CN101998098B

CN101998098B - 影像处理装置与解交错方法

Info

Publication number: CN101998098B
Application number: CN2009100562262A
Authority: CN
Inventors: 雷蒙·翁; 陈永纬
Original assignee: Huiguo (Shanghai) Software Technology Co Ltd; Silicon Motion Inc
Current assignee: Huiguo (Shanghai) Software Technology Co Ltd; Silicon Motion Inc
Priority date: 2009-08-11
Filing date: 2009-08-11
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: CN101998098A

Abstract

本发明揭露一种影像处理装置与解交错方法。解交错方法包括：读取一存储器以取得该存储器所储存的一场影像的一第一、一第二列上一第一、一第二、一第三、一第四以及一第五行的十个像素数据；以及根据上述十个像素数据产生一插补像素数据，用以插补至上述第一与第二列之间上述第三行的位置，以组合一帧影像。

Description

影像处理装置与解交错方法

技术领域

本发明有关一种影像处理技术中的解交错(deinterlacing)方法，用以将场(field)影像插补为帧(frame)影像。

背景技术

为了节省影像系统的数据传送量，交错(interlace)式视讯为一种常见技术。交错式视讯将一个影像分为两个场(fields)：一个由该影像的偶数列(even lines)像素数据组成；另一个由该影像的奇数列(odd lines)像素数据组成。两个场在不同时间点传送，可大幅降低系统需要的数据传送量。

然而，必非所有影像显示设备都支持交错式视讯。例如，市面上的液晶屏幕、等离子体电视…等通常只能播放循序式(progressive)视讯，影像需一帧(frame)一帧地播放。因此，需要发展一种解交错(deinterlacing)方法，将交错式视讯转换为循序式视讯。

发明内容

本发明揭露一种影像处理装置、以及所采用的解交错(deinterlacing)方法。

本发明的影像处理装置包括：一存储器、一数据总线、一线缓冲器、以及一解交错单元。该存储器暂存一场(field)影像。上述数据总线以及线缓冲器耦接该存储器，用以传递与暂存该场影像中一第一、一第二列上一第一、一第二、一第三、一第四以及一第五行的十个像素数据。该解交错单元耦接该线缓冲器，根据上述十个像素数据产生一插补像素数据。该插补像素数据将被插补至上述第一与第二列之间上述第三行的位置，以组合一帧(frame)影像。

另外，本发明揭露一解交错方法，其中包括：读取一存储器以取得该存储器所储存的一场影像的一第一、一第二列上一第一、一第二、一第三、一第四以及一第五行的十个像素数据；以及根据上述十个像素数据产生一插补像素数据，用以插补至上述第一与第二列之间上述第三行的位置，以组合一帧影像。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例作详细说明，其中：

图1图解本发明影像处理装置的一种实施方式；

图2图解一场影像中一第一、一第二列上一第一、一第二、一第三、一第四以及一第五行的像素排列；

图3以流程图图解本发明产生插补像素数据的一种实施方式；

图4举例说明本发明的功效；

图5标示本发明产生插补像素数据时可还考虑的多个像素数据差距；

图6以流程图图解本发明产生插补像素数据的另一种方法；以及

图7标示本发明产生插补像素数据时可还考虑的多个像素数据差距。

具体实施方式

图1图解本发明影像处理装置的一种实施方式，其中包括：一存储器102、一数据总线104、至少一线缓冲器(line buffer)106、以及一解交错(deinterlacing)单元108。存储器102内暂存一场(field)影像。数据总线104以及线缓冲器106耦接存储器102，用以传递与暂存该场影像中一第一、一第二列上一第一、一第二、一第三、一第四以及一第五行的十个像素数据；存储器102的读取可采用直接存取存储器技术(DMA)。解交错单元108耦接线缓冲器106，负责根据上述十个像素数据产生一插补像素数据，用以插补至上述第一与第二列之间上述第三行的位置，以组合一帧(feame)影像。

图2图解一场影像中一第一、一第二列上一第一、一第二、一第三、一第四以及一第五行的像素排列。第一列上第一、第二、第三、第四以及第五行像素的像素数据分别标号为V(x-2，y-1)、V(x-1，y-1)、V(x，y-1)、V(x+1，y-1)以及V(x+2，y-1)。第二列上第一、第二、第三、第四以及第五行像素的像素数据分别标号为V(x-2，y+1)、V(x-1，y+1)、V(x，y+1)、V(x+1，y+1)以及V(x+2，y+1)。如图所示，插补像素数据V(x，y)将被插补至该场影像第一、第二列之间的第三行上。

