专利名称：去隔行处理方法
技术领域：
本发明涉及视频处理技术，尤其涉及一种去隔行处理方法。
背景技术：
现有技术中的显示设备，如 液晶显示面板和等离子显示面板等都采用逐行扫描的方式，而视频源，如DVD，蓝光DVD等始终使用隔行的方式记录并保存视频内容。隔行扫描视频采用奇场、偶场交替的方式存储和显示，有效行数为逐行扫描视频的一半，主要的格式为480i、576i或1080i等，能够节约存储空间和传输带宽。但通过显示设备显示视频内容时，往往需要视频去隔行处理将其转换为逐行格式，视频去隔行，即在隔行图像的每行之间插入一条新行，填补为一幅完整的逐行扫描的图像的处理过程。现有技术的去隔行处理方法，由于对图像边沿并无特别处理，因此对图像边沿方向的判断并不准确，转换后的图像效果并不佳，尤其在低角度边沿的处理上，往往会有明显的锯齿现象。因此，亟需提出一种可以准确确定边沿方向的去隔行处理方法，以提高转换和显示的图像质量。
发明内容
本发明提供一种去隔行处理方法，以提高去隔行处理中待插值像素点方向确定的准确性。本发明提供一种去隔行处理方法，其特征在于，包括通过第一扫描窗口对所述原始图像的各原始像素进行扫描，在扫描过程中，根据所述第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，其中，所述待插值像素点位于所述第一扫描窗口的中心，所述第一扫描窗口为MXN, M ^ 4, N ^ 7 ；若所述待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围，则获取与所述待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，根据所述上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定所述待插值像素点的方向；根据所述待插值像素点的方向对所述待插值像素点插值。由上述技术方案可知，本发明提供的去隔行处理装置通过第一扫描窗口对原始图像的各原始像素进行扫描，在扫描过程中，根据第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，若待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围，则获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，根据上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定待插值像素点的方向，根据待插值像素点的方向对待插值像素点插值。通过第一扫描窗口的设置，对待插值像素点的边沿方向的角度进行粗略判断，若该角度属于低角度范围，则通过相邻上下两行原始像素点的梯度信息确定该边沿方向，实现过程简单，且提高了待插值像素点方向确定的准确性。
图1为本发明实施例提供的第一种去隔行处理方法流程图；图2为本发明实施例提供的第一扫描窗口示意图；图3为本发明实施例提供的第一扫描窗口和第二扫描窗口示意图；图4为本发明实施例提供的第二种去隔行处理方法流程图；图5为本发明实施例提供的高角度预测示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图I为本发明实施例提供的第一种去隔行处理方法流程图。如图I所示，本发明实施例提供的去隔行处理方法具体可以应用于对隔行视频进行去隔行处理得到逐行视频的过程，可以通过去隔行处理装置来执行，该去隔行处理装置可以集成在例如电视机、机顶盒、视频处理器或图像加速单元等设备的图像处理器中，也可以单独设置，可以通过现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者是特定用途集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,简称ASIC)等数字集成电路来实现，也可以通过其他微控制芯片来实现。本实施例提供的去隔行处理方法具体包括步骤10、通过第一扫描窗口对原始图像的各原始像素进行扫描，在扫描过程中，根据第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，其中，待插值像素点位于第一扫描窗口的中心，第一扫描窗口为MXN,M>4,N>7 ；步骤20、若待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围，则获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，根据上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定待插值像素点的方向；步骤30、根据待插值像素点的方向对待插值像素点插值。图2为本发明实施例提供的第一扫描窗口示意图。如图2所示，具体地，第一扫描窗口 Gl为一个MXN的扫描窗口，M彡4, N彡7,待插值像素点S位于该第一扫描窗口 Gl的中心，或者靠近中心的位置，图2所不的第一扫描窗口 Gl以4X7的窗口为例,N为奇数,贝Ij该第一扫描窗口 Gl的中心即为待插值像素点S。