CN1941886A - 自适应垂直/时态滤波的解交错方法 - Google Patents

自适应垂直/时态滤波的解交错方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自适应垂直/时态滤波(verticaltemporal filtering)的解交错(de－interlacing)方法，该方法使用一两场(two－field)垂直/时态滤波器以插补一交错视讯讯号的一缺失画素而取得一解交错结果时，可同时根据由该缺失画素的垂直相邻画素所界定的边缘特性，对该解交错结果做一自适应补偿。再者，本发明的方法能去除习知技术所无法完成解决的噪声(noise)及闪烁假影(scintillation artifacts)等问题，而使影像解交错效能大为提高。

Description

自适应垂直/时态滤波的解交错方法
技术领域
本发明是有关于一种自适应垂直/时态滤波(vertical temporalfiltering)的解交错(de-interlacing)方法，特别涉及一种具有边缘自适应补偿及降低噪声能力的两场(two-field)解交错方法。
背景技术
在此数字视讯时代，从模拟视讯逐渐转换到数字视讯的过程中，所有视讯接收者所关注的焦点为如何增进影像质量。此时，旧时的交错视讯标准不再符合许多观众要求的质量水平，因此需要有一种解交错方法以增进交错视讯在数据显示器上所呈现的影像质量。虽然将一种视讯格式转换成另一种视讯格式相当简单，但是使屏幕上的影像观看起来保持良好的影像质量则并不容易。若能利用正确的解交错技术，则所产生的影像不但可具有良好的影像质量，且可避免恼人的假影问题。
无论数字电视传输标准的分辨率，与目前最新技术水准的视讯工具(video gear)的市场接受度日益增加，目前仍有大量的视讯数据是以旧时的交错格式来记录、播送、以及撷取。在交错视讯讯号的格式中，其每一扫瞄场仅包含一完整影像的一半扫瞄线。因此，在电视屏幕的每次扫瞄期间，该完整影像的扫瞄线为隔行传送。换言之，扫瞄线是以交替形式传送，奇数扫瞄线会被首先传送以组成一视讯场(field)，然后再传送偶数扫瞄线以组成另一视讯场，然后两场会交错在一起，而构成一完整视讯帧(frame)。在美国国家电视标准委员会(NTSC)的电视格式中，每一场会以1/60分之一秒来传送。因此，每1/30分之一秒即会传送一完整视讯帧(一奇数场及一偶数场)。
为了使交错视讯讯号显示于数字电视或计算机屏幕上，交错视讯讯号必须为解交错(de-interlaced)。解交错包含填满每个场中的遗失的偶数或奇数条扫瞄线，使得每个场变为完整视讯帧(frame)。
两种最基本的线性转换技术称为单场插值格式(Bob)及场合并格式(Weave)。场合并格式为此两种方法中的较为简单。其为实施纯时态内插(temporal interpolation)的线性滤波器。换句话说，两个输入场会重迭或交织在一起，而产生一渐进视讯式帧；基本上为时态全通。虽然此技术不会损害静态影像的质量，但是在移动物的边缘会出现显著的锯齿状物(称为羽毛)，在播送或专业的电视环境中，其为不可接受的假影。
单场插值格式或空间场内插为电视工业用于解交错中所使用的最基本线性滤波器。在此方法中，同一场输入影像的扫瞄线会被隔行舍弃，而使影像尺寸例如从720×486降低至720×243。然后，经由将相邻扫瞄线的平均值内插填补至该720×243影像，而使影像尺寸回到720×486。此种处理的优点是不会出现运动假影且计算需求最小。缺点是在影像作内插之前，输入影像的垂直分辨率会减半，因此在渐进式影像中的精细复杂部份将无法完整呈现。
上述的线性内插器在解交错一不含运动物体的影像时，会运作的相当好，但是电视影像需呈现运动物体，所以需要较为复杂的解交错方法。场合并格式的方法对于无运动的影像会运作的很好，而若有高速运动，则场内插方法为明智的选择。非线性技术(如运动自适应解交错)试图在适用于低运动量与高运动量的解交错方法之间进行最佳化切换。在运动自适应解交错中，场与场之间的运动会被量化，并且用来决定是否使用场合并格式方法(若侦测出无场间运动)，或单场插值格式方法(若侦测出显著的运动)，亦即，用以在两种方法之间取得妥协。然而，一般而言，影像会包含移动物体及静止物体。当藉由运动自适应解交错方法，将朝向静止物体移动的移动物体的视讯讯号进行解交错时，因为场合并格式方法所导致的羽毛效应会更明显且不可忍受，所以经常宁可使用单场插值格式方法，但此方法将不利于呈现静止物体的精细复杂部份，特别是在移动物体所接近的静止物体的边缘的一部分或全部，会被影响而形成不连续线。
为了改善包含静止及移动物体的视讯讯号的运动自适应解交错质量，会采用一种结合线性空间及线性时态方法的垂直/时态(vertical temporal，简称VT)滤波器，其可在不产生羽毛效应之下，保留静止物体的边缘，同时减少因使用单场插值格式而损伤的边缘的受损程度。
请参照图1，其为一传统的三场垂直/时态滤波器。在图1中，垂直轴用以表示垂直位置，而场数是显示于水平轴上，黑点P2、P3、...、P8表示其为原始样本，而空心圆P1则表示其为须经插补原始样本而得的内插样本。如图1所示，由空心圆P1所代表的缺失画素是从插补四个空间邻近画素P5、P6、P7、P8以及三个时态邻近画素P2、P3、P5获得，亦即，
P 1 = { [ P 2 × ( - 5 ) + P 3 × 10 + P 4 × ( - 5 ) ] + [ P 6 × 8 + P 7 × 8 + P 5 × 1 + P 8 × 1 ] } × 1 18
其是藉由实际地以高通滤波器将场数为n-1的时态邻近场滤波，以及以低通滤波器将场数为n的当前场滤波而获得。然而，习知技术的垂直/时态滤波器将会产生回波(echo)，因而在移动物体的轮廓形成不需要的虚假轮廓(false profile)，因此需要有一较佳垂直/时态滤波器以去除此回波。此外，若垂直/时态滤波可依据静止物体的边缘而调整，则该静止物体的边缘可以被保护的更完整。
