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布置為對圖像濾波的方法和系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:7738823閱讀:164來源:國知局
專利名稱:布置為對圖像濾波的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明領(lǐng)域涉及使用多個濾波器對圖像/視頻濾波的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)代消費者多媒體設(shè)備(諸如便攜式媒體播放機、個人導(dǎo)航設(shè)備、移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等等)通常具有例如在設(shè)備的顯示器上提供(高質(zhì)量)視頻輸出的能力。然而,由于不期望的效果,相機傳感器、視頻壓縮、通過通信通道的視頻傳輸?shù)南拗撇焕赜绊懸曨l質(zhì)量。閃爍是這種不期望的效果的例子。會出現(xiàn)在使用交織掃描線技術(shù)以便最小化所使用的信號帶寬的電視系統(tǒng)等中。通過交織掃描線技術(shù),圖像顯示為兩個掃描線場,一個掃描線場包括圖像的奇水平線,以及第二掃描線場包括圖像的偶水平線。用這種方式,交替地顯示圖像的奇偶掃描線場,例如,對NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會)系統(tǒng),以每秒60場的速率, 以及對PAL(逐行倒相)系統(tǒng),以每秒50場的速率。奇偶線的顯示的交替會導(dǎo)致圖像的閃爍。閃爍能看作混疊現(xiàn)象,是當(dāng)高頻圖像能量與低頻圖像能量混疊時產(chǎn)生的現(xiàn)象,由此導(dǎo)致其中呈現(xiàn)高空間垂直頻率的低頻閃爍。其他不期望的效果可以包括噪聲、對比度失真模糊、振蕩等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供如在權(quán)利要求書中所述的、用于對圖像數(shù)據(jù)濾波的系統(tǒng)及其方法。在從屬權(quán)利要求中,闡述本發(fā)明的特定例子。本發(fā)明的這些和其他方面從下文描述的例子將是顯而易見的,并且參考下文描述的例子來說明。


參考附圖,僅舉例來描述本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)、方面和例子。為簡化和清楚起見, 圖示圖中的元件,而不必按比例繪制。圖1圖示用于對待顯示的圖像數(shù)據(jù)濾波的方法的實施例的例子;圖2圖示圖像、像素和圖像區(qū);圖3圖示具有視頻部分和圖形部分的圖像;圖4圖示圖像區(qū)的光譜和頻譜劃分成均勻帶寬的七個無重疊頻帶的實施例的例子;圖5圖示兩個頻率區(qū)的多個頻率區(qū)閾值;圖6圖示圖像序列;圖7和圖8圖示用于對待顯示的圖像數(shù)據(jù)濾波的方法的實施例的例子;圖9圖示被布置為對圖像濾波的系統(tǒng)的實施例的例子;以及圖10圖示系統(tǒng)900的實施例的例子。
具體實施例方式圖1圖示用于對待顯示的圖像數(shù)據(jù)濾波的方法100的實施例的例子。方法100從初始化步驟110開始。初始化步驟110可以包括接收表示先前接收的圖像的數(shù)據(jù)。步驟110后是接收圖像數(shù)據(jù)的步驟120。圖像數(shù)據(jù)表示圖像。圖像可以包括多個像素,例如以多行和列布置。圖像可以包括任何適當(dāng)數(shù)目的像素,諸如從幾千至數(shù)百萬個像
ο圖像數(shù)據(jù)可以包括一個或多個分量,諸如圖像的紅色分量、圖像的綠色分量、圖像的藍(lán)色分量。然而,對另一例子,圖像數(shù)據(jù)可以包括圖像的亮度分量、圖像的兩個色度分量寸寸。步驟120后是步驟130 對多個圖像像素中的每一個圖像像素定義圖像區(qū)。因此, 對每一個圖像像素或僅對被選的圖像像素,定義圖像區(qū)。圖2圖示圖像200、像素210和圖像區(qū)220。像素210位于與該像素相關(guān)聯(lián)的圖像區(qū)220中,在該例子中,像素210位于圖像區(qū)220的中間。對圖像的所有像素,圖像區(qū)可以是相同大小,但也并不一定如此。圖像區(qū)可以是矩形的,但也可以具有其他形狀。例如,可以使用NXM的圖像區(qū),其中,M等于N或與 M不同。如果N = M = 5,那么每一個圖像區(qū)包括25個像素,以及正被濾波的像素可以位于圖像區(qū)的中間。