[发明专利]一种三维梳状滤波中估计图像运动方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种三维梳状滤波中估计图像运动方法及装置。

背景技术

美国国家电视标准委员会(NTSC，National Television StandardsCommittee)制式或逐行倒相(PAL，Phase Alternating Line)制式的电视信号将亮度信号和色度信号调制编码在一起，显示终端接收到电视信号后需要将亮度信号与色度信号分离，才能正确显示画面。带通滤波和带阻滤波是允许和阻止某些特定频率范围的视频信号通过的方法，通过对色度信号调制频率周围的频段进行带阻滤波和带通滤波能够得到亮度和色度的一种估计，但是容易产生色度串扰和亮度串扰问题，即原本的亮度信号混入到分离出的色度信号中，和原本的色度信号混入到分离出的亮度信号中。梳状滤波利用电视信号的不同像素点的相位不同来分离亮度信号与色度信号，即相位相反的两个像素点相加可以相互抵消色度信号而得到亮度估计，相减则可以相互抵消亮度信号而得到色度估计。梳状滤波比起单纯的带阻滤波和带通滤波，能更好地分离电视信号中的亮度信号和色度信号，得到更多的图像细节，明显提高图像质量。

二维梳状滤波通常对图像相邻若干行的像素进行处理，且要求梳状滤波局限于图像的一致性区域，对图像中非垂直的物体的边缘区域无法正确处理，而三维梳状滤波是将当前图像的像素数据与之前某一场图像的相同位置的像素数据进行比较，三维梳状滤波可以正确处理物体的边缘区域。当图像中某区域静止时，三维梳状滤波对该区域(包括物体的边缘区域)的处理有很好的效果，但是如果该区域发生运动，两个图像上的像素数据也在发生变化，将当前图像的像素数据与之前图像的相同位置的像素数据进行梳状滤波比较容易发生错误，因此在进行三维梳状滤波时，对图像中运动情况的估计是正确分离亮度信号和色度信号的关键因素。

在现有技术中，三维梳状滤波是进行图像场到场的视频像素信息比较，将当前场的像素数据与上一场的相同位置的像素数据进行比较，往往只用了相应像素的差值的绝对值的和或者平均值来刻画运动，这种方法对运动估计往往不足或者过度。若对运动估计不足，对比两场图像时将实际发生运动部分当作没有或较少发生运动，那么通过三维梳状滤波分离亮度信号与色度信号时，则会导致运动拖尾现象或者串色现象，若对运动估计过度，对比两场图像时将没有发生运动变化部分当作发生运动，那么通过三维梳状滤波分离亮度信号与色度信号时，则容易损失图像细节以及影响亮度信号与色度信号分离效果。

发明内容

本发明实施例提供了一种三维梳状滤波中估计图像运动方法及装置，能够准确地估计图像运动的情况，很好地分离出电视信号中的亮度信号和色度信号，得到丰富的图像细节和很高的图像质量。

本发明实施例提供了一种可用于三维梳状滤波中估计图像运动方法，包括：将电视图像信号进行带阻滤波处理，滤除所述电视图像信号中的色度信号；在与当前场同极性的前一场中选取与当前点的邻域中各像素点对应的相同位置的像素点，并将选取的像素点的信号分别与所述当前点的邻域中对应的像素点的信号相减，将得到的各个差值取绝对值之后求和并求平均值，得到与所述电视图像信号中的亮度信号相关的基础运动度量值；并将所述选取的像素点的信号分别与所述当前点的邻域中的对应的像素点的信号相减，将得到的各个差值求和再取绝对值再求平均值，得到与所述电视图像信号中的亮度信号相关的第一运动度量值；将所述电视图像信号进行带通滤波处理，滤除所述电视图像信号中的亮度信号，在与当前场同极性的前一场中选取与当前点的邻域中各像素点对应的相同位置的像素点，并将选取的像素点的信号分别与所述当前点的邻域中的对应的像素点的信号相加，将得到的各个值取绝对值之后求和再求平均值，得到与所述电视图像信号中的色度信号相关的运动度量值；所述邻域由当前像素点为中心的个数为W×H的像素点组成，其中，W以及H的值大于或等于3；将所述与电视图像信号中的亮度信号相关的第一运动度量值乘以第一系数得到第一度量值，将所述与电视图像信号中的色度信号相关的运动度量值乘以第二系数得到第二度量值，将所述第一度量值与所述第二度量值以及所述与电视图像信号中的亮度信号相关的基础运动度量值相加，得到所述电视图像信号的运动度量值；所述第一系数及第二系数为预置系数。