專利名稱：去隔行處理方法
技術領域：
本發明涉及視頻處理技術，尤其涉及一種去隔行處理方法。
背景技術：
現有技術中的顯示設備，如 液晶顯示面板和等離子顯示面板等都采用逐行掃描的方式，而視頻源，如DVD，藍光DVD等始終使用隔行的方式記錄并保存視頻內容。隔行掃描視頻采用奇場、偶場交替的方式存儲和顯示，有效行數為逐行掃描視頻的一半，主要的格式為480i、576i或1080i等，能夠節約存儲空間和傳輸帶寬。但通過顯示設備顯示視頻內容時，往往需要視頻去隔行處理將其轉換為逐行格式，視頻去隔行，即在隔行圖像的每行之間插入一條新行，填補為一幅完整的逐行掃描的圖像的處理過程。現有技術的去隔行處理方法，由于對圖像邊沿并無特別處理，因此對圖像邊沿方向的判斷并不準確，轉換后的圖像效果并不佳，尤其在低角度邊沿的處理上，往往會有明顯的鋸齒現象。因此，亟需提出一種可以準確確定邊沿方向的去隔行處理方法，以提高轉換和顯示的圖像質量。

發明內容
本發明提供一種去隔行處理方法，以提高去隔行處理中待插值像素點方向確定的準確性。本發明提供一種去隔行處理方法，其特征在于，包括通過第一掃描窗口對所述原始圖像的各原始像素進行掃描，在掃描過程中，根據所述第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，其中，所述待插值像素點位于所述第一掃描窗口的中心，所述第一掃描窗口為MXN, M ^ 4, N ^ 7 ；若所述待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍，則獲取與所述待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，根據所述上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定所述待插值像素點的方向；根據所述待插值像素點的方向對所述待插值像素點插值。由上述技術方案可知，本發明提供的去隔行處理裝置通過第一掃描窗口對原始圖像的各原始像素進行掃描，在掃描過程中，根據第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，若待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍，則獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，根據上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定待插值像素點的方向，根據待插值像素點的方向對待插值像素點插值。通過第一掃描窗口的設置，對待插值像素點的邊沿方向的角度進行粗略判斷，若該角度屬于低角度范圍，則通過相鄰上下兩行原始像素點的梯度信息確定該邊沿方向，實現過程簡單，且提高了待插值像素點方向確定的準確性。


圖1為本發明實施例提供的第一種去隔行處理方法流程圖；圖2為本發明實施例提供的第一掃描窗口示意圖；圖3為本發明實施例提供的第一掃描窗口和第二掃描窗口示意圖；圖4為本發明實施例提供的第二種去隔行處理方法流程圖；圖5為本發明實施例提供的高角度預測示意圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。圖I為本發明實施例提供的第一種去隔行處理方法流程圖。如圖I所示，本發明實施例提供的去隔行處理方法具體可以應用于對隔行視頻進行去隔行處理得到逐行視頻的過程，可以通過去隔行處理裝置來執行，該去隔行處理裝置可以集成在例如電視機、機頂盒、視頻處理器或圖像加速單元等設備的圖像處理器中，也可以單獨設置，可以通過現場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array,簡稱FPGA)或者是特定用途集成電路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,簡稱ASIC)等數字集成電路來實現，也可以通過其他微控制芯片來實現。本實施例提供的去隔行處理方法具體包括步驟10、通過第一掃描窗口對原始圖像的各原始像素進行掃描，在掃描過程中，根據第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，其中，待插值像素點位于第一掃描窗口的中心，第一掃描窗口為MXN,M>4,N>7 ；步驟20、若待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍，則獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，根據上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定待插值像素點的方向；步驟30、根據待插值像素點的方向對待插值像素點插值。圖2為本發明實施例提供的第一掃描窗口示意圖。如圖2所示，具體地，第一掃描窗口 Gl為一個MXN的掃描窗口，M彡4, N彡7,待插值像素點S位于該第一掃描窗口 Gl的中心，或者靠近中心的位置，圖2所不的第一掃描窗口 Gl以4X7的窗口為例,N為奇數,貝Ij該第一掃描窗口 Gl的中心即為待插值像素點S。若N為偶數,貝U可以選擇位于該第一掃描窗口中心的兩個像素點中的一個為該待插值像素點。通過該第一掃描窗口對原始圖像中的原始像素點進行掃描，在掃描過程中，通過第一掃描窗口中的原始像素點的像素值可以對該待插值像素點的角度所屬范圍進行粗略判斷，該角度具體為待插值像素點的邊沿方向的角度。若待插值像素點的角度所屬范圍為低角度范圍，則獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息。具體地，若該方向與水平方向的夾角小于30度,則該方向的角度屬于低角度范圍,其他角度屬于高角度范圍。可以預先對原始圖像中各行原始像素點進行梯度檢測，并將檢測到的梯度的梯度信息進行存儲。在待插值像素點的角度確定過程中，可以與根據該待插值像素點相鄰的上下兩行的梯度信息確定該待插值像素點的方向。