若N为偶数,贝U可以选择位于该第一扫描窗口中心的两个像素点中的一个为该待插值像素点。通过该第一扫描窗口对原始图像中的原始像素点进行扫描，在扫描过程中，通过第一扫描窗口中的原始像素点的像素值可以对该待插值像素点的角度所属范围进行粗略判断，该角度具体为待插值像素点的边沿方向的角度。若待插值像素点的角度所属范围为低角度范围，则获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息。具体地，若该方向与水平方向的夹角小于30度,则该方向的角度属于低角度范围,其他角度属于高角度范围。可以预先对原始图像中各行原始像素点进行梯度检测，并将检测到的梯度的梯度信息进行存储。在待插值像素点的角度确定过程中，可以与根据该待插值像素点相邻的上下两行的梯度信息确定该待插值像素点的方向。
待插值像素点的方向确定后，即可根据该方向对待插值像素点进行插值，插值过程具体可以为双线性插值或双立方插值方法来实现，或者将其左边梯度的像素复制到待插值位置，也可以采用现有技术的其他插值方法来实现，本发明并不以此为限。本实施例提供的去隔行处理方法，去隔行处理装置通过第一扫描窗口对原始图像的各原始像素进行扫描，在扫描过程中，根据第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，若待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围，则获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，根据上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定待插值像素点的方向，根据待插值像素点的方向对待插值像素点插值。通过第一扫描窗口的设置，对待插值像素点的边沿方向的角度进行粗略判断，若该角度属于低角度范围，则通过相邻上下两行原始像素点的梯度信息确定该边沿方向，实现过程简单，且提高了待插值像素点方向确定的准确性。在本实施例中，步骤10，根据第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，具体可以包括如下步骤
根据第一扫描窗口判断待插值像素点应用以下公式生成第一矩阵I (A(i, j-l)-A(i, j))-(A(i, j)_A(i, j+1)) | ;根据第一扫描窗口判断待插值像素点应用以下公式生成第二矩阵A(i, j)-A(i+2, j) I ；将第一矩阵进行滤波处理后生成第一特征值，将第二矩阵进行滤波处理后生成第二特征值；若第一特征值大于第二特征值，则待插值像素点的角度所属的范围为高角度范围，若第一特征值小于第二特征值，则待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围；其中，A(i，j)为第i行j列的原始像素点的像素值。具体地，通过上述公式计算得到的第一矩阵为MX (N-2)的矩阵，第二矩阵为(M-2) XN的矩阵，分别对第一矩阵和第二矩阵进行滤波处理得到第一特征值和第二特征值，该对矩阵的滤波处理过程具体可以为将矩阵中各元素加权平均的过程。再通过将第一特征值和第二特征值进行比较，以确定待插值像素点的角度所属的范围。在本实施例中，优选地，N为奇数。在本实施例中，步骤20中，获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息之前，该方法还可以包括如下步骤在扫描的过程中，对第二扫描窗口中的原始像素点做相邻点的差分运算，对计算结果进行量化，根据量化结果判断是否扫描到梯度，若是，则将梯度的梯度信息进行缓存，其中，第二扫描窗口为I XT, T ( N,且第二扫描窗口位于第一扫描窗口的第M行；相应地，步骤20中，获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，具体为获取缓存的、与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息。具体地，可以设置第二扫描窗口以获取原始图像中各行原始像素点的梯度信息。该第二扫描窗口具体为IXT的窗口，且T ( N,该第二扫描窗口设置在第一扫描窗口中，且位于该第一扫描窗口的第M行，如图3所示。在第一扫描窗口 Gl对原始图像的原始像素点进行扫描的过程中，该第二扫描窗口 G2与第一扫描窗口 Gl相对静止,并对各行进行扫描，在第二扫描窗口 G2的扫描过程中，对第二扫描窗口 G2中的相邻的原始像素点两两差分运算，再对差分运算的结果进行量化，根据量化结果判断是否存在梯度。当检测到梯度时，将梯度对应的梯度信息进行缓存。通过第一扫描窗口 Gl的设置，在第一扫描窗口 Gl的扫描过程中粗略判断待插值像素点S的角度所属范围，再通过位于第一扫描窗口 Gl中的第二扫描窗口 G2的设置，扫描过程中同时实现对原始图像中各行的梯度检测，并将检测到的梯度的梯度信息缓存，以通过检测到的梯度信息对待插值像素点S的方向进行精确判断，大大提高了待插值方向确定的准确性，而且降低了系统资源的占用，且易于实现。