专利名称：利用分场处理提升视频图像显示质量的方法
技术领域：
本发明涉及视频图像通信技术领域，特别是一种提升视频通信中动态视频图像显示质量 的方法，该方法旨在通过使用分场处理等视频图像处理技术来提升动态视频图像的显示质背景技术目前，市场上已有的摄像机有一部份是隔行扫描设备；同时，视频图像大多采用25/30 帧的频率显示，对运动图像的显示效果有限，这些都制约了人们对视频效果的体验需求。 为此，通过对视频图像进行分场处理，可以在成本开销不大的情况下有效提升视频图像的 显示质量，比如将标清分辨率的图像质量大大提升和改善，或者将高清分辨率的图像提高 为更加清晰流畅的图像效果。这为人们日益提高的体验需求和某些对清晰度要求较高的应 用提供了技术手段。发明内容本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种利用分场处理提升视频图像显示 质量的方法，采用该方法能够有效提升视频图像的显示质量，尤其是可大大提高运动视频 图像的效果，并且具有用户成本低，视频质量高，运动图像流畅、图像色彩丰富等特点。本发明的技术构思为，利用分场处理及线性去交织等技术将隔行扫描的视频图像改进 为同分辨率、帧率加倍的逐行扫描视频图像，以起到提升视频效果的作用。本发明的技术方案如下利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤l.通过视频图像采集设备，获得原始的隔行扫描视频数据；步骤2.对原始的隔行扫描视频数据的每帧图像的顶场和底场分别进行提取，获得分场 视频。步骤3.然后进行底场线性去交织处理，即通过插值运算方法得到与原始图像相同分辨 率的逐行图像；顶场线性去交织处理，同样通过插值运算得到与原始图像相同分辨率的逐 行图像；将得到的顶场和底场插值运算后的图像交替显示得到同分辨率的逐行扫描视频图
像，图像帧率加倍。 还包括以下步骤将线性去交织处理后的视频图像进行颜色空间转换，以进一步增强图像的色彩信息； 并将颜色空间转换后的视频图像在高精度定时器的时钟同步下，通过三级缓冲技术传送到 显示设备进行显示。所述线性去交织是指插值运算的算法。所述分场处理、线性去交织和所述颜色空间转换可以在PC机，或是在专用处理芯片上 实现。所述PC机是指个人计算机，其包括基于X86架构或PowerPC处理器的台式机、便携 式PC机、笔记本电脑。所述显示设备是指PC中的显示芯片、独立的专用显卡或外接的独立显示输出设备。 所述高精度定时器是采用高精度软件或硬件定时，用于显示视频数据的同步时钟。本发明的技术效果如下1. 本方法能够有效提升视频图像的显示质量，视频质量高，运动视频流畅、图像色彩 丰富。2. 具有普遍的使用性，用户成本相对较低。
图1为本发明的工作原理示意图。图2为YUV4:2:2颜色格式示意图。图3为YUV4:2:0颜色格式示意图。图4为本发明在视频通信系统中的应用示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出了一种利用分场处理等视频处理技术提升视频图像显示质量的 方法，将隔行扫描的视频图像帧率加倍并改善为同分辨率的逐行扫描视频图像，起到提升 视频效果的作用，尤其是可大大提高运动视频图像的效果。工作原理如下(以高清视频1920 X1080的视频为例)l.通过视频图像采集设备，例如，利用隔行扫描摄像机采集数据，获得原始的隔行扫描
视频数据。本发明中以分辨率为1920X1080i为例，颜色格式为YV12，帧率为25/30&s的高清视频图像为例。2. 对原始的隔行扫描视频数据的每帧图像的顶场和底场分别进行提取，获得分场视频。3. 然后进行底场线性去交织处理，即通过插值运算方法得到与原始图像相同分辨率的 逐行图像；再进行顶场线性去交织处理，同样通过插值运算得到与原始图像相同分辨率的 逐行图像；将得到的顶场和底场插值运算后的图像交替显示得到同分辨率的逐行扫描视频 图像，图像帧率加倍。即得到分辨率为1920X 1080p，颜色格式为YV12，帧率为50/60fps 的高清视频图像。4. 将线性去交织处理后的视频图像进行颜色空间转换(以颜色格式由YV12转换为 UYVY为例)，分辨率和帧率不变，进一步增强图像的色彩信息。5. 将颜色转换后的视频图像在高精度定时器的时钟同步下，传送到显示输出设备进行显示。所述YV12和UYVY均为YUV颜色空间下的颜色格式；其中YV12是YUV4:2:0平面 (planar)格式；UYVY是YUV4:2:2打包(packed)格式。