待插值像素點的方向確定后，即可根據該方向對待插值像素點進行插值，插值過程具體可以為雙線性插值或雙立方插值方法來實現，或者將其左邊梯度的像素復制到待插值位置，也可以采用現有技術的其他插值方法來實現，本發明并不以此為限。本實施例提供的去隔行處理方法，去隔行處理裝置通過第一掃描窗口對原始圖像的各原始像素進行掃描，在掃描過程中，根據第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，若待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍，則獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，根據上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定待插值像素點的方向，根據待插值像素點的方向對待插值像素點插值。通過第一掃描窗口的設置，對待插值像素點的邊沿方向的角度進行粗略判斷，若該角度屬于低角度范圍，則通過相鄰上下兩行原始像素點的梯度信息確定該邊沿方向，實現過程簡單，且提高了待插值像素點方向確定的準確性。在本實施例中，步驟10，根據第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，具體可以包括如下步驟
根據第一掃描窗口判斷待插值像素點應用以下公式生成第一矩陣I (A(i, j-l)-A(i, j))-(A(i, j)_A(i, j+1)) | ;根據第一掃描窗口判斷待插值像素點應用以下公式生成第二矩陣A(i, j)-A(i+2, j) I ；將第一矩陣進行濾波處理后生成第一特征值，將第二矩陣進行濾波處理后生成第二特征值；若第一特征值大于第二特征值，則待插值像素點的角度所屬的范圍為高角度范圍，若第一特征值小于第二特征值，則待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍；其中，A(i，j)為第i行j列的原始像素點的像素值。具體地，通過上述公式計算得到的第一矩陣為MX (N-2)的矩陣，第二矩陣為(M-2) XN的矩陣，分別對第一矩陣和第二矩陣進行濾波處理得到第一特征值和第二特征值，該對矩陣的濾波處理過程具體可以為將矩陣中各元素加權平均的過程。再通過將第一特征值和第二特征值進行比較，以確定待插值像素點的角度所屬的范圍。在本實施例中，優選地，N為奇數。在本實施例中，步驟20中，獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息之前，該方法還可以包括如下步驟在掃描的過程中，對第二掃描窗口中的原始像素點做相鄰點的差分運算，對計算結果進行量化，根據量化結果判斷是否掃描到梯度，若是，則將梯度的梯度信息進行緩存，其中，第二掃描窗口為I XT, T ( N,且第二掃描窗口位于第一掃描窗口的第M行；相應地，步驟20中，獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，具體為獲取緩存的、與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息。具體地，可以設置第二掃描窗口以獲取原始圖像中各行原始像素點的梯度信息。該第二掃描窗口具體為IXT的窗口，且T ( N,該第二掃描窗口設置在第一掃描窗口中，且位于該第一掃描窗口的第M行，如圖3所示。在第一掃描窗口 Gl對原始圖像的原始像素點進行掃描的過程中，該第二掃描窗口 G2與第一掃描窗口 Gl相對靜止,并對各行進行掃描，在第二掃描窗口 G2的掃描過程中，對第二掃描窗口 G2中的相鄰的原始像素點兩兩差分運算，再對差分運算的結果進行量化，根據量化結果判斷是否存在梯度。當檢測到梯度時，將梯度對應的梯度信息進行緩存。通過第一掃描窗口 Gl的設置，在第一掃描窗口 Gl的掃描過程中粗略判斷待插值像素點S的角度所屬范圍，再通過位于第一掃描窗口 Gl中的第二掃描窗口 G2的設置，掃描過程中同時實現對原始圖像中各行的梯度檢測，并將檢測到的梯度的梯度信息緩存，以通過檢測到的梯度信息對待插值像素點S的方向進行精確判斷，大大提高了待插值方向確定的準確性，而且降低了系統資源的占用，且易于實現。在本實施例中，對第二掃描窗口中的原始像素點做相鄰點的差分運算，對計算結果進行量化，具體可以為 將第二掃描窗口中的相鄰的兩個原始像素點的像素值相減得到差值，若差值大于第一預設閾值，則量化值為1，若差值小于第二預設閾值，則量化值為-1，否則，量化值為O。