高清數(shù)字電視后端圖像處理算法研究.pdf

1、在高清數(shù)字電視芯片中，視頻圖像質量的好壞由視頻后端處理模塊決定。數(shù)字視頻具有時變的特點，處理時需考慮圖像序列間瞬時的時間冗余度與圖像空間冗余度。在視頻后端處理中運用運動估計及運動補償技術，是很有價值的研究課題。它是圖像靜止特性和視頻運動特性的交匯點，既能發(fā)揮傳統(tǒng)圖像處理技術的原有優(yōu)勢，又能充分利用運動提供的有用信息，使圖像的質量和魯棒性得到提高。但目前這一領域剛起步，很多技術理論與研究工作都需要開展。
　　本文以運動估計和運動補償

2、（MEMC）技術為基礎，對數(shù)字電視后端圖像處理系統(tǒng)中主要的功能模塊進行深入研究。研究涉及運動估計和補償、降噪、去隔行、去抖動、以及基于三維遞歸搜尋（3DRS）的幀率上轉換。
　　本文的主要研究成果如下：
　　1.研究了常用的MEMC技術和幾種塊匹配搜尋算法，針對3DRS的不足，在收斂條件設置、候選矢量設置與更新、掃描順序優(yōu)化、雙向運動估計等方面做出改進，提高了算法收斂速度。此外，針對運動補償中的空洞問題，提出一種塊腐蝕的易于

3、實現(xiàn)的解決方案，并結合3DRS，設計了幀率上轉換模塊進行算法性能驗證。實驗結果表明，這種改進算法是一種非常有效的MEMC模塊，應用到數(shù)字電視后端視頻處理中可以顯著提高圖像質量。
　　2.對降噪和去隔行進行研究，提出一種融合運動補償處理結果的降噪與去隔行方法。算法的處理核心是幫助降噪與去隔行模塊恢復在某一個固定空間位置的時間相關性。該算法不僅能有效解決在處理隨機性極強的高斯噪聲時，無法準確甄別正常像素點與噪點，以及無法恢復被噪點覆蓋

4、的原始像素點的問題，而且還能解決傳統(tǒng)去隔行技術中無法支持大的方向和角度，以及局部閃爍等問題。此外，將降噪和去隔行共用于一個運動補償模塊，能有效降低資源消耗和硬件成本。
　　3.對去抖動進行研究，針對傳統(tǒng)投影法的不足，設計了一種改進的基于投影法的全局ME算法，可用于3DRS的ME模塊的全局運動參數(shù)計算。在算法實現(xiàn)中，采用ME模塊的矢量緩存產生全局矢量，可充分利用當前系統(tǒng)已有的資源，將系統(tǒng)消耗降到最低。實驗結果表明，該算法不僅可以去除