因此，需要一稳定强健(robust)及计算效率高的具有边缘自适应补偿能力的垂直/时态滤波器，以将具有移动及静止物体的交错视讯讯号进行解交错。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种自适应垂直/时态滤波的解交错方法，该方法使用一两场(two-field)垂直/时态滤波器以插补一交错视讯讯号的一缺失画素而取得一解交错结果时，可同时根据由该缺失画素的垂直邻近画素所界定的边缘特性，对该解交错结果做一自适应补偿。再者，本发明的方法能去除习知技术所无法完成解决的噪声(noise)及闪烁假影(scintillationartifacts)等问题，而使影像解交错效能大为提高
为了达成以上的目的，本发明提出一种自适应垂直/时态滤波的解交错方法，该方法包括下列步骤：
对一交错视讯讯号执行一垂直/时态滤波处理程序，而得到一滤波视讯讯号；
对该滤波视讯讯号执行一边缘自适应补偿处理程序，而得到一边缘补偿视讯讯号；以及
对该边缘补偿视讯讯号执行一降低噪声处理程序。
在本发明的一较佳实施例中，该垂直/时态滤波处理程序更包括下列步骤：使用一垂直/时态滤波器，将该交错视讯讯号的当前场中的一缺失画素作内插，藉此得到一内插画素，而其中该垂直/时态滤波器可为包含一使用二分支(two-tap)设计的空间低通滤波器的两场垂直/时态滤波器。
在本发明的一较佳实施例中，该边缘自适应补偿处理程序更包括下列步骤：
根据复数个垂直邻近画素以判断该内插画素是否可分类为属于第一边缘；
根据复数个垂直邻近画素以判断该内插画素是否可分类为属于第二边缘；
根据复数个垂直邻近画素以判断该内插画素是否可分类为属于中间部分；
判断分类为第一边缘的该内插画素是否为一强边缘(strong edge)；
判断分类为第一边缘的该内插画素是否为一弱边缘(weak edge)；
判断分类为第二边缘的该内插画素是否为一强边缘；
判断分类为第二边缘的该内插画素是否为一弱边缘；
对分类为第一边缘及强边缘的该内插画素执行一第一强补偿程序；
对分类为第二边缘及强边缘的此内插画素执行一第二强补偿程序；
对分类为第一边缘及弱边缘的此内插画素执行第一弱补偿程序；
对分类为第二边缘及弱边缘的此内插画素执行一第二弱补偿程序；以及
对分类为中间部分的此内插画素执行一保守补偿程序。
在本发明的一较佳实施例中，该降低噪声处理程序更包括下列步骤：
根据该该内插画素与其邻近画素的比较以判断该内插画素是否为一剧变(abrupt)；以及
当该内插画素为剧变时，以对当前场上的此内插画素的邻近画素所执行的单场插值格式(Bob)运算之值取代该内插画素。
为了清楚起见，当前场中的画素是使用二维坐标系统(亦即，X轴是用来当作水平坐标，而Y轴是用来当作垂直坐标)来辨识，使得经垂直/时态滤波器处理后的当前场的(x，y)位置处的一画素之值表示为Outputvt(x，y)，而(x，y)位置处的该画素的原始输入值表示为Input(x，y)，而BOB(x，y)是表示当前场的(x，y)位置上所使用的单场插值格式(Bob)运算之值。在本发明的一较佳实施例中，该第一强补偿程序更包括下列步骤：
当Input(x，y)符合Outputvt(x，y)＞Input(x，y-1)&& Outputvt(x，y)＞Input(x，y+1)的条件时，将(x，y)位置处的一内插画素分类为第一边缘；
当Input(x，y)符合Input(x，y)＞Input(x，y-1)＞Input(x，y-2)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)＞Input(x，y+2)的条件时，将分类为第一边缘的该内插画素分类为强边缘；
将(x，y)位置处的画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较；
当该原始输入值与该对应画素的绝对值差(absolute difference)小于表示为SFDT的第一临界值时，以该原始输入值(亦即，Input(x，y))取代此内插画素；以及
当该原始输入值与该对应画素的绝对值差不小于表示为SFDT的第一临界值时，以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较大值取代此内插画素。
较佳者，该第二强补偿程序更包括下列步骤：
当Input(x，y)符合Outputvt(x，y)＜Input(x，y-1)&& Outputvt(x，y)＜Input(x，y+1)的条件时，将(x，y)位置处的一内插画素分类为第二边缘；
当Input(x，y)符合Input(x，y)＜Input(x，y-1)＜Input(x，y-2)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)＜Input(x，y+2)的条件时，将分类为第二边缘的该内插画素分类为强边缘；
将(x，y)位置处的画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较；
当该原始输入值与该对应画素的绝对值差小于表示为SFDT的第一临界值时，以其原始输入值(亦即，Input(x，y))取代此内插画素；以及
当该原始输入值与该对应画素的绝对值差不小于表示为SFDT的第一临界值时，以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较小值取代此内插画素。
较佳者，该第一弱补偿程序更包括下列步骤：
当不符合Input(x，y)＞Input(x，y-1)＞Input(x，y-2)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)＞Input(x，y+2)的条件时，将分类为第一边缘的该内插画素分类为弱边缘；
判断一第一条件是否符合，其中该第一条件如下：Input(x，y)＞Input(x，y-1)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)&&Input(x，y-1)+LET＞Input(x，y-2)&&Input(x，y+1)+LET＞Input(x，y+2)，LET为表示第二临界值之值；
当不符合该第一条件时，判断Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差是否大于表示为DBT的第三临界值；