在本实施例中，对第二扫描窗口中的原始像素点做相邻点的差分运算，对计算结果进行量化，具体可以为 将第二扫描窗口中的相邻的两个原始像素点的像素值相减得到差值，若差值大于第一预设阈值，则量化值为1，若差值小于第二预设阈值，则量化值为-1，否则，量化值为O。具体地，第一预设阈值和第二预设阈值的绝对值可以相等，但符号相反。 在本实施例中，根据量化结果判断是否扫描到梯度，具体可以为若量化结果为两端为O、中间全为I的量化值序列或者两端为0，中间全为-I的量化值序列，则扫描到梯度。具体地，两端为O、中间全为I的量化值序列例如为0011111000的量化值序列，两端为0，中间全为-I的量化值序列例如为00-1-1-1-1-1000的量化值序列。在本实施例中，梯度信息具体可以包括梯度的起始位置、梯度的结束位置，梯度的方向和梯度的角度。具体地，梯度起始的像素点的位置可以用以指示梯度的起始位置，梯度结束的像素点的位置可以用以指示梯度的结束位置。通过量化符号可以确定梯度的方向，比如当量化值为正，可认为梯度是自左向右上升的梯度，当量化值为负，可认为梯度是自左向右下降的梯度。通过梯度的结束位置的像素值与起始位置的像素值之差与梯度长度的比值确定梯度的角度，其中梯度长度通过连续的I或-I个数来确定在本实施例中，步骤20中，根据上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定待插值像素点的方向，具体可以为若上下相邻两行的原始像素点的梯度信息中的梯度的方向一致，且梯度的角度之差小于预设值，根据上下相邻两行的原始像素点的梯度信息中的梯度的起始位置和梯度的结束位置确定待插值像素点的方向。具体地，若待插值像素点处于一个边沿上，则该待插值像素点必然具有一边沿方向。若上下相邻两行中均存在梯度，且两个梯度的方向一致，梯度的角度之差小于预设值，则可以推断在该两个梯度用以指示同一边沿，该上下相邻两行之间的必然存在待插值像素点也处于该边沿上，且该待插值像素点的方向和角度与上述两个梯度的方向和角度一致，根据两个梯度的起始位置和结束位置即可确定待插值像素点的方向。例如，上一行的梯度的起始位置为243列，结束位置为253列，梯度的方向和角度为每隔一个像素下降10,下一行梯度的起始位置为263列，结束位置为273列，梯度的方向和角度为每隔一个像素下降10，这样可以计算得到待插值像素所在的边沿的梯度也是每隔一个像素下降10，起始位置为上一行梯度和下一行梯度的起始位置的平均值，即253，结束位置为上一行梯度和下一行梯度的结束位置的平均值，即263。
在实际应用过程中，还可以根据与该待插值像素点所在行相隔一行原始像素已插值像素点的梯度信息对该待插值像素点的方向进行判断。若不仅与该待插值像素点上下相邻两行中存在梯度，在该已插值行中也存在梯度，且三者的方向一致，角度大致相等，则可以根据该三个一致的梯度信息确定该待插值像素点的方向。图4为本发明实施例提供的第二种去隔行处理方法流程图。如图4所示，步骤10，根据第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围之后，步骤20，根据待插值像素点的方向对待插值像素点插值之前，该方法还可以包括步骤40、若待插值像素点的角度所属的范围为高角度范围，则确定待插值像素点的至少两个预测方向，对于每个预测方向，确定预测方向与待插值像素点上下相邻的相交的原始像素点，对于每个相交的原始像素点，根据相交的原始像素点所在行的、与相交的原始像素点左右邻近的两个原始像素点的像素值生成相关性信息，根据每个预测方向的相关性信息确定待插值像素点的方向。具体地，若判断该待插值像素点的角度所属的范围为高角度范围，确定待插值像 素点的至少两个预测方向，每个预测方向均经过该待插值像素点。图5示出了五个预测方向，分别为方向A、方向B、方向C、方向D和方向E，以预测方向B为例，该预测方向与上下相邻两行相交点的原始像素点分别为原始像素点Sll和原始像素点S21,确定原始像素点Sll所在行的、与该原始像素点Sll左右相邻的原始像素点S12和原始像素点S13，将原始像素点S11、原始像素点S12和原始像素点S13的三者的像素值求和，同时确定原始像素点S21所在行的、与该原始像素点S21左右相邻的原始像素点S22和原始像素点S23,将原始像素点S21、原始像素点S22和原始像素点S23的三者的像素值求和，计算两个和的差值。对于每个预测方向都计算一个上述差值，将差值最小的预测方向确定为该待插值像素点S的方向。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种去隔行处理方法，其特征在于，包括 通过第一扫描窗口对所述原始图像的各原始像素进行扫描，在扫描过程中，根据所述第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，其中，所述待插值像素点位于所述第一扫描窗口的中心，所述第一扫描窗口为MXN, M ^ 4, N ^ 7 ； 若所述待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围，则获取与所述待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，根据所述上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定所述待插值像素点的方向； 根据所述待插值像素点的方向对所述待插值像素点插值。