圖像200的每一個像素具有與之相關(guān)聯(lián)的其自己的圖像區(qū)??梢园磮D像的每一個像素或圖像的一些(但并非全部)像素中的每一個像素,限定圖像區(qū)。例如,如果圖像包括視頻部分以及可以重疊在視頻部分上或位于圖像的單獨部分中的圖形部分,則圖形部分可以被忽略。這能減少由于考慮到具有像素的圖形而引入的可能的失真。然而,對另外的例子,可以忽略限定圖像的邊緣的像素。圖3圖示具有視頻部分501和圖形部分502的圖像500。這些部分可以重疊-因為圖形可以重疊在視頻圖像上-但并不一定如此。方法100可以忽略圖形部分502的全部或一些像素。注意,圖像可以包括多個視頻部分,并且,另外地或替選地,多個圖形部分。再參考圖1,步驟130后是對每一個限定的圖像區(qū)重復(fù)的步驟序列。該序列可以包括執(zhí)行垂直處理和然后水平處理,或反之亦然。注意,該序列可以僅包括垂直處理或僅水平處理。該序列從步驟140開始將每一個圖像區(qū)的頻譜劃分成多個,例如,至少兩個或至少三個圖像區(qū)頻率范圍分量。圖4圖示圖像區(qū)的光譜400和將頻譜劃分成表示為410、420、430、440、450、460和 470的均勻帶寬的七個非重疊頻帶。光譜400能是垂直光譜或水平光譜,但也并不一定如此??梢栽黾宇l率范圍的數(shù)目以便提供更精確和更可控的處理,但另一方面,會增加圖像數(shù)據(jù)的處理所需的復(fù)雜度或時間。因此,可以根據(jù)圖像處理的復(fù)雜度和可控性之間的折衷提供圖像區(qū)頻率范圍的數(shù)目。頻率范圍可以是相同的帶寬但也可以根據(jù)它們的帶寬而彼此不同。頻率范圍可以包括水平頻率范圍、垂直頻率范圍或其組合。水平頻率范圍的數(shù)目和寬度可以等于相應(yīng)的垂直頻率范圍的數(shù)目和寬度,但也并不一定如此。在步驟140后是步驟150和160。每一個后續(xù)步驟并行、串行或其組合地應(yīng)用在多個不同的圖像區(qū)頻率范圍分量上。步驟160可以例如在步驟150后執(zhí)行或并行執(zhí)行。步驟150包括對每一個圖像區(qū)頻率范圍分量計算能量級別。計算圖像區(qū)頻率的能量級別可以包含由濾波器濾波圖像信息來獲得多個濾波結(jié)果。濾波結(jié)果是復(fù)數(shù)-包括虛部和實部??梢酝ㄟ^下述計算或估計能量級別(i)計算與單個濾波結(jié)果相關(guān)聯(lián)的能量指示, 以及(ii)處理(例如平均)由多個能量指示獲得的能量指示。能量指示的計算可以包括計算實虛部的和的絕對值或通過求和實部的平方和虛部的平方。對本發(fā)明的另外的實施例,通過執(zhí)行時域到頻域轉(zhuǎn)換(諸如離散傅里葉變換),能代替濾波操作??梢詫D像的每一部分的每一個整個圖像,執(zhí)行能量級別的計算。步驟160包括對每一個圖像區(qū),基于圖像部分的強度參數(shù)和基于與該圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的至少一個參考圖像部分的能量參數(shù),計算至少一個頻率區(qū)閾值。該閾值例如可以與參考圖像部分的能量參數(shù)成比例,如下文更詳細(xì)所述。強度參數(shù)可以是用于圖像部分的強度的任何度量,以及可以通過處理(例如統(tǒng)計上處理)圖像部分的像素的強度來提供。強度參數(shù)可以例如是這些像素的平均強度、這些像素的加權(quán)平均等等。能用亮度像素的灰度級,或紅、綠和藍(lán)像素的灰度級表示強度??梢钥紤]人類視覺感(HVQ適應(yīng)強度參數(shù)。圖像部分可以是圖像區(qū)本身、多個圖像區(qū)、整個圖像等等。例如,圖像部分可以是圖2的圖像區(qū)220、圖2的圖像200、圖3的圖像500、圖3的視頻部分501、圖像500的圖像區(qū)、圖3的視頻部分501的圖像區(qū)等等。至少一個參考圖像部分可以屬于在前,例如先前圖像,在目前正處理的圖像之前, 或?qū)儆谙惹皥D像以及當(dāng)前圖像兩者。先前圖像可以例如是屬于與當(dāng)前處理的圖像相同的視頻流但具有更早展示時間戳的圖像。參考部分可以例如是圖像的單個圖像區(qū)(諸如先前圖像的圖像區(qū),位于在先前圖像中的與當(dāng)前圖像的圖像區(qū)的相應(yīng)的相同位置)、圖像的多個圖像區(qū)、多個圖像的多個圖像區(qū)、整個圖像等等。能量參數(shù)可以是用于參考圖像部分的能量的任何適當(dāng)?shù)亩攘?。例如,能量參?shù)可以是參考圖像部分的平均能量、參考圖像部分的能量的加權(quán)平均等等。按每圖像區(qū)頻率范圍,計算能量參數(shù)。