意图，如图1所示，以2*2四个像素的空间灰度组合，表现出需要的灰度等级；另一类是时间抖动方法，俗称FRC(frame rate control，帧速率控制)，图2示出了相关技术的时间FRC抖动方法示意图，如图2所示，为FRC的时间抖动(针对单一像素)，以四帧(frame)为一周期，如1/4的灰度等级，可以通过4帧中只有1帧的灰度高表现出来。时空联合FRC抖动处理是将空间Dither抖动处理和时间FRC抖动处理相结合，即时空联合抖动处理，图3示出了根据相关技术的时空联合FRC抖动处理示意图。

发明人发现现有技术中对于不同的视频内容，若采用单一的图像内容抖动方法对其进行处理，会造成处理后的视频内容产生严重缺陷，例如，采用单纯空间抖动dither，对渐变图像进行处理，会产生线条等缺陷；而采用时间FRC虽然对渐变图像具有很好的适应能力，但对各类棋盘型图像，会产生严重的闪烁、噪点等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法和装置，能够解决现有技术中对于不同的视频内容采用单一的图像抖动方法对图像进行抖动处理时，造成处理后的视频内容产生严重缺陷的问题。

在本发明的一个实施例中，提供了一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法，包括以下步骤：

将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；

对平滑像素进行时空FRC抖动处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理。

在本发明的实施例中，还提供了一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动装置，包括：

判别模块，用于将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；以及

抖动处理模块，用于对平滑像素进行时空FRC抖动处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理。

在上述实施例中，通过将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素，进而自适应地对平滑像素进行时空FRC处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理，克服了现有技术中对于不同的视频内容采用单一的图像抖动方法对图像进行抖动处理时，造成处理后的视频内容产生严重缺陷的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据相关技术的空间dither抖动处理示意图；

图2示出了相关技术的时间FRC抖动方法示意图；

图3示出了根据相关技术的时空联合FRC抖动处理示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的自适应视频图像抖动方法流程图；

图5示出了根据本发明的一个优选实施例的自适应视频图像抖动方法的流程图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的自适应视频图像抖动装置示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图4示出了根据本发明的一个实施例的自适应视频图像抖动方法流程图，包括以下步骤：

S102，将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；

S104，对平滑像素进行时空FRC抖动处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理。

在本实施例中，通过将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素，进而自适应地对平滑像素进行时空FRC处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理，克服了现有技术中对于不同的视频内容，若采用单纯空间抖动dither，对渐变图像进行处理，会造成处理后的视频内容产生条纹等严重缺陷的问题；同时，克服了现有技术中对于不同的视频内容采用单一的图像抖动方法对图像进行抖动处理时，例如采用单一的时空FRC对图像内容进行处理，会造成视频图像中的棋盘型视频内容产生严重的闪烁、噪点等问题。

在本实施例中，时空FRC抖动指空间Dither抖动和时间FRC抖动的组合，即时空联合抖动，。

此外，采用本实施例的自适应视频图像抖动方法，算法简单，无需进行缓存，降低了硬件成本。

优选地，在上述自适应视频图像抖动方法中，将所述视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素包括获得视频图像的像素的一阶差分；

一阶差分d₁(n)计算公式为：

d₁(n)＝S(n)-S(n-1)，其中，S(n)为第n个像素的幅值。

根据一阶差分获得像素的二阶差分；

二阶差分d₂(n)计算公式为：

d₂(n)＝d₁(n)-d₁(n-1)，

根据二阶差分d₂(n)与设定门限值order2_threshold的关系，以及一阶差分d₁(n)间的相互关系将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素。

优选地，在上述自适应视频图像抖动方法中，当像素的二阶差分小于设定门限值，即d₂(n)＜order2_threshold，则视频图像的像素左光滑；并且像素的一阶差分与其相邻像素的一阶差分同号时，即计算视频像素的一阶差分与其相邻像素的一阶差分的同或逻辑运算值mono(n)，mono(n)计算公式为：

mono(n)＝EX_OR{sign[d₁(n)]，sign[d₁(n-1)]}，其中EX_OR为同或逻辑运算函数，sign[]为符号函数。

若mono(n)＝1，则表示像素的一阶差分与其相邻像素的一阶差分同号，该像素左单调。

若像素左光滑且左单调，则该视频图像的像素为平滑像素。采用该判别方法，就可以通过对视频图像的像素的一阶差分与二阶差分的评判，自适应的将平滑像素从视频图像的像素中区分出来。

优选地，在上述自适应视频图像抖动方法中，当像素的二阶差分大于设定门限值，或一阶差分与其相邻像素的一阶差分值异号时，像素为非平滑像素。采用该判别方法，就可以快捷、自适应的将非平滑像素从视频图像的像素中区分出来。

优选地，在上述自适应视频图像抖动方法中，设定门限值为0～256之间的整数。

优选地，在上述自适应视频图像抖动方法中，将平滑像素进行时空FRC抖动处理包括当平滑像素与其两侧相邻的像素之一幅度相等时，对平滑像素实施普通的时空FRC抖动处理；当平滑像素与其两侧相邻的像素的幅度均不相等时，每隔一行对平滑像素实施时空FRC抖动处理的相位做一次偏移处理。该偏移处理既可以在偶数行进行，也可以在奇数行进行。

