[发明专利]用于高效视频处理的方法和系统

权利要求书

1. 一种视频处理系统，其接收视频帧的输入流并且输出增强帧的流以进行存储、传送、和/或再现以用于显示，所述实时视频处理系统包括：

在计算机系统的一个或多个中央处理单元上执行的测量模块，其根据所述视频帧的输入流的选定帧生成关于像素值的统计量的一个或多个函数；以及

在计算机系统的一个或多个图形处理器单元上执行的处理模块，其使用由所述测量模块生成的所述关于像素值的统计量的一个或多个函数来处理所述视频帧的输入流的每个帧，包括对每个帧进行去噪、锐化、对比度增强和去模糊，以便于输出增强帧的流。

2. 根据权利要求1所述的视频处理系统，其中所述测量模块通过如下方式之一选择根据其生成所述关于像素值的统计量的一个或多个函数的帧：

按固定帧间隔选择在所述视频帧的输入流中出现的每个帧；

按固定时间间隔选择在所述视频帧的输入流中出现的每个帧；

按可变帧间隔选择在所述视频帧的输入流中出现的每个帧；以及

按可变时间间隔选择在所述视频帧的输入流中出现的每个帧。

3. 根据权利要求1所述的视频处理系统，其中所述测量模块通过如下方式根据所述视频帧的输入流的选定帧生成关于像素值的统计量的一个或多个函数：

根据所述帧生成像素块；

为每个块计算平均像素值和估计的样本方差；

将所述块划分为分区，每个分区与不同的平均像素值关联；

对于每个分区，

基于估计的样本方差移除离群块以产生不具有离群块的块分区，

根据不具有离群块的块分区的许多块计算噪声相关估计方差和/或标准差，所述许多块在不具有离群块的块分区的块中具有最低估计样本方差，以及

根据不具有离群块的块分区的块计算对比度相关方差；

计算关于像素值的噪声相关方差的函数和/或关于像素值的噪声相关标准差的函数；以及

计算关于像素值的对比度相关方差的函数。

4. 根据权利要求1所述的视频处理系统，其中所述处理模块包括多尺度去噪、锐化和对比度增强模块，其通过如下方式对每个输入帧进行去噪、锐化和对比度增强以生成对应的经空间处理的帧：

在大于最低分辨率尺度的一个或多个当前考虑的分辨率尺度的每一个下，

使输入帧或者从所述输入帧得到的中间帧缩减以产生用于输入到下一较低分辨率尺度的中间帧，

使从较低分辨率尺度接收到的中间帧放大以产生用于输出到下一较高分辨率尺度的中间帧，以及

使用关于像素值的噪声相关方差的函数或者关于像素值的噪声相关标准差的函数来计算噪声相关阈值，对所述输入帧或中间帧中的至少一个进行鲁棒过滤。

5. 根据权利要求4所述的视频处理系统，其中所述处理模块包括运动检测模块和自适应时间处理模块。

6. 根据权利要求5所述的视频处理系统，其中所述运动检测模块通过如下方式生成用于所述多尺度去噪、锐化和对比度增强模块生成的每个经空间处理的帧中的每个像素的因子ω_i,j：

在基于邻域的操作中，通过如下方式考虑邻域n(i,j,t)中的在视频帧流中的时间t处出现的经空间处理的帧中的每个像素(i,j)：

计算邻域n(i,j,t) 中的每个像素k 即n(i,j,t)_k和在所述视频帧流中的时间t-1处出现并且紧邻在所述视频帧流中的时间t处出现的经空间处理的帧之前的经空间处理的帧的邻域中的对应像素k 即n(i,j,t-1)_k之间的差的量值，

根据邻域n(i,j,t)和邻域n(i,j,t-1)中的对应像素之间的计算的量值，计算像素(i,j)的值受噪声影响的概率P_noise以及像素(i,j)的值受运动影响的概率P_motion，以及

将ω_i,j计算为与比                                               成比例。

7. 根据权利要求6所述的视频处理系统，其中所述运动检测模块如下计算P_noise和P_motion：

其中

f₁和f₂是计算像素值的差值大于基于统计参数的阈值qσ(L)和αC(L)的概率的函数。