2.根据权利要求I所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述获取与所述待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息之前，所述方法还包括 在所述扫描的过程中，对第二扫描窗口中的原始像素点做相邻点的差分运算，对计算结果进行量化，根据量化结果判断是否扫描到梯度，若是，则将所述梯度的梯度信息进行缓存，其中，所述第二扫描窗口为I XT, T ( N,且所述第二扫描窗口位于所述第一扫描窗口的第M行； 相应地，所述获取与所述待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，具体为 获取缓存的、与所述待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息。
3.根据权利要求I所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述根据所述第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围，包括 根据所述第一扫描窗口判断待插值像素点应用以下公式生成第一矩阵(A(i，j-l)_A(i，j))-(A(i，j)_A(i，j+1)) I ； 根据所述第一扫描窗口判断待插值像素点应用以下公式生成第二矩阵A(i，j)-A(i+2, j) I ； 将所述第一矩阵进行滤波处理后生成第一特征值，将所述第二矩阵进行滤波处理后生成第二特征值； 若所述第一特征值大于第二特征值，则所述待插值像素点的角度所属的范围为高角度范围，若所述第一特征值小于第二特征值，则所述待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围； 其中，A(i，j)为第i行j列的原始像素点的像素值。
4.根据权利要求I所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述根据量化结果判断是否扫描到梯度，具体为 若所述量化结果为两端为O、中间全为I的量化值序列或者两端为O，中间全为-I的量化值序列，则扫描到梯度。
5.根据权利要求2所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述对第二扫描窗口中的原始像素点做相邻点的差分运算，对计算结果进行量化，具体为 将所述第二扫描窗口中的相邻的两个原始像素点的像素值相减得到差值，若所述差值大于第一预设阈值，则量化值为1，若所述差值小于第二预设阈值，则量化值为-1，否则，量化值为O。
6.根据权利要求I所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述梯度信息包括梯度的起始位置、梯度的结束位置，梯度的方向和梯度的角度。
7.根据权利要求6所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述根据所述上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定所述待插值像素点的方向，具体为 若所述上下相邻两行的原始像素点的梯度信息中的梯度的方向一致，且梯度的角度之差小于预设值，根据所述上下相邻两行的原始像素点的梯度信息中的梯度的起始位置和梯度的结束位置确定所述待插值像素点的方向。
8.根据权利要求I所述的去隔行处理方法，其特征在于，所述根据所述第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围之后，所述根据所述待插值像素点的方向对所述待插值像素点插值之前，所述方法还包括 若所述待插值像素点的角度所属的范围为高角度范围，则确定所述待插值像素点的至少两个预测方向，对于每个所述预测方向，确定所述预测方向与所述待插值像素点上下相邻的相交的原始像素点，对于每个所述相交的原始像素点，根据所述相交的原始像素点所在行的、与所述相交的原始像素点左右邻近的两个原始像素点的像素值生成相关性信息，根据每个所述预测方向的相关性信息确定所述待插值像素点的方向。
9.根据权利要求I所述的去隔行处理方法，其特征在于所述N为奇数。
全文摘要
本发明提供一种去隔行处理方法，该去隔行处理方法包括通过第一扫描窗口对原始图像的各原始像素进行扫描，在扫描过程中，根据第一扫描窗口判断待插值像素点的角度所属的范围；若待插值像素点的角度所属的范围为低角度范围，则获取与待插值像素点上下相邻两行的原始像素点的梯度信息，根据上下相邻两行的原始像素点的梯度信息确定待插值像素点的方向；根据待插值像素点的方向对待插值像素点插值。本发明实施例提供的去隔行处理方法，大大提高了去隔行处理中待插值像素点方向确定的准确性。
文档编号H04N7/01GK102868870SQ20121036554
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者许丹 申请人:许丹