图2亦标示出多个像素数据差距。像素数据V(x-2，y-1)与V(x，y+1)之间存在一第一第一差距d₁₁。像素数据V(x-1，y-1)与V(x+1，y+1)之间存在一第一第二差距d₁₂。像素数据V(x，y-1)与V(x+2，y+1)之间存在一第一第三差距d₁₃。像素数据V(x-1，y-1)与V(x-1，y+1)之间存在一第二第一差距d₂₁。像素数据V(x，y-1)与V(x，y+1)之间存在一第二第二差距d₂₂。像素数据V(x+1，y-1)与V(x+1，y+1)之间存在一第二第三差距d₂₃。像素数据V(x，y-1)与V(x-2，y+1)之间存在一第三第一差距d₃₁。像素数据V(x+1，y-1)与V(x-1，y+1)之间存在一第三第二差距d₃₂。像素数据V(x+2，y-1)与V(x，y+1)之间存在一第三第三差距d₃₃。本发明利用该些像素数据差距决定插补像素数据V(x，y)的产生方案。

图3以流程图图解本发明产生插补像素数据V(x，y)的一种实施方式，所述内容可由图1的解交错单元108实行，亦或以固件或其它方式实现。步骤S302计算上述像素数据差距d₁₁…d₁₃、d₂₁…d₂₃与d₃₁…d₃₃，且计算像素数据差距d₁₁、d₁₂与d₁₃的总合S₁、像素数据差距d₂₁、d₂₂与d₂₃的总合S₂、像素数据差距d₃₁、d₃₂与d₃₃的总合S₃。步骤S304比较上述总合S₁、S₂与S₃。若总合S₁最小，则执行步骤S306，根据像素数据V(x-1，y-1)与V(x+1，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。若总合S₂最小，则执行步骤S308，根据像素数据V(x，y-1)与V(x，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。若总合S₃最小，则执行步骤S310，根据像素数据V(x+1，y-1)与V(x-1，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。步骤S306、S308以及S310可有多种实施方式。步骤S306可令插补像素数据V(x，y)为[V(x-1，y-1)+V(x+1，y+1)]/2。步骤S308可令插补像素数据V(x，y)为[V(x，y-1)+V(x，y+1)]/2。步骤S310可令插补像素数据V(x，y)为[V(x+1，y-1)+V(x-1，y+1)]/2。

本发明的解交错方法大大优于传统解交错方案。图4举例说明之：影像内具有一线条，位于图中第三行上；像素数据V(x-2，y-1)、V(x-1，y-1)、V(x+1，y-1)、V(x+2，y-1)与V(x-2，y+1)、V(x-1，y+1)、V(x+1，y+1)、V(x+2，y+1)皆为零，仅像素数据V(x，y-1)与V(x，y+1)有值。本发明技术可很容易地判断出像素数据差距d₂₁、d₂₂与d₂₃的总合S₂最小，而采取步骤S308，以像素数据V(x，y-1)与V(x，y+1)产生插补像素数据V(x，y)，例如，令插补像素数据V(x，y)为[V(x，y-1)+V(x，y+1)]/2。因此，插补像素数据V(x，y)不为零，解交错后的的帧影像将完整呈现该线条。

为了提升插补像素数据V(x，y)的准确度，本发明另一实施方式还考虑像素数据V(x-1，y-1)与V(x，y+1)之间的一第四第一差距d₄₁、像素数据V(x，y-1)与V(x+1，y+1)之间的一第四第二差距d₄₂、像素数据V(x，y-1)与V(x-1，y+1)之间的一第五第一差距d₅₁、以及像素数据V(x+1，y-1)与V(x，y+1)之间的一第五第二差距d₅₂，图5标示该些差距于一场影像内的相对关系。