当不符合该第一条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差不大于DBT，则以1/2 Input(x，y-1)与1/2 Input(x，y+1)之和的值取代该内插画素；
当不符合该第一条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差大于DBT，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较大值取代该内插画素；
当符合该第一条件时，将(x，y)位置处的画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较，并且同时与二个水平邻近画素进行比较；
当符合该第一条件时，若该原始输入数据与该对应画素的绝对值差不小于表示为LFDT的第四临界值，并且原始输入值与该二个水平邻近画素中的任一个的绝对值差不小于表示为LADT的第五临界值，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较大值取代该内插画素；以及
当符合该第一条件时，若该原始输入值与该对应画素的绝对值差小于LFDT，并且Input(x，y)与该二个水平邻近画素中的任一个的绝对值差小于LADT，则以该原始输入该(亦即，Input(x，y))取代此内插画素。
较佳者，该第二弱补偿程序更包括下列步骤：
当不符合Input(x，y)＜Input(x，y-1)＜Input(x，y-2)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)＜Input(x，y+2)的条件时，将分类为第一边缘的该内插画素分类为弱边缘；
判断一第二条件是否符合，其中该第二条件如下：Input(x，y)＜Input(x，y-1)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)&&Input(x，y-1)＜LET+Input(x，y-2)&&Input(x，y+1)＜LET+Input(x，y+2)，LET为表示第二临界值之值；
当不符合该第二条件时，判断Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差是否大于表示为DBT的第三临界值；
当不符合该第二条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差不大于DBT，则以1/2 Input(x，y-1)与1/2 Input(x，y+1)之和的值取代该内插画素；
当不符合该第二条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差大于DBT，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较小值取代该内插画素；
当符合该第二条件时，将(x，y)位置处的画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较，并且同时与二个水平相邻画素进行比较；
当符合该第二条件时，若该原始输入值与该对应画素的绝对值差不小于表示为LFDT的第四临界值，并且该原始输入值与该二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差不小于表示为LADT的第五临界值，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较小值取代该内插画素；以及
当符合该第二条件时，若该原始输入值与该对应画素的绝对值差小于LFDT，并且Input(x，y)与该二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差小于LADT，，则以该原始输入值(亦即，Input(x，y))取代该内插画素。
较佳者，该保守补偿程序更包括下列步骤：
当不符合Input(x，y)＞Input(x，y-1)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)及Input(x，y)＜Input(x，y-1)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)的条件时，将该内插画素分类为中间部分；
判断一第三条件是否符合，其中该第三条件如下：abs(Input(x，y-2)-Input(x，y+2))＞ECT&&abs(Input(x，y-2)-Input(x，y-1))＜MVT&&abs(Input(x，y+1)-Input(x，y+2))＜MVT，ECT为表示第六临界值之值，MVT为表示第七临界值之值；
当符合该第三条件时，将(x，y)位置处的画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较；
当符合该第三条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差小于表示为MFDT的第十临界值，则以该内插画素之值的一半与当前场的对应原始输入画素之值的一半之和取代该内插画素；
当符合该第三条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差不小于表示为MFDT的第十临界值，则保持该内插画素；
当不符合该第三条件时，计算BOB(x，y)与Input(x，y)之间的绝对值差，并将该绝对值差设定为一参数，该参数称为BobWeaveDiffer；
将BobWeaveDiffer与表示为MT1的第八临界值进行比较；
当BobWeaveDiffer小于MT1时，以1/2 BOB(x，y)与1/2 Input(x，y)的和取代该内插画素；
当BobWeaveDiffer不小于MT1时，将BobWeaveDiffer与表示为MT2的第九临界值进行比较；
当BobWeaveDiffer不小于MT1时，若BobWeaveDiffer小于MT2，则以1/3 Input(x，y-1)、1/3 Input(x，y)、与1/3 Input(x，y+1)的和取代该内插画素；以及
