专利名称：一种基于区域划分的视频解交错方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频处理领域，更具体地，涉及一种基于区域划分的视频解交错方法及系统。
背景技术：
视频是由一连串连续的图像所组成的，其中每一个图像称为帧(frame)，而视频中每秒所包含图像的数量则称为帧率(fps)。在显示设备上显示视频的方式有以下两种渐进扫描或称为逐行扫描。即将每一帧图像从左至右、由上至下，逐一地将所有的像素显示出来。交错扫描或称为隔行扫描。即将一帧图像的奇数行像素及偶数行像素分开，分成为两个场(field)。轮流扫描奇数行所构成的场及偶数行所构成的场。因为一个场只有一个帧一半的信息，因此在装置处理速度无法即时处理整个帧的信息以及传输带宽不够即时传输整个帧的情形下，使用交错扫描可以节省一半的数据量且可以维持相同的更新率。在以往，阴极射线管显示器(CRT)很难一次扫描整个屏幕，因此无法使用渐进扫描。但因屏幕上萤光的余晖加上视觉暂留效应，使得交错扫描在阴极射线管显示器上运作的相当顺利。现在新式的显示设备的速度已经够快可以即时处理且扫描整个帧，因此都是使用渐进扫描。但是如果在这些新型的显示设备上直接播放交错扫描制式的影像会产生严重的闪烁现象，所以，所有使用渐进扫描的新式显示设备都需要有解交错(de-interlacing)的功能，即通过特定算法把交错扫描图像转换为渐进扫描图像。解交错功能可以在视频编/ 转码端实现，也可在视频播放端实现。常见的解交错基本算法有Bob算法、Weave算法等。Bob算法对一个场中的上下行数据进行插值实现解交错，可以用于运动幅度较大的场画面，但如果应用不好会容易出现马赛克或者抖动。Weave算法将连续的两个场合并为一个帧，这种算法比较适用于两个场之间没有运动或者运动幅度较小的情况，但不适用于两个场的画面运动幅度较大的情况。以上解交错基本算法对于不同类型的视频画面各有特点，但实际的解交错运算中，视频画面的各区域组成和运动变化往往是复杂的，使上述基本算法难于兼顾。比基本算法更为复杂的motion adaptive算法、motion compensation算法具备了一定的自适应性，但这些算法的计算量较大，需要较多的运算资源支持，而且对于由若干个运动或静止区域复合而成的复杂场图像，其解交错效果不是特别理想。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种基于区域划分的视频解交错方法和系统，其利用视频图像不同区域具有不同运动特性的规律，分区域执行不同的解交错算法，既可避免单个算法对图像不同区域处理效果各有优劣的问题，同时也规避了 motion adaptive, motion compensation等算法对计算资源消耗过大且对图像子区域类型判断未必全部准确的问题。本发明所述的基于区域划分的视频解交错方法，其特征在于，包括以下步骤分割步骤，将视频序列中的视频画面分割为若干个区域；解交错步骤，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理。优选地，所述分割步骤通过人工划分方式对视频画面进行分割。优选地，所述分割步骤中对视频画面分割获得的区域分为字幕区、台标区及其它区域。进一步优选地，解交错步骤中对所述字幕区应用适于大运动幅度区域的解交错算法， 对所述台标区应用适于静止区域的解交错算法；对所述其它区域，根据其运动幅度大小应用适于大运动幅度区域的解交错算法或者适于小运动幅度区域的解交错算法；其中，所述适于大运动幅度区域的解交错算法为Bob算法或CATV算法；所述适于静止区域的解交错算法为weave算法；所述适于小运动幅度区域的解交错算法为blend算法。优选地，所述分割步骤中对视频画面分割获得的区域分为大运动幅度区域、小运动幅度区域及静止区域。进一步优选地，解交错步骤中对所述大运动幅度区域、静止区域及小运动幅度区域分别应用相适应的解交错算法；其中，大运动幅度区域的解交错算法为 Bob算法或CATV算法；所述静止区域的解交错算法为weave算法；所述小运动幅度区域的解交错算法为blend算法。优选地，所述基于区域划分的视频解交错方法还包括组合步骤，将解交错处理后的所述区域合并为一帧视频图像。基于上述解交错方法，本发明还提供了一种基于区域划分的视频解交错系统，其特征在于，包括分割模块，用于将视频序列中的视频画面分割为若干个区域；解交错模块，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理。优选地，所述分割模块以人工划分方式对视频画面进行分割。优选地，所述分割模块用于对视频画面进行分割获得字幕区、台标区及其它区域。 进一步优选地，解交错模块中对所述字幕区应用适于大运动幅度区域的解交错算法，对所述台标区应用适于静止区域的解交错算法；对所述其它区域，根据其运动幅度大小应用适于大运动幅度区域的解交错算法或者适于小运动幅度区域的解交错算法；其中，所述适于大运动幅度区域的解交错算法为Bob算法或CATV算法；所述适于静止区域的解交错算法为 weave算法；所述适于小运动幅度区域的解交错算法为blend算法。