具體地，第一預設閾值和第二預設閾值的絕對值可以相等，但符號相反。 在本實施例中，根據量化結果判斷是否掃描到梯度，具體可以為若量化結果為兩端為O、中間全為I的量化值序列或者兩端為0，中間全為-I的量化值序列，則掃描到梯度。具體地，兩端為O、中間全為I的量化值序列例如為0011111000的量化值序列，兩端為0，中間全為-I的量化值序列例如為00-1-1-1-1-1000的量化值序列。在本實施例中，梯度信息具體可以包括梯度的起始位置、梯度的結束位置，梯度的方向和梯度的角度。具體地，梯度起始的像素點的位置可以用以指示梯度的起始位置，梯度結束的像素點的位置可以用以指示梯度的結束位置。通過量化符號可以確定梯度的方向，比如當量化值為正，可認為梯度是自左向右上升的梯度，當量化值為負，可認為梯度是自左向右下降的梯度。通過梯度的結束位置的像素值與起始位置的像素值之差與梯度長度的比值確定梯度的角度，其中梯度長度通過連續的I或-I個數來確定在本實施例中，步驟20中，根據上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定待插值像素點的方向，具體可以為若上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息中的梯度的方向一致，且梯度的角度之差小于預設值，根據上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息中的梯度的起始位置和梯度的結束位置確定待插值像素點的方向。具體地，若待插值像素點處于一個邊沿上，則該待插值像素點必然具有一邊沿方向。若上下相鄰兩行中均存在梯度，且兩個梯度的方向一致，梯度的角度之差小于預設值，則可以推斷在該兩個梯度用以指示同一邊沿，該上下相鄰兩行之間的必然存在待插值像素點也處于該邊沿上，且該待插值像素點的方向和角度與上述兩個梯度的方向和角度一致，根據兩個梯度的起始位置和結束位置即可確定待插值像素點的方向。例如，上一行的梯度的起始位置為243列，結束位置為253列，梯度的方向和角度為每隔一個像素下降10,下一行梯度的起始位置為263列，結束位置為273列，梯度的方向和角度為每隔一個像素下降10，這樣可以計算得到待插值像素所在的邊沿的梯度也是每隔一個像素下降10，起始位置為上一行梯度和下一行梯度的起始位置的平均值，即253，結束位置為上一行梯度和下一行梯度的結束位置的平均值，即263。
在實際應用過程中，還可以根據與該待插值像素點所在行相隔一行原始像素已插值像素點的梯度信息對該待插值像素點的方向進行判斷。若不僅與該待插值像素點上下相鄰兩行中存在梯度，在該已插值行中也存在梯度，且三者的方向一致，角度大致相等，則可以根據該三個一致的梯度信息確定該待插值像素點的方向。圖4為本發明實施例提供的第二種去隔行處理方法流程圖。如圖4所示，步驟10，根據第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍之后，步驟20，根據待插值像素點的方向對待插值像素點插值之前，該方法還可以包括步驟40、若待插值像素點的角度所屬的范圍為高角度范圍，則確定待插值像素點的至少兩個預測方向，對于每個預測方向，確定預測方向與待插值像素點上下相鄰的相交的原始像素點，對于每個相交的原始像素點，根據相交的原始像素點所在行的、與相交的原始像素點左右鄰近的兩個原始像素點的像素值生成相關性信息，根據每個預測方向的相關性信息確定待插值像素點的方向。具體地，若判斷該待插值像素點的角度所屬的范圍為高角度范圍，確定待插值像 素點的至少兩個預測方向，每個預測方向均經過該待插值像素點。圖5示出了五個預測方向，分別為方向A、方向B、方向C、方向D和方向E，以預測方向B為例，該預測方向與上下相鄰兩行相交點的原始像素點分別為原始像素點Sll和原始像素點S21,確定原始像素點Sll所在行的、與該原始像素點Sll左右相鄰的原始像素點S12和原始像素點S13，將原始像素點S11、原始像素點S12和原始像素點S13的三者的像素值求和，同時確定原始像素點S21所在行的、與該原始像素點S21左右相鄰的原始像素點S22和原始像素點S23,將原始像素點S21、原始像素點S22和原始像素點S23的三者的像素值求和，計算兩個和的差值。對于每個預測方向都計算一個上述差值，將差值最小的預測方向確定為該待插值像素點S的方向。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
權利要求
1.一種去隔行處理方法，其特征在于，包括 通過第一掃描窗口對所述原始圖像的各原始像素進行掃描，在掃描過程中，根據所述第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，其中，所述待插值像素點位于所述第一掃描窗口的中心，所述第一掃描窗口為MXN, M ^ 4, N ^ 7 ； 若所述待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍，則獲取與所述待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，根據所述上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定所述待插值像素點的方向； 根據所述待插值像素點的方向對所述待插值像素點插值。