当BobWeaveDiffer不小于MT1时，若BobWeaveDiffer不小于MT2，则保持此内插画素。
本发明的其它观点及优点将从结合藉由本发明的原理所绘示的附图的以下详细说明，而变为显然可知。
附图说明
图1为一传统的三场垂直/时态滤波器；
图2为根据本发明的自适应垂直/时态滤波方法的功能方块图；
图3为本发明的包含一使用二分支设计的空间低通滤波器的两场垂直/时态滤波器；
图4A、图4B及图4C为解说根据本发明的一较佳实施例的自适应垂直/时态滤波方法的边缘自适应补偿处理的流程图；
图5为描述根据本发明的降低噪声处理程序的处理单元的概图；
图6为描述根据本发明的对边缘补偿结果进行降低噪声处理程序的流程图。
附图标号说明：21-垂直/时态滤波阶段；22-边缘自适应补偿阶段；23-降低噪声阶段。
具体实施方式
为能对本发明的所要达成的功能及架构特征有更进一步的了解与认知，兹配合附图详细说明的许多较佳实施例显示如下。
请参照图2，其是根据本发明的自适应垂直/时态滤波方法的功能方块图。如图2中所显示，自适应垂直/时态滤波的解交错(de-interlacing)方法包括三个连续阶段，其为对一交错视讯讯号进行垂直/时态(verticaltemporal，简称VT)滤波处理，而得到一滤波视讯讯号的垂直/时态滤波阶段21；对该滤波视讯讯号进行边缘自适应补偿处理，而得到一边缘补偿视讯讯号的边缘自适应补偿阶段22；以及对该边缘补偿视讯讯号进行降低噪声处理的降低噪声阶段23。
在垂直/时态滤波阶段21，会使用两场(two-field)垂直/时态滤波器，来取代使用一般的三场垂直/时态滤波器。因为使用三场垂直/时态滤波器的解交错时，其所使用的视讯场(field)必须依其时序适当排列，更因为必须同时提供具有已知值的三个适当排序场中的画素给该解交错的三场垂直/时态滤波器所使用，结果造成使用三个帧缓冲器(three frame buffer)的任何后续处理架构(如DVD或机上盒(STB)的译码等)会很复杂且设计上会很困难。另一方面，需要少于具有已知值的三场的画素，以近似缺失画素之值的解交错方法将会显著地节省解交错所需的资源。需要来自具有已知值的两场的画素的方法可预见的是其会使用较少的数据处理资源(包括硬件、软件、内存、以及计算时间)。此外，因为在处理之前，使用三场垂直/时态滤波器的解交错首先将其所所需的场以适当顺序来配置，因此其解交错结果的回波(echo)所造成的虚假轮廓(false profile)一般会位于移动物体的尾端。但是对于两场垂直/时态滤波器所处理的解交错而言，回波仅会出现在移动物体的前端或尾端，使得当与三场垂直/时态解交错的回波比较时，两场垂直/时态解交错的回波可较为轻易的侦测出。要注意的是，本发明中所使用的垂直/时态滤波器为包含一使用二分支(two-tap)设计的空间低通滤波器的两场垂直/时态滤波器。请参照图3，其为本发明的包含二分支设计的空间低通滤波器的两场垂直/时态滤波器。如图3所示，该垂直/时态滤波器所使用的两场的顺序并不会影响其处理结果。其中，垂直位置是显示于垂直轴上，而场数是显示于水平轴上。黑点P2、P3、...、P6以及P2’、P3’、...、P6’是显示原始样本，而空心圆P1以及P1’是显示所得到的内插样本。如图3所示，由空心圆P1或P1’所代表的缺失画素是从插补二个空间邻近画素P5，P6或P2’，P3’，以及三个时态邻近画素P2、P3、P5或P4’、P5’、P6’获得，亦即，
P1＝{[P2×(-5)+P3×10+P4×(-5)]+[P5×8+P6×8]}×1/16或
P1’＝{[P4’×(-5)+P5’×10+P6’×(-5)]+[P2×8+P3×8]}×1/16。
当交错视讯讯号藉由特定的两场垂直/时态滤波器进行解交错而得到一滤波视讯讯号后，会利用一边缘自适应补偿阶段22，对该滤波视讯讯号进行边缘自适应补偿的处理，以在侦测到一内插画素为边缘附近的画素时，该内插画素即会被自适应地补偿，因此而得到一边缘补偿视讯讯号。
为了清楚起见，之后，当前场中的画素是使用二维坐标系统(亦即，X轴是用来当作水平坐标，而Y轴是用来当作垂直坐标)来辨识，使得垂直/时态滤波的当前场的(x，y)位置处的一画素之值表示为Outputvt(x，y)，而(x，y)位置处的此画素的原始输入值表示为Input(x，y)，而BOB(x，y)是表示当前场的(x，y)位置上所使用的单场插值格式(Bob)运算之值。请参照图4A至图4C，其为解说根据本发明的一较佳实施例的自适应垂直/时态滤波方法的边缘自适应补偿处理的流程图。流程图系从用以将第一边缘分类的子流程图300开始，并且继续进行步骤301。在步骤301，会进行判断是否将一内插画素分类为第一边缘的估算，亦即，
Outputvt(x，y)＞Input(x，y-1)&&Outputvt(x，y)＞Input(x，y+1)；
若该内插画素被分类为第一边缘，则流程会继续进行步骤302；否则，流程会转而进行子流程图400，以判断该内插画素是否可被分类为第二边缘。在步骤302，会进行判断分类为第一边缘的内插画素是否为强边缘(strongedge)的估算，亦即，
Input(x，y)＞Input(x，y-1)＞Input(x，y-2)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)＞Input(x，y+2)；
若该内插画素为强边缘，则流程会继续进行步骤304；若否，则将该第一边缘的内插画素分类为弱边缘(weak edge)，然后流程会继续进行步骤310。在步骤304，会进行判断原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置的对应画素(表示为Input’(x，y))的绝对值差(absolutedifference)是否小于表示为SFDT的第一临界值的估算；若该绝对值差小于SFDT，则流程会继续进行步骤306；若否，则流程会继续进行步骤308。在步骤306，该内插画素的值是由Input(x，y)来取代。在步骤308，该内插画素的值是由选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较大值来取代。