优选地，在上述自适应视频图像抖动方法中，相位的偏移处理具体为使发生相位偏移行的像素的相位与未偏移行的像素的相位顺序相反。

例如，FRC常用的相位关系是

0	2
		3	1

如果要求在奇数行进行相位偏移，为了保证奇偶行像素的相位顺序相反，则FRC的相位关系变成

0	2
		2	0

即在该奇数行实施了左偏移。

相应的，如果要求在偶数行进行相位偏移，则FRC的相位关系变成

1	3
		3	1

即在该偶数行实施了右偏移，以保证奇偶行像素的相位顺序相反。

图5示出了根据本发明的一个优选实施例的自适应视频图像抖动方法的流程图，具体包括：

S301，对视频图像的像素计算一阶差分d₁(n)，并根据一阶差分计算二阶差分d₂(n)，判断二阶差分d₂(n)是否小于设定门限值order2_threshold，并判断像素的一阶差分是否与其相邻像素的一阶差分同号，若d₂(n)＜order2_threshold，则视频图像的像素左光滑；并且像素的一阶差分与其相邻像素的一阶差分同号时，像素具有平滑性；

S302，判断像素是否是平滑像素，判断的条件为像素是否具有平滑性。若视频像素不是平滑像素，即视频像素为非平滑像素，则转入步骤S303，若视频像素为平滑像素则转入步骤S304；

S303，对非平滑像素，对其进行空间dither抖动处理；

S304，对平滑像素判断其是否满足与相邻两侧的像素之一的幅值是否相等的判别条件，若不满足，转入步骤S305，若满足，则转入步骤S306；

S305，当平滑像素与其两侧相邻的像素的幅度均不相等时，对该像素采用改进的FRC抖动，即每隔一行，对该像素FRC抖动的相位做一次偏移处理；

S306，当平滑像素与其两侧相邻的像素之一的幅度相等时，对该像素采用普通的FRC抖动；

S307，将抖动处理后的视频图像输出。

图6示出了根据本发明的一个实施例的自适应视频图像抖动装置示意图，包括：

判别模块10，用于将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；以及

抖动处理模块20，用于对平滑像素进行时空FRC抖动处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理。

在本实施例中，通过采用判别模块10，将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素，进而自适应地对平滑像素进行时空FRC处理，对非平滑像素进行空间dither抖动处理，克服了现有技术中对于不同的视频内容，若采用单纯空间抖动dither，对渐变图像进行处理，会造成处理后的视频内容产生条纹等严重缺陷的问题；同时，克服了现有技术中对于不同的视频内容，若采用单一的时空FRC对图像内容进行处理，会造成棋盘型视频内容产生严重的闪烁、噪点等问题。

优选地，在上述自适应视频图像抖动装置中，判别模块包括第一计算单元，用于获得视频图像的像素的一阶差分；第二计算单元，用于根据一阶差分获得像素的二阶差分；判别单元，用于根据二阶差分与设定门限值的关系，以及一阶差分间的相互关系将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素。根据第一计算单元与第二计算单元的计算结果在判别单元进行判断，当二阶差分小于设定门限值且相邻一阶差分同号时，视频图像的像素为平滑像素，当二阶差分大于设定门限值或相邻一阶差分异号时，视频图像的像素为非平滑像素。从而可以实现自适应的将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素。

优选地，在上述自适应视频图像抖动装置中，抖动处理模块包括：FRC处理单元，用于对平滑像素进行时空FRC抖动处理；Dither处理单元，用于对非平滑像素进行空间dither抖动处理。对不同类型的像素采用不同的抖动处理，从而避免出现采用单一的处理方法会造成视频图像产生缺陷的问题。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，包括以下步骤：

将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；以及

对所述平滑像素进行时空FRC抖动处理，对所述非平滑像素进行空间dither抖动处理。

2.根据权利要求1所述的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，将所述视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素具体包括：

获得所述视频图像的像素的一阶差分；

根据所述一阶差分获得所述像素的二阶差分；

根据所述二阶差分与设定门限值的关系，以及所述一阶差分间的相互关系将所述视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素。

3.根据权利要求2所述的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，当所述像素的二阶差分小于所述设定门限值，并且所述像素的一阶差分与其相邻像素的一阶差分同号时，所述像素为平滑像素。

4.根据权利要求2所述的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，当所述像素的二阶差分大于所述设定门限值，或所述一阶差分与其相邻像素的一阶差分值异号时，所述像素为非平滑像素。

5.根据权利要求2所述的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，所述设定门限值为0～256之间的整数。

6.根据权利要求1所述的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，将所述平滑像素进行时空FRC抖动处理具体包括：

当所述平滑像素与其两侧相邻的像素之一幅度相等时，对所述平滑像素实施普通的时空FRC抖动处理；

当所述平滑像素与其两侧相邻的像素的幅度均不相等时，每隔一行对所述平滑像素实施所述时空FRC抖动处理的相位做一次偏移处理。

7.根据权利要求6所述的自适应视频图像抖动方法，其特征在于，所述相位的偏移处理具体为：

使发生相位偏移行的所述平滑像素的相位与未偏移行的所述平滑像素的相位顺序相反。

8.一种用于数字显示系统的自适应视频图像抖动装置，其特征在于，包括：

判别模块，用于将视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素；以及

抖动处理模块，用于对所述平滑像素进行时空FRC抖动处理，对所述非平滑像素进行空间dither抖动处理。

9.根据权利要求8所述的自适应视频图像抖动装置，其特征在于，判别模块具体包括：

第一计算单元，用于获得所述视频图像的像素的一阶差分；

第二计算单元，用于根据所述一阶差分获得所述像素的二阶差分；

判别单元，用于根据所述二阶差分与设定门限值的关系，以及所述一阶差分间的相互关系将所述视频图像的像素分为平滑像素与非平滑像素。

10.根据权利要求8所述的自适应视频图像抖动装置，其特征在于，抖动处理模块包括：

FRC处理单元，用于对所述平滑像素进行时空FRC抖动处理；

Dither处理单元，用于对所述非平滑像素进行空间dither抖动处理。

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