2.根據權利要求I所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述獲取與所述待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息之前，所述方法還包括 在所述掃描的過程中，對第二掃描窗口中的原始像素點做相鄰點的差分運算，對計算結果進行量化，根據量化結果判斷是否掃描到梯度，若是，則將所述梯度的梯度信息進行緩存，其中，所述第二掃描窗口為I XT, T ( N,且所述第二掃描窗口位于所述第一掃描窗口的第M行； 相應地，所述獲取與所述待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，具體為 獲取緩存的、與所述待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息。
3.根據權利要求I所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述根據所述第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍，包括 根據所述第一掃描窗口判斷待插值像素點應用以下公式生成第一矩陣(A(i，j-l)_A(i，j))-(A(i，j)_A(i，j+1)) I ； 根據所述第一掃描窗口判斷待插值像素點應用以下公式生成第二矩陣A(i，j)-A(i+2, j) I ； 將所述第一矩陣進行濾波處理后生成第一特征值，將所述第二矩陣進行濾波處理后生成第二特征值； 若所述第一特征值大于第二特征值，則所述待插值像素點的角度所屬的范圍為高角度范圍，若所述第一特征值小于第二特征值，則所述待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍； 其中，A(i，j)為第i行j列的原始像素點的像素值。
4.根據權利要求I所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述根據量化結果判斷是否掃描到梯度，具體為 若所述量化結果為兩端為O、中間全為I的量化值序列或者兩端為O，中間全為-I的量化值序列，則掃描到梯度。
5.根據權利要求2所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述對第二掃描窗口中的原始像素點做相鄰點的差分運算，對計算結果進行量化，具體為 將所述第二掃描窗口中的相鄰的兩個原始像素點的像素值相減得到差值，若所述差值大于第一預設閾值，則量化值為1，若所述差值小于第二預設閾值，則量化值為-1，否則，量化值為O。
6.根據權利要求I所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述梯度信息包括梯度的起始位置、梯度的結束位置，梯度的方向和梯度的角度。
7.根據權利要求6所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述根據所述上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定所述待插值像素點的方向，具體為 若所述上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息中的梯度的方向一致，且梯度的角度之差小于預設值，根據所述上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息中的梯度的起始位置和梯度的結束位置確定所述待插值像素點的方向。
8.根據權利要求I所述的去隔行處理方法，其特征在于，所述根據所述第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍之后，所述根據所述待插值像素點的方向對所述待插值像素點插值之前，所述方法還包括 若所述待插值像素點的角度所屬的范圍為高角度范圍，則確定所述待插值像素點的至少兩個預測方向，對于每個所述預測方向，確定所述預測方向與所述待插值像素點上下相鄰的相交的原始像素點，對于每個所述相交的原始像素點，根據所述相交的原始像素點所在行的、與所述相交的原始像素點左右鄰近的兩個原始像素點的像素值生成相關性信息，根據每個所述預測方向的相關性信息確定所述待插值像素點的方向。
9.根據權利要求I所述的去隔行處理方法，其特征在于所述N為奇數。
全文摘要
本發明提供一種去隔行處理方法，該去隔行處理方法包括通過第一掃描窗口對原始圖像的各原始像素進行掃描，在掃描過程中，根據第一掃描窗口判斷待插值像素點的角度所屬的范圍；若待插值像素點的角度所屬的范圍為低角度范圍，則獲取與待插值像素點上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息，根據上下相鄰兩行的原始像素點的梯度信息確定待插值像素點的方向；根據待插值像素點的方向對待插值像素點插值。本發明實施例提供的去隔行處理方法，大大提高了去隔行處理中待插值像素點方向確定的準確性。
文檔編號H04N7/01GK102868870SQ20121036554
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者許丹 申請人:許丹