在步骤310，会进行判断一第一条件是否符合，其中该第一条件如下：Input(x，y)＞Input(x，y-1)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)&&Input(x，y-1)+LET＞Input(x，y-2)&&Input(x，y+1)+LET＞Input(x，y+2)，LET为表示第二临界值之值；若符合该第一条件时，则流程会继续进行步骤316；若否，则流程会继续进行步骤312。在步骤312，会进行判断Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差是否大于表示为DBT的第三临界值的估算；若该绝对值差大于表示为DBT，则流程会继续进行步骤318；若否，则流程会继续进行步骤314。在步骤314，该内插画素的值是由Bob运算的值(亦即，1/2Input(x，y-1)与1/2Input(x，y+1)之和)来取代。在步骤316，会进行判断Input(x，y)与对应画素的绝对值差是否小于表示为LFDT的第四临界值，以及Input(x，y)与二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差是否小于表示为LADT的第五临界值；若判断结果为真，则流程会继续进行步骤318；否则，流程会继续进行步骤320。在步骤318，该内插画素的值是由选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较大值来取代。在步骤320，该内插画素的值是由Input(x，y)来取代。
在步骤301，当该内插画素无法被分类为第一边缘时，流程会转而进行子流程图400，而继续进行步骤401。在步骤401，会进行判断是否将内插画素分类为第二边缘的估算，亦即，
Outputvt(x，y)＜Input(x，y-1)&&Outputvt(x，y)＜Input(x，y+1)；若该内插画素被分类为第二边缘，则流程会继续进行步骤402；否则，流程会转而进行子流程图500，以判断该内插画素是否可被分类为中间部分。在步骤402，会进行判断被分类为第二边缘的该内插画素是否为强边缘的估算，亦即，
Input(x，y)＜Input(x，y-1)＜Input(x，y-2)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)＜Input(x，y+2)；
若该内插画素为强边缘，则流程会继续进行步骤404；否则，会将第一边缘的内插画素分类为弱边缘，并且流程会继续进行步骤410。在步骤404，会进行判断原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置的对应画素(表示为Input’(x，y))的绝对值差是否小于表示为SFDT的估算；若该绝对值小于SFDT，则流程会继续进行步骤406；若否，则流程会继续进行步骤408。在步骤406，该内插画素的值是由Input(x，y)来取代。在步骤408，该内插画素的值是由选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较小值来取代。
在步骤410，会进行判断一第二条件是否符合，其中该第二条件如下：Input(x，y)＜Input(x，y-1)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)&&Input(x，y-1)＜LET+Input(x，y-2)&&Input(x，y+1)＜LET+Input(x，y+2)，LET为表示第二临界值之值；若符合该第二条件，则流程会继续进行步骤416；否则，流程会继续进行步骤412。在步骤412，会进行判断Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差是否大于DBT的估算；若该绝对值差大于DBT，则流程会继续进行步骤418；否则，流程会继续进行步骤414。在步骤414，内插画素的值是由Bob运算的值(亦即，1/2 Input(x，y-1)与1/2 Input(x，y+1)之和)来取代。在步骤416，会进行判断原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的对应画素(表示为Input’(x，y))的绝对值差是否小于LFDT，以及Input(x，y)与二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差是否小于LADT；若若判断结果为真，则则流程会继续进行步骤418；否则，流程会继续进行步骤420。在步骤418，该内插画素的值是由选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的较小值来取代。在步骤420，该内插画素的值是由Input(x，y)来取代。
当在步骤401，内插画素无法被分类为第二边缘时，流程会转而进行子流程图500，而继续进行步骤502。在步骤502，以进行判断一第三条件是否符合，其中该第三条件如下：
abs(Input(x，y-2)-Input(x，y+2))＞ECT&&
abs(Input(x，y-2)-Input(x，y-1))＜MVT&&
abs(Input(x，y+1)-Input(x，y+2))＜MVT
而ECT是第六临界值之值，MVT是第七临界值之值；
若符合该第三条件，则流程会继续进行步骤504；否则，流程会继续进行步骤508。在步骤504，会进行判断一相邻帧的相同位置处的一对应画素与当前场的对应原始输入画素的绝对值差是否小于表示为MFDT的第十临界值的估算；若该绝对值差小于MFDT，则流程会继续进行步骤506。在步骤506，该内插画素是由该内插画素之值的一半与当前场的对应原始输入画素之值的一半之和来取代。在步骤508，当进行判断BobWeaveDiffer是否小于表示为MT1的第八临界值的估算时，称为BobWeaveDiffer的参数界定为BOB(x，y)与Input(x，y)之间的绝对值差；若BobWeaveDiffer小于MT1，则流程会继续进行步骤510；否则，流程会继续进行步骤512。在步骤510，该内插画素是由1/2 BOB(x，y)与1/2 Input(x，y)的和来取代。在步骤512，会进行判断BobWeaveDiffer是否小于表示为MT2的第九临界值的估算；若BobWeaveDiffer小于MT2，则流程会继续进行步骤514；否则，会保持此内插画素。在步骤514，内插画素是由1/3 Input(x，y-1)、1/3 Input(x，y)、与1/3 Input(x，y+1)的和来取代。