注意,高圖像區(qū)頻率范圍的能量參數(shù)的計算可以包括執(zhí)行參考圖像部分的一階導(dǎo)數(shù),以便分離參考圖像部分的高頻分量。如所述,方法100(圖1)的步驟160可以包括對圖像區(qū)頻率范圍分量計算單個或多個頻率區(qū)閾值。頻率區(qū)閾值可以例如形成多個閾值集并且步驟160可以包括在閾值集之間選擇,例如基于圖像部分的強度參數(shù)。圖5圖示第一頻帶的三個頻率區(qū)閾值510、520和530。這些閾值定義四個相應(yīng)的強度參數(shù)范圍505、515、525和535 低于頻率區(qū)閾值510的強度參數(shù)范圍、在頻率區(qū)閾值 510和520之間的強度參數(shù)范圍、在頻率區(qū)閾值520和530之間的強度參數(shù)范圍、以及高于頻率區(qū)閾值530的強度參數(shù)范圍。圖5還圖示第二頻帶的兩個頻率區(qū)閾值540和550。這些閾值定義三個強度參數(shù)范圍537、545和555 低于頻率區(qū)閾值MO的強度參數(shù)范圍、在頻率區(qū)閾值540和550之間的強度參數(shù)范圍、和高于頻率區(qū)閾值550的強度參數(shù)范圍。圖6圖示圖像序列610、620、630、640和650。這些圖像例如可以逐個顯示,并且形成視頻序列的一部分。在該例子中,圖像650是當(dāng)前處理的圖像,而圖像610、620、630和640可以被稱為先前圖像。每一個圖像包括多個圖像區(qū),諸如圖像區(qū)612、622、632、642和652。這些圖像區(qū)屬于不同的圖像但位于圖像中的相應(yīng)位置。當(dāng)正評估圖像區(qū)612時,參考圖像部分可以是圖像區(qū)622、632、642和652中的任何圖像區(qū)、可以是圖像區(qū)612本身、可以是圖像610、620、630、640和650中的任何圖像。例如,先前圖像的圖像區(qū)612、622、632和642可以是參考圖像部分,并且能量參數(shù)可以通過確定每一個參考圖像部分的能量參數(shù)、將函數(shù)(諸如統(tǒng)計函數(shù))應(yīng)用在能量參數(shù)上來獲得單個能量參數(shù)而獲得。例如,可以對圖像區(qū)的特定圖像區(qū)頻率范圍分量定義頻率區(qū)閾值(TH1. . . TH6)??梢岳缤ㄟ^將圖像區(qū)的能量參數(shù)(EP)乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)ΚΙ...K6,計算這些頻率區(qū)閾值,例如,在六個頻率區(qū)閾值的情況下,可以預(yù)先確定六個系數(shù)TH1 = K1*EP, TH2 = K2*EP, TH3 =K3*EP,TH4 = K4*EP,TH5 = K5*EP以及TH6 = K6*EP。這些頻率區(qū)閾值可以布置在兩個集中一個包括TH1、TH2和TH3,以及另一集包括TH4、TH5和TH6。對這兩個集中的集的選擇基于強度參數(shù)(IP)的值,并且例如當(dāng)IP低于特定閾值時,可以選擇第一集,以及當(dāng)IP高于特定閾值時,可以選擇第二集。表1提供每一個均三個頻率范圍閾值(高、中和低)的兩個集的例子,其中,Kl = 0. 4、K2 = 0. 9、K3 = 2、Κ4 = 0. 2、K5 = 0· 4 和 K6 = 1。
權(quán)利要求
1.一種對圖像數(shù)據(jù)濾波的方法,所述方法包括 接收圖像數(shù)據(jù),其中,圖像包括多個像素; 對多個圖像像素中的每一個圖像像素定義圖像區(qū);將每一個圖像區(qū)的頻譜劃分成至少三個圖像區(qū)頻率范圍分量; 計算每一個所述圖像區(qū)頻率范圍分量的能量級別;將每一個圖像區(qū)頻率范圍分量的能量級別與至少一個頻率區(qū)閾值進(jìn)行比較以提供用于每一個圖像區(qū)頻率范圍分量的比較結(jié)果,其中,基于圖像部分的強度參數(shù)和基于至少一個參考圖像部分的能量參數(shù),計算每一個頻率區(qū)閾值;基于與圖像區(qū)頻率范圍分量相關(guān)聯(lián)的比較結(jié)果和基于可配置的確定規(guī)則,確定用于每一個圖像區(qū)頻率范圍分量的處理操作,其中,從濾波操作和旁路操作中選擇所述處理操作;根據(jù)所述確定,處理每一個圖像區(qū)頻率范圍分量以提供處理后的圖像數(shù)據(jù);以及基于所述處理后的圖像數(shù)據(jù),顯示處理后的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,包括執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的垂直處理以提供垂直處理后的圖像數(shù)據(jù);以及執(zhí)行所述垂直處理后的圖像數(shù)據(jù)的水平處理以提供水平處理后的圖像數(shù)據(jù);其中,執(zhí)行垂直處理包括將每一個圖像區(qū)的垂直頻譜劃分成至少三個圖像區(qū)垂直頻率范圍分量; 