优选地，所述分割模块对视频画面分割获得大运动幅度区域、小运动幅度区域及静止区域。进一步优选地，解交错模块用于对所述大运动幅度区域、静止区域及小运动幅度区域分别应用相适应的解交错算法；其中，所述大运动幅度区域的解交错算法为Bob算法或CATV算法；所述静止区域的解交错算法为weave算法；所述小运动幅度区域的解交错算法为blend算法。优选地，所述视频解交错系统还包括组合模块，用于将解交错处理后的所述区域合并为一帧视频图像。本发明首先将视频图像预先划分为不同区域，并为不同区域指定不同的解交错算法，相对于应用单个算法的解交错处理方法，能够有效提高视频解交错的质量，改善主观体验，同时也规避了自适应算法对计算资源消耗过大且对图像子区域类型判断未必全部准确的问题，更适用于对实际复杂视频图像的解交错运算。
图1是本发明实施例的视频解交错方法流程图；图2是本发明实施例的视频画面区域划分示意图；图3是本发明实施例的视频解交错系统结构示意图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施方式
并配合附图详予说明。图1是本发明实施例的视频解交错方法流程图。本发明是一种基于区域划分的视频解交错方法，如图1所示，所述方法包括=Sioo分割步骤，将未进行解交错处理的视频序列中的视频画面分割为若干个区域；S200解交错步骤，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理；以及S300组合步骤，将解交错处理后的所述区域合并为一帧视频图像。所述分割步骤SlOO可以通过人工划分方式，通过操作者的主观监看，针对视频画面各区域的特点，例如视频图像运动幅度是较小还是较大，是否包含横滚字幕或上下滚动字幕，是否包含相对静止的台标等等，对视频画面进行分割。人工主观划分相对于自适应区域识别，具有节省运算资源，对区域分类准确的优点。根据场视频画面中不同区域的运动幅度即画面变化程度的不同，可以将视频画面分割获得的区域分为大运动幅度区域、小运动幅度区域及静止区域。在本实施例中，以图2 所示的某电视新闻节目的视频画面为示例说明分割步骤SlOO中的区域划分。参见图2，该节目的视频画面包括屏幕右侧和下方不断滚动变化的字幕，屏幕右上角保持静止不动的台标，以及显示动态画面的其它区域。在分割步骤SlOO中，操作者可以主观监看图2所示视频画面，并将该视频画面中包含的滚动字幕的区域分割为图2中所示的字幕区A，将包含台标的区域指定为台标区B，以及划分视频画面中的其它区域C。在每一场的视频画面中，字幕区A和台标区B的位置都是相对固定的，因此容易被操作者人为分割。并且，字幕区A的画面即所显示的字幕文字是快速变化的，因此字幕区A属于所述大运动幅度区域；相反，台标区B显然是画面保持不变的静止区域。关于其它区域C，在作为本实施例的新闻节目中， 其显示画面通常只是播音员的身体晃动和表情变化，没有大幅度的运动，因此属于小运动幅度区域。当然，在体育比赛或者影视剧等节目的视频画面中，该其它区域C也有可能是大运动幅度的区域。S200解交错步骤中，在上述区域划分的基础上，针对不同区域的特点，执行不同的解交错算法，即对所述大运动幅度区域、静止区域及小运动幅度区域分别应用相适应的解交错算法。其中，适于大运动幅度画面的解交错算法为基本的Bob算法，或者可以采用CAVT 算法，CAVT算法是一种可应用于运动幅度较大画面的具有内容自适应特性的解交错算法， 其针对画面像素的亮度值进行运算。对所述静止区域应用的解交错算法为基本的weave算法，由于weave算法只应用于视频画面中的静止区域，因此不会产生将该算法应用于动态画面时带来的横向条纹及锯齿。对所述小运动幅度区域，可以采用的解交错算法为blend 算法。
在本实施例中，通过分割步骤SlOO已将视频画面分割为字幕区A、台标区B以及其它区域C。解交错步骤S200中，对所述字幕区A应用适于大运动幅度画面的解交错算法， 即Bob算法或者CAVT算法；对所述台标区B应用适于静止画面的解交错算法，即weave算法；对所述其它区域C，根据其运动幅度大小，当其属于大运动幅度画面时同样采用Bob或者CAVT解交错算法；当其属于小运动幅度画面时采用blend解交错算法。在组合步骤S300中，对于解交错处理之后的字幕区A、台标区B及其它区域C的图像，重新合并为一帧图像。对于视频序列中的每一幅图像，可以均按照SlOO分割步骤的区域划分方法划分三个不同区域，并按照解交错步骤S200分区域执行不同的解交错算法，处理后将三个区域合并为一帧画面，从而完成对视频序列的解交错处理。为了执行上述基于区域划分的视频解交错处理，本发明提供了一种基于区域划分的视频解交错系统，如图3所示。该系统包括分割模块301，用于将视频序列中的视频画面分割为若干个区域；解交错模块302，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理。所述分割模块301以人工划分方式对视频画面进行分割，根据视频画面各部分的特点划分为大运动幅度区域、小运动幅度区域及静止区域。在本实施例中，操作者主观监看待分割的视频画面，根据视频图像运动幅度是较小还是较大，是否包含横滚字幕或上下滚动字幕，是否包含相对静止的台标等等，通过分割模块301对视频画面进行分割，获得图2所示的字幕区A、台标区B及其它区域C。