请参照图5，其绘示根据本发明的降低噪声处理的处理单元的概图。在使用与相邻场相关的当前场上的边缘自适应补偿的上述处理之后，内插及边缘补偿的当前场的每个画素会进行降低噪声的处理，使得每个画素会进行判断其是否为根据与特定高频资料对应所设计的特定临界值的噪声。为了清楚起见，位于称为Line 1的视讯线处的第i个画素的值称为Lines[1][i]。在本发明的一较佳实施例中，可获得如下的特定高频资料：
HorHF2_02＝abs(Line[1][i-1]-Line[1][i+1])；                   (方程式1)
HorHF2_03＝abs(Line[1][i-1]-Line[1][i+2])；                   (方程式2)
HorHF3_012＝abs(Line[1][i-1]+Line[1][i+1]-2×Line[1][i])；    (方程式3)
HorHF2_13＝abs(Line[1][i-1]+Line[1][i+2]-2×Line[1][i])；     (方程式4)
CurrVerHF2＝abs(Line[0][i]-Line[2][i])；                      (方程式5)
CurrVerHF3＝abs(Line[0][i]+Line[2][i])-2×Line[1][i])；       (方程式6)
NextVerHF2＝abs(Line[0][i+1]-Line[2][i])；                    (方程式7)
NextVerHF3＝abs(Line[0][i+1]+Line[2][i+1])-2×Line[1][i+1])； (方程式8)
请参照图6，其绘示根据本发明的对边缘补偿结果进行降低噪声处理的流程图。流程图是从步骤600开始，并且继续进行步骤602。在步骤602，会进行判断一第四条件是否符合，其中该第四条件如下：
(CurrVerHF3＞2×CurrVerHF2+HDT)&&
(HorHF3_012＞2×HorHF2_02+HDT)&&
(CurrVerHF3＞HT)&&
(HorHF3_012＞HT)
而HDT是第十一临界值之值，HT是第十二临界值之值；
若符合该第四条件，则流程会继续进行步骤606；否则，流程会继续进行步骤604。在步骤606，表示为Lines[1][i]的当前画素之值是由Bob运算的结果来取代，亦即使Lines[1][i]＝1/2Lines[0][i]+1/2Lines[2][i]。在步骤604，会进行判断一第五条件是否符合，其中该第五条件如下：
(CurrVerHF3＞2×CurrVerHF2+HDT)&&
(NextVerHF3＞2×NextVerHF2+HDT)&&
(HorHF3_013＞2×HorHF2_03+HDT)&&
(CurrVerHF3＞HT)&&
(HorHF3_013＞HT)&&
(NextVerHF3＞HT)；
若符合该第五条件，则流程会继续进行步骤606；否则会保持当前画素之值。
要注意的是，其它习知的解交错方法可与本发明的自适应垂直/时态滤波的解交错方法结合使用。
虽然为了公开的目的，已提及本发明的较佳实施例，但是对于熟悉此项技术的普通一般技术人员而言，本发明所公开的实施例及其另外的实施例可进行修饰。因此，后附的权利要求是用以涵盖不脱离本发明的精神及范围的所有实施例。

Claims (11)

1.一种自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，包括下列步骤：
对一交错视讯讯号执行一垂直/时态滤波处理程序，而得到一滤波视讯讯号；
对该滤波视讯讯号执行一边缘自适应补偿处理程序，而得到一边缘补偿视讯讯号；以及
对该边缘补偿视讯讯号执行一降低噪声处理程序。
2.如权利要求1所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该垂直/时态滤波处理程序更包括下列步骤：使用一垂直/时态滤波器，将该交错视讯讯号的当前场中的一缺失画素作内插，藉此得到一内插画素，并且，该当前场中的画素是使用一二维坐标系统来辨识，亦即，X轴是用来当作水平坐标，而Y轴是用来当作垂直坐标，使得该垂直/时态滤波的当前场的(x，y)位置处的一画素之值表示为Outputvt(x，y)，而(x，y)处之该画素的原始输入值表示为Input(x，y)。
3.如权利要求2所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该垂直/时态滤波器是选自由一两场垂直/时态滤波器或者三场垂直/时态滤波器组成，并且，该该垂直/时态滤波器包含一使用二分支(two-tap)设计的空间低通滤波器的垂直/时态滤波器。
4.如权利要求2所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该边缘自适应补偿处理程序更包括下列步骤：
根据复数个垂直邻近画素以判断该内插画素是否可分类为属于第一边缘；
根据复数个垂直邻近画素以判断该内插画素是否可分类为属于第二边缘；
根据复数个垂直邻近画素以判断该内插画素是否可分类为属于中间部分；
判断分类为第一边缘的该内插画素是否为一强边缘；
判断分类为第一边缘的该内插画素是否为一弱边缘；
判断分类为第二边缘的该内插画素是否为一强边缘；
判断分类为第二边缘的该内插画素是否为一弱边缘；
对分类为第一边缘及强边缘的该内插画素执行一第一强补偿程序；
对分类为第二边缘及强边缘的此内插画素执行一第二强补偿程序；
对分类为第一边缘及弱边缘的此内插画素执行第一弱补偿程序；
对分类为第二边缘及弱边缘的此内插画素执行一第二弱补偿程序；以及
对分类为中间部分的此内插画素执行一保守补偿程序。
5.如权利要求4所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该第一强补偿程序更包括下列步骤：