計算用于每一個所述圖像區(qū)垂直頻率范圍分量的能量級別;將每一個圖像區(qū)垂直頻率范圍分量的能量級別與至少一個垂直頻率區(qū)閾值進(jìn)行比較以提供用于每一個圖像區(qū)垂直頻率范圍分量的比較結(jié)果;確定用于每一個圖像區(qū)垂直頻率范圍分量的處理操作;以及根據(jù)所述確定,處理每一個圖像區(qū)垂直頻率范圍分量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,包括計算與圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的頻率區(qū)閾值,其中,所述圖像部分是所述圖像區(qū),并且其中,所述至少一個參考圖像部分包括位于與所述圖像區(qū)相同位置的先前圖像的圖像區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,包括計算與圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的頻率區(qū)閾值,其中,所述圖像部分是整個圖像,并且其中,所述至少一個參考圖像部分包括所述圖像區(qū)和位于與所述圖像區(qū)相同位置的先前圖像的圖像區(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,包括計算與圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的頻率區(qū)閾值,其中,所述圖像包括視頻部分和圖形部分,并且其中,所述圖像部分被定義為不包括所述圖形部分。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,包括將每一個圖像區(qū)的頻譜劃分成至少五個圖像區(qū)頻率范圍分量。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,包括將每一個圖像區(qū)的垂直頻譜劃分成至少五個圖像區(qū)垂直頻率范圍分量。
8.如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述圖像數(shù)據(jù)表示所述圖像的亮度分量。
9.如權(quán)利要求1所述的方法,包括根據(jù)所述圖像部分的像素的平均灰度級計算所述圖像部分的所述強度參數(shù);以及根據(jù)參考圖像部分一階導(dǎo)數(shù)值的平均值計算至少一個參考圖像部分的所述能量參數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的圖像,包括并行地計算用于不同圖像區(qū)頻率范圍分量的能量級別;以及并行地將不同圖像區(qū)頻率分量的能量級別與不同頻率區(qū)閾值進(jìn)行比較以提供比較結(jié)果。
11.如權(quán)利要求1所述的圖像,包括對圖像區(qū)頻率范圍分量,定義多個頻率區(qū)閾值集; 以及基于與所述圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的圖像部分的強度參數(shù),選擇頻率區(qū)閾值集。
12.如權(quán)利要求1所述的圖像,包括對圖像區(qū)頻率范圍分量,計算與和所述圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的至少一個參考圖像部分的能量參數(shù)成比例的多個頻率區(qū)閾值。
13.如權(quán)利要求1所述的方法,其中,所述確定包括確定是否將去閃爍濾波應(yīng)用于圖像區(qū)高頻范圍分量,以及其中,所述處理包括對所述圖像區(qū)高頻范圍分量執(zhí)行去閃爍濾波。
