数字视频后处理芯片的算法研究

作     者：朱昕荣 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何杞鑫

授予年度：2003年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：视频格式转换 去隔行 运动估计 帧率提升 

摘      要：随着生活水平的提高，人们对电视图像质量的要求越来越高，传统的电视系统已不能满足人们的需要，能提高电视图像质量同时成本又不太高的方案的吸引力是显然的，现在的图像处理技术已能达到这种水平，我们可以通过去隔行、帧率提升、图像增强和降噪等方法将现行的隔行扫描、扫描频率偏低的视频信号转换成逐行扫描、扫描频率较高、图像质量较高和信噪比较高的视频信号。 本文首先介绍视频后处理的理论基础，然后着重介绍了我们芯片中采用的三维递归搜索块匹配运动估计算法，以及块的二次采样及运动矢量场后处理，这种算法能够估计出物体的真正运动，能保证运动场的平滑性和正确性，特别适合应用于运动补偿的视频格式转换处理上，而且算法的复杂度小，便于硬件实现。 然后介绍了各种用于视频格式转化的算法，比较它们的优缺点，在前人提出的时间递归运动补偿算法基础上，提出了一种新型的边缘保护的运动补偿去隔行算法，时间递归算法由于没有考虑到当前像素周围的边沿方向，会在移动边沿上产生阶梯效应，同时时间递归由于采用了中值滤波方案，会丧失一部分垂直清晰度，本文就是从这两方面提出了改进，增加了一个5×3的边沿检测窗口，使中值滤波在最相关的方向上进行，同时从前一场中获得垂直空间方向上的高频信息以抵消低通滤波造成的高频分量的损失。对经过这样处理的视频图像数据再做增强处理，用中值滤波器去除噪声，用锐度控制算法对图像做边缘增强，最后提出了视频后处理芯片的体系结构。