当Input(x，y)符合Outputvt(x，y)＞Input(x，y-1)&& Outputvt(x，y)＞Input(x，y+1)的条件时，将(x，y)位置处的一内插画素分类为第一边缘；
当Input(x，y)符合Input(x，y)＞Input(x，y-1)＞Input(x，y-2)&&Input(x，y)＞Input(x，y+1)＞Input(x，y+2)的条件时，将分类为第一边缘的该内插画素分类为强边缘；
将(x，y)位置处的画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较；
当Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差小于表示为SFDT的一第一临界值时，以Input(x，y)取代该内插画素；以及
当Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差不小于表示为SFDT的该第一临界值时，以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的一较大值取代该内插画素。
6.如权利要求4所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该第二强补偿程序更包括下列步骤：
当Input(x，y)符合Outputvt(x，y)＜Input(x，y-1)&& Outputvt(x，y)＜Input(x，y+1)的条件时，将(x，y)位置处的一内插画素分类为第二边缘；
当Input(x，y)符合Input(x，y)＜Input(x，y-1)＜Input(x，y-2)&&Input(x，y)＜Input(x，y+1)＜Input(x，y+2)的条件时，将将分类为第二边缘的该内插画素分类为该强边缘；
将(x，y)位置处的该画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于一相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较；
当Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差小于表示为SFDT的一第一临界值时，以Input(x，y)取代该内插画素；以及
当Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差不小于表示为SFDT的该第一临界值时，以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的一较小值取代该内插画素。
7.如权利要求5所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该第一弱补偿程序更包括下列步骤：
当不符合Input(x，y)＞Input(x，y-1)＞Input(x，y-2)&& Input(x，y)＞Input(x，y+1)＞Input(x，y+2)的条件时，将分类为第一边缘的该内插画素分类为弱边缘；
判断一第一条件是否符合，其中该第一条件如下：Input(x，y)＞Input(x，y-1)&& Input(x，y)＞Input(x，y+1)&& Input(x，y-1)+LET＞Input(x，y-2)&& Input(x，y+1)+LET＞Input(x，y+2)，LET为表示第二临界值之值；
当不符合该第一条件时，判断Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差是否大于表示为DBT的第三临界值；
当不符合该第一条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差不大于DBT，则以1/2 Input(x，y-1)与1/2 Input(x，y+1)之和的值取代该内插画素；
当不符合该第一条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差大于DBT，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的一较大值取代该内插画素；
当符合该第一条件时，将(x，y)位置处的该画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于一相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较，并且同时与二个水平相邻画素进行比较；
当符合该第一条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差不小于表示为LFDT的一第四临界值，并且Input(x，y)与该二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差不小于表示为LADT的一第五临界值，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的一较大值取代该内插画素；以及
当符合该第一条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差小于LFDT，并且Input(x，y)与该二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差小于LADT，则以Input(x，y)取代该内插画素。
8.如权利要求6所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该第二弱补偿程序更包括下列步骤：
当不符合Input(x，y)＜Input(x，y-1)＜Input(x，y-2)&& Input(x，y)＜Input(x，y+1)＜Input(x，y+2)的条件时，将分类为第一边缘的该内插画素分类为弱边缘；
判断一第二条件是否符合，其中该第二条件如下：Input(x，y)＜Input(x，y-1)&& Input(x，y)＜Input(x，y+1)&& Input(x，y-1)＜LET+Input(x，y-2)&& Input(x，y+1)＜LET+Input(x，y+2)，LET为表示第二临界值之值；