图6以流程图图解本发明产生插补像素数据V(x，y)的另一种方法，所述内容可由图1的解交错单元108实行，亦或以固件或其它方式实现。与步骤S302相较，步骤S602还计算出上述像素数据差距d₄₁、d₄₂、d₅₁、d₅₂，且还计算像素数据差距d₄₁与d₄₂的总合S₄、像素数据差距d₅₁与d₅₂的总合S₅。此外，由于总合S₄与S₅的采样方式不同于前述的总合S₁…S₃，步骤S602还对总合S₁…S₅进行权重调整，转换为权重总合D₁…D₅。权重总合D_i＝w_i·S_i，i＝1…5，w_i为权重值。步骤S604比较上述权重总合D₁…D₅。若权重总合D₁最小，则执行步骤S606，根据像素数据V(x-1，y-1)与V(x+1，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。若权重总合D₂最小，则执行步骤S608，根据像素数据V(x，y-1)与V(x，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。若权重总合D₃最小，则执行步骤S610，根据像素数据V(x+1，y-1)与V(x-1，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。若权重总合D₄最小，则执行步骤S612，根据像素数据V(x-1，y-1)、V(x，y-1)、V(x，y+1)与V(x+1，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。若权重总合D₅最小，则执行步骤S614，根据像素数据V(x，y-1)、V(x+1，y-1)、V(x-1，y+1)与V(x，y+1)产生插补像素数据V(x，y)。步骤S606…S614可有多种实施方式。步骤S606可令插补像素数据V(x，y)为[V(x-1，y-1)+V(x+1，y+1)]/2。步骤S608可令插补像素数据V(x，y)为[V(x，y-1)+V(x，y+1)]/2。步骤S610可令插补像素数据V(x，y)为[V(x+1，y-1)+V(x-1，y+1)]/2。步骤S612可令插补像素数据V(x，y)为[V(x-1，y-1)+V(x，y-1)+V(x，y+1)+V(x+1，y+1)]/4。步骤S614可令插补像素数据V(x，y)为[V(x，y-1)+V(x+1，y-1)+V(x-1，y+1)+V(x，y+1)]/4。

图5、图6所述的方法对于垂直的栅栏条纹具有相当良好的解交错效果。解交错所得的帧影像将完整呈现该栅栏条纹。

除了图5所示的像素数据差距外，本发明可还考虑其它像素数据差距以产生该插补像素数据V(x，y)。图7显示其它可考虑的像素数据差距，包括：像素数据V(x-2，y-1)与V(x-1，y+1)之间的一第四第三差距d₄₃、像素数据V(x+1，y-1)与V(x+2，y+1)之间的一第四第四差距d₄₄、像素数据V(x-1，y-1)与V(x-2，y+1)之间的一第五第三差距d₅₃、或像素数据V(x+2，y-1)与V(x+1，y+1)之间的一第五第四差距d₅₄。随着考虑的像素数据差距数量增减，总合S₄与S₅会有所改变，权重总合D₁…D₅的计算也会随之调整。此外，步骤S612、S614的内容也可有所调整。

以上说明书叙述仅列举本发明的某些实施方式，并非用来限定本发明范围。本技术领域者根据本发明与现有技术所衍伸出来的任何变形与改良皆涉及本发明技术范围。申请专利范围并非仅限定于说明书实施例内容，还包括本技术领域者依照其叙述所能想象到的任何变型。

Claims

1.一种影像处理装置，包括：

一存储器，暂存一场影像；

一数据总线以及一线缓冲器，耦接该存储器，用以传递与暂存该场影像中一第一列、一第二列上一第一行、一第二行、一第三行、一第四行以及一第五行的十个像素数据；以及

一解交错单元，耦接该线缓冲器，根据所述十个像素数据产生一插补像素数据，用以插补至所述第一与第二列之间所述第三行的位置，以组合一帧影像，该解交错单元还计算所述第一列第一行与所述第二列第三行像素数据之间的一第一第一差距、所述第一列第二行与所述第二列第四行像素数据之间的一第一第二差距、所述第一列第三行与所述第二列第五行像素数据之间的一第一第三差距、所述第一列第二行与第二列第二行像素数据之间的一第二第一差距、所述第一列第三行与第二列第三行像素数据之间的一第二第二差距、所述第一列第四行与第二列第四行像素数据之间的一第二第三差距、所述第一列第三行与第二列第一行像素数据之间的一第三第一差距、所述第一列第四行与第二列第二行像素数据之间的一第三第二差距、以及所述第一列第五行与第二列第三行像素数据之间的一第三第三差距。

2.根据权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，该解交错单元加总所述第一第一、第一第二以及第一第三差距以得一第一总合，加总所述第二第一、第二第二以及第二第三差距以得一第二总合，且加总所述第三第一、第三第二以及第三第三差距以得一第三总合。

3.根据权利要求2所述的影像处理装置，其特征在于，该解交错单元比较所述第一、第二以及第三总合，且于该第一总合最小时根据所述第一列第二行与第二列第四行像素数据产生所述插补像素数据，且于该第二总合最小时根据所述第一列第三行与第二列第三行像素数据产生所述插补像素数据，且于该第三总合最小时根据所述第一列第四行与第二列第二行像素数据产生所述插补像素数据。

4.根据权利要求2所述的影像处理装置，其特征在于，该解交错单元还计算所述第一列第二行与第二列第三行像素数据之间的一第四第一差距、所述第一列第三行与第二列第四行像素数据之间的一第四第二差距、所述第一列第三行与第二列第二行之间的一第五第一差距、以及所述第一列第四行与第二列第三行之间的一第五第二差距。