解交错模块302中对所述字幕区应用大运动幅度画面的解交错算法，如Bob算法或CATV算法；对所述台标区B应用静止画面的解交错算法，如weave算法；对所述其它区域C，根据其运动幅度大小应用大运动幅度画面的解交错算法或者小运动幅度的解交错算法，所述大运动幅度画面的解交错算法为Bob算法或 CATV算法，所述小运动幅度的解交错算法为blend算法。所述视频解交错系统还包括组合模块303，用于将解交错处理后的所述区域合并为一帧视频图像。对于视频序列中的每一幅图像，可以均由分割模块301划分三个不同区域，并由解交错模块302分区域执行不同的解交错算法，处理后由组合模块303将三个区域合并为一帧画面，从而输出解交错后的帧序列，完成对视频序列的解交错处理。本发明通过将视频图像分区域指定不同的解交错算法，相对于应用单个算法的解交错处理，能够有效提高视频解交错的质量，改善主观体验，同时也规避了自适应算法对计算资源消耗过大且对图像子区域类型判断未必全部准确的问题，更适用于对实际复杂视频图像的解交错运算。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种基于区域划分的视频解交错方法，其特征在于，包括以下步骤分割步骤，将视频序列中的视频画面分割为若干个区域；解交错步骤，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理。
2.根据权利要求1所述的视频解交错方法，其特征在于，所述分割步骤通过人工划分方式对视频画面进行分割。
3.根据权利要求1所述的视频解交错方法，其特征在于，所述分割步骤中对视频画面分割获得的区域分为字幕区、台标区及其它区域。
4.根据权利要求3所述的视频解交错方法，其特征在于，所述解交错步骤中对所述字幕区应用适于大运动幅度区域的解交错算法；对所述台标区应用适于静止区域的解交错算法；对所述其它区域，根据其运动幅度大小应用适于大运动幅度区域的解交错算法或者适于小运动幅度区域的解交错算法。
5.根据权利要求1所述的视频解交错方法，其特征在于，所述分割步骤中对视频画面分割获得的区域分为大运动幅度区域、小运动幅度区域及静止区域。
6.根据权利要求5所述的视频解交错方法，其特征在于，所述解交错步骤中对所述大运动幅度区域、静止区域及小运动幅度区域分别应用相适应的解交错算法。
7.根据权利要求4或6所述的视频解交错方法，其特征在于，所述大运动幅度区域的解交错算法为Bob算法或CATV算法；所述静止区域的解交错算法为weave算法；所述小运动幅度区域的解交错算法为blend算法。
8.根据权利要求1所述的视频解交错方法，其特征在于，该方法还进一步包括组合步骤，将解交错处理后的所述区域合并为一帧视频图像。
9.一种基于区域划分的视频解交错系统，其特征在于，包括分割模块，用于将视频序列中的视频画面分割为若干个区域；解交错模块，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理。
10.根据权利要求9所述的视频解交错系统，其特征在于，所述分割模块以人工划分方式对视频画面进行分割。
11.根据权利要求9所述的视频解交错系统，其特征在于，所述分割模块用于对视频画面进行分割获得字幕区、台标区及其它区域。
12.根据权利要求11所述的视频解交错系统，其特征在于，解交错模块对所述字幕区应用适于大运动幅度区域的解交错算法，对所述台标区应用适于静止区域的解交错算法; 对所述其它区域，根据其运动幅度大小应用适于大运动幅度区域的解交错算法或者适于小运动幅度区域的解交错算法。
13.根据权利要求9所述的视频解交错系统，其特征在于，所述分割模块对视频画面分割获得大运动幅度区域、小运动幅度区域及静止区域。
14.根据权利要求13所述的视频解交错系统，其特征在于，所述解交错模块用于对所述大运动幅度区域、静止区域及小运动幅度区域分别应用相适应的解交错算法。
15.根据权利要求12或14所述的视频解交错系统，其特征在于，所述大运动幅度区域的解交错算法为Bob算法或CATV算法；所述静止区域的解交错算法为weave算法；所述小运动幅度区域的解交错算法为blend算法。
16.根据权利要求9所述的视频解交错系统，其特征在于，该系统进一步包括组合模块，用于将解交错处理后的所述区域合并为一帧视频图像。
全文摘要
本发明提供了一种基于区域划分的视频解交错方法和系统，所述方法和系统将视频序列中的视频画面分割为若干个区域，对不同的所述区域分别应用特定的解交错算法进行解交错处理。本发明利用视频图像不同区域具有不同运动特性的规律，分区域执行不同的解交错算法，从而能够有效提高视频解交错的质量，改善主观体验，同时也规避了自适应算法对计算资源消耗过大且对图像子区域类型判断未必全部准确的问题，更适用于对实际复杂视频图像的解交错运算。
文档编号H04N7/01GK102256096SQ201110222310
公开日2011年11月23日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者李毅, 罗翰, 要文涛 申请人:北京世纪鼎点软件有限公司