当不符合该第二条件时，判断Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差是否大于表示为DBT的第三临界值；
当不符合该第二条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差不大于DBT，则以1/2 Input(x，y-1)与1/2 Input(x，y+1)之和的值取代该内插画素；
当不符合该第二条件时，若Input(x，y-1)与Input(x，y+1)的绝对值差大于DBT，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的一较小值取代该内插画素；
当符合该第二条件时，将(x，y)位置处的该画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于一相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较，并且同时与二个水平相邻画素进行比较；
当符合该第二条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差不小于表示为LFDT的一第四临界值，并且Input(x，y)与该二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差不小于表示为LADT的一第五临界值，则以选自(Input(x，y-1)，Input(x，y+1))的群组中的一较小值取代该内插画素；以及
当符合该第二条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差小于LFDT，并且Input(x，y)与该二个水平相邻画素中的任一个的绝对值差小于LADT，，则以Input(x，y)取代该内插画素。
9.如权利要求4所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，BOB(x，y)是表示该当前场的(x，y)位置上所使用的一单场插值格式(Bob)运算之值，并且该保守补偿程序更包括下列步骤：
当不符合Input(x，y)＞Input(x，y-1)&& Input(x，y)＞Input(x，y+1)及Input(x，y)＜Input(x，y-1)&& Input(x，y)＜Input(x，y+1)的条件时，将该内插画素分类为中间部分；
判断一第三条件是否符合，其中该第三条件如下：abs(Input(x，y-2)-Input(x，y+2))＞ECT && abs(Input(x，y-2)-Input(x，y-1))＜MVT &&abs(Input(x，y+1)-Input(x，y+2))＜MVT，ECT为表示第六临界值之值，MVT为表示第七临界值之值；
当符合该第三条件时，将(x，y)位置处的该画素的原始输入值(亦即，Input(x，y))与位于一相邻帧的相同位置处的一对应画素(表示为Input’(x，y))进行比较；
当符合该第三条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差小于表示为MFDT的一第十临界值，则以该内插画素之值的一半与当前场的对应原始输入应画素之值的一半之和取代该内插画素；
当符合该第三条件时，若Input(x，y)与Input’(x，y)的绝对值差不小于表示为MFDT的该第十临界值，则保持该内插画素；
当不符合该第三条件时，计算BOB(x，y)与Input(x，y)之间的绝对值差，并将该绝对值差设定为一参数，该参数称为BobWeaveDiffer；
将BobWeaveDiffer与表示为MT1的一第八临界值进行比较；
当BobWeaveDiffer小于MT1时，以1/2 BOB(x，y)与1/2 Input(x，y)的和取代该内插画素；
当BobWeaveDiffer不小于MT1时，将BobWeaveDiffer与表示为MT2的一第九临界值进行比较；
当BobWeaveDiffer不小于MT1时，若BobWeaveDiffer小于MT2，则以1/3 Input(x，y-1)、1/3 Input(x，y)、与1/3 Input(x，y+1)的和取代该内插画素；以及
当BobWeaveDiffer不小于MT1时，若BobWeaveDiffer不小于MT2，则保持该内插画素。
10.如权利要求1所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，该降低噪声处理程序更包括下列步骤：
根据该该内插画素与其邻近画素的比较以判断该内插画素是否为一剧变；以及
当该内插画素为剧变时，以对当前场上的此内插画素的邻近画素所执行的单场插值格式(Bob)运算之值取代该内插画素。
11.如权利要求1所述的自适应垂直/时态滤波的解交错方法，其特征在于，其它已知的解交错方法可与该自适应垂直/时态滤波的解交错方法结合使用。
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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
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Ali Corporation

Assignor: Yangzhi Science & Technology Co., Ltd.

Contract record no.: 2012990000112

Denomination of invention: Adaptive vertical temporal flitering method of de-interlacing

Granted publication date: 20090722

License type: Exclusive License

Open date: 20070404

Record date: 20120316