14.一種被布置為對圖像濾波的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括存儲器單元,被布置為接收圖像數(shù)據(jù),其中,圖像包括多個像素;圖像區(qū)定義器,被布置為對多個圖像像素中的每一個圖像像素定義圖像區(qū);光譜分析儀,被布置為將每一個圖像區(qū)的頻譜劃分成至少三個圖像區(qū)頻率范圍分量;以及計算每一個所述圖像區(qū)頻率范圍分量的能量級別;比較器,被布置為將每一個圖像區(qū)頻率范圍分量的能量級別與至少一個頻率區(qū)閾值進(jìn)行比較以提供用于每一個圖像區(qū)頻率范圍分量的比較結(jié)果,其中,基于圖像部分的強度參數(shù)和基于至少一個參考圖像部分的能量參數(shù),計算每一個頻率區(qū)閾值;確定模塊,被布置為基于與圖像區(qū)頻率范圍分量相關(guān)聯(lián)的比較結(jié)果和基于可配置的確定規(guī)則,確定用于每一個圖像區(qū)頻率范圍分量的處理操作,其中,從濾波操作和旁路操作中選擇所述處理操作;以及圖像處理器,被布置為根據(jù)所述確定,處理每一個圖像區(qū)頻率范圍分量以提供處理后的圖像數(shù)據(jù),以及發(fā)送基于處理后的圖像數(shù)據(jù)使顯示器顯示所述處理后的圖像數(shù)據(jù)的顯示指令。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其中,所述頻譜分析儀包括垂直頻譜分析儀和水平頻譜分析儀,其中,所述確定模塊包括垂直確定模塊和水平確定模塊,其中,所述比較器包括垂直比較器和水平比較器。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),包括頻率區(qū)閾值計算器,所述頻率區(qū)閾值計算器被布置為計算用于每一個圖像區(qū)頻率分量的至少一個頻率區(qū)閾值,其中,所述圖像部分是所述圖像區(qū),并且其中,所述至少一個參考圖像部分包括位于與所述圖像區(qū)相同位置的先前圖像的圖像區(qū)。
17.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),包括頻率區(qū)閾值計算器,所述頻率區(qū)閾值計算器被布置為計算用于每一個圖像區(qū)頻率分量的至少一個頻率區(qū)閾值,其中,所述圖像部分是整個圖像,并且其中,所述至少一個參考圖像部分包括所述圖像區(qū)和位于與所述圖像區(qū)相同位置的先前圖像的圖像區(qū)。
18.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),包括頻率區(qū)閾值計算器,所述頻率區(qū)閾值計算器被布置為根據(jù)所述圖像部分的像素的平均灰度級計算所述圖像部分的所述強度參數(shù);以及根據(jù)參考圖像部分一階導(dǎo)數(shù)值的平均值計算至少一個參考圖像部分的所述能量參數(shù)。
19.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其中,所述光譜分析儀被布置為并行地計算用于不同圖像區(qū)頻率范圍分量的能量級別,以及其中,所述比較器被布置為并行地將不同圖像區(qū)頻率分量的能量級別與不同頻率區(qū)閾值進(jìn)行比較以提供比較結(jié)果。
20.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),包括頻率區(qū)閾值計算器,所述頻率區(qū)閾值計算器被布置為對圖像區(qū)頻率范圍分量定義多個頻率區(qū)閾值集,并且基于與所述圖像區(qū)相關(guān)聯(lián)的圖像部分的強度參數(shù),選擇頻率區(qū)閾值集。
全文摘要
一種方法和系統(tǒng),該系統(tǒng)包括存儲器單元、圖像區(qū)定義器、光譜分析儀、確定模塊和圖像處理器。光譜分析儀被布置為將每一個圖像區(qū)的頻譜劃分成至少三個圖像區(qū)頻率范圍分量(IRFRC);以及計算用于每一個IRFRC的能量級別。比較器被布置為將每一個IRFRC的能量級別與至少一個頻率區(qū)閾值進(jìn)行比較以提供用于每一個IRFRC的比較結(jié)果;其中,基于圖像部分的強度參數(shù)和基于至少一個參考圖像部分的能量參數(shù),計算每一個頻率區(qū)閾值;確定模塊被布置為基于與IRFRC相關(guān)聯(lián)的比較結(jié)果以及基于可配置的確定規(guī)則,確定用于每一個IRFRC的處理操作。
文檔編號H04N5/208GK102388601SQ200980158627
公開日2012年3月21日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者什洛莫·比爾-金戈爾德, 米歇爾·科薩什維利, 邁克爾·扎魯賓斯基 申請人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司
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