5.根据权利要求4所述的影像处理装置，其特征在于，该解交错单元还加总至少所述第四第一、第四第二差距以得一第四总合，且加总至少所述第五第一、第五第二差距以得一第五总合。

6.根据权利要求5所述的影像处理装置，其特征在于，该解交错单元还对所述第一、第二、第三、第四以及第五总合进行权重调整，将其分别调整为一第一权重总合、一第二权重总合、一第三权重总合、一第四权重总合以及一第五权重总合。

7.根据权利要求6所述的影像处理装置，其特征在于，该解交错单元比较所述第一、第二、第三、第四以及第五权重总合，且于该第一权重总合最小时根据所述第一列第二行与第二列第四行像素数据产生所述插补像素数据，且于该第二权重总合最小时根据所述第一列第三行与第二列第三行像素数据产生所述插补像素数据，且于该第三权重总合最小时根据所述第一列第四行与第二列第二行像素数据产生所述插补像素数据，且于该第四权重总合最小时根据至少所述第一列第二行、第一列第三行、第二列第三行与第二列第四行像素数据产生所述插补像素数据，且于该第五权重总合最小时根据至少所述第一列第三行、第一列第四行、第二列第二行与第二列第三行像素数据产生所述插补像素数据。

8.一种解交错方法，包括：

读取一存储器，以取得该存储器所储存的一场影像的一第一列、一第二列上一第一行、一第二行、一第三行、一第四行以及一第五行的十个像素数据；以及

根据所述十个像素数据产生一插补像素数据，用以插补至所述第一与第二列之间所述第三行的位置，以组合一帧影像，

所述产生插补像素数据的步骤包括：

计算所述第一列第一行与所述第二列第三行像素数据之间的一第一第一差距；

计算所述第一列第二行与所述第二列第四行像素数据之间的一第一第二差距；

计算所述第一列第三行与所述第二列第五行像素数据之间的一第一第三差距；

计算所述第一列第二行与第二列第二行像素数据之间的一第二第一差距；

计算所述第一列第三行与第二列第三行像素数据之间的一第二第二差距；

计算所述第一列第四行与第二列第四行像素数据之间的一第二第三差距；

计算所述第一列第三行与第二列第一行像素数据之间的一第三第一差距；

计算所述第一列第四行与第二列第二行像素数据之间的一第三第二差距；并且

计算所述第一列第五行与第二列第三行像素数据之间的一第三第三差距。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述产生插补像素数据的步骤还包括：

加总所述第一第一、第一第二以及第一第三差距以得一第一总合；

加总所述第二第一、第二第二以及第二第三差距以得一第二总合；并且

加总所述第三第一、第三第二以及第三第三差距以得一第三总合。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述产生插补像素数据的步骤还包括：

比较所述第一、第二以及第三总合；

于该第一总合最小时根据所述第一列第二行与第二列第四行像素数据产生所述插补像素数据；

于该第二总合最小时根据所述第一列第三行与第二列第三行像素数据产生所述插补像素数据；并且

于该第三总合最小时根据所述第一列第四行与第二列第二行像素数据产生所述插补像素数据。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述产生插补像素数据的步骤还包括：

计算所述第一列第二行与第二列第三行像素数据之间的一第四第一差距；

计算所述第一列第三行与第二列第四行像素数据之间的一第四第二差距；

计算所述第一列第三行与第二列第二行之间的一第五第一差距；以及

计算所述第一列第四行与第二列第三行之间的一第五第二差距。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述产生插补像素数据的步骤还包括：

加总至少所述第四第一、第四第二差距以得一第四总合；以及

加总至少所述第五第一、第五第二差距以得一第五总合。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述产生插补像素数据的步骤还包括：

对所述第一、第二、第三、第四以及第五总合进行权重调整，将其分别调整为一第一权重总合、一第二权重总合、一第三权重总合、一第四权重总合以及一第五权重总合。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述产生插补像素数据的步骤还包括：

比较所述第一、第二、第三、第四以及第五权重总合；

于该第一权重总合最小时根据所述第一列第二行与第二列第四行像素数据产生所述插补像素数据；

于该第二权重总合最小时根据所述第一列第三行与第二列第三行像素数据产生所述插补像素数据；

于该第三权重总合最小时根据所述第一列第四行与第二列第二行像素数据产生所述插补像素数据；

于该第四权重总合最小时根据至少所述第一列第二行、第一列第三行、第二列第三行与第二列第四行像素数据产生所述插补像素数据；并且

于该第五权重总合最小时根据至少所述第一列第三行、第一列第四行、第二列第二行与第二列第三行像素数据产生所述插补像素数据。