所述YUV是指一种标准的颜色空间，其中"Y"表示亮度，"U"和"V"表示色度。图1中处理的视频图像为1920X1080i， YV12图像，但在具体实施过程中，可以是其 他分辨率，例如1280X720i、 720X576i、 704X576i、 640X480i、 352X288i等，或其 他颜色格式的视频图像。所述分场处理是指将隔行扫描的视频信号的顶场和底场视频拆开后分别进行处理；所 述线性去交织是指编解码中的线性去交织算法；所述线性去交织和颜色空间转换均在PC 机，或是专用处理芯片上实现；所述PC机是指个人计算机，其包括基于X86架构或Power PC处理器的台式机、便携式PC机、笔记本电脑等；所述高精度定时器是用于显示接口传 输数据时的同步时钟。如图2和图3所示，本发明中所提到的两种采样格式YUV4:2:2和YUV4:2:0，其亮度 (Y)和色度(U， V)的分布情况如下-1. 对于YUV4:2:2，色度采样在每条横向扫描线上只有亮度采样的一半，而在扫描线的条 数上与亮度的相同；2. 对于YUV4:2:0，色度采样在每条横向扫描线上只有亮度采样的一半，而在扫描线的条
数上，也只有亮度的一半，并且以U/V间隔的方式采样，该格式也是DVD/VCD上通用 的储存格式。本发明中所提到的YUV颜色空间下的颜色格式YV12和UYVY，其具体形式如下1. YV12是YUV4:2:0平面(planar)格式，即YUV三个分量按YUV4:2:0采样后，分别存 储在三个数组中；2. UYVY是YUV4:2:2打包(packed)格式，即YUV三个分量按YUV4:2:2采样后，存储 在一个数组中，且各分量排列顺序为U0 Y0 V0 Yl U2 Y2 V2 Y3…，其中Y0、 U0、 V0表示第一个像素的YUV分量，Yl、 Ul、 VI表示第二个像素的YUV分量，以此类 推。本发明中所述颜色格式由YV12转换为UYVY，实际上需要获得整行的色度采样，即 将U或V上下两行的色度采样经内插补点运算来得到。发明应用实例本发明可应用在视频通信及视频传输系统中，使视频通信得到更良好的质量和体验。 视频通信的整个过程包含了视频信号的采集、压縮编码、传输、解码和显示等多个环节， 本发明在视频通信系统中实现的原理及步骤为(如图4):步骤1.通过视频图像采集设备，获得原始的隔行扫描视频数据；步骤2.对原始的隔行扫描视频数据的每帧图像的顶场和底场，分别进行压縮编码处理， 即，进行底场压縮编码和顶场压縮编码，获得分场压縮的视频码流； 步骤3.将分场压縮的视频码流通过网络传输到接收端；步骤4.对分场压縮的视频码流分别进行解码处理，即，进行底场解码和顶场解码，获 得分场视频，然后进行底场线性去交织处理和顶场线性去交织处理，将底场图像和顶场图 像交替显示，得到同分辨率的逐行扫描视频图像，图像帧率加倍。步骤5.将线性去交织处理后的视频图像进行颜色空间转换，以进一步增强图像的色彩 《曰息；步骤6.将颜色空间转换后的视频图像在高精度定时器的时钟同步下，通过三级缓冲技 术传送到显卡进行显示。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但 不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图对本发明已进行了详细的说明，
但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，例如，附图 中处理的视频图像为1920X1080i， YV12图像，但在具体实施过程中，可以是其他分辨率， 如720X576;或其他颜色格式的视频图像，如RGB24、 UVUY。而一切不脱离本发明的精神 和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
权利要求
1.利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在于包括以下步骤步骤1.通过视频图像采集设备或接口，获得原始的隔行扫描视频数据；步骤2.对原始的隔行扫描视频数据的每帧图像的顶场和底场分别进行提取，获得分场视频。步骤3.然后进行底场线性去交织处理，即通过插值运算方法得到与原始图像相同分辨率的逐行图像；顶场线性去交织处理，同样通过插值运算得到与原始图像相同分辨率的逐行图像；将得到的顶场和底场插值运算后的图像交替显示得到同分辨率的逐行扫描视频图像，图像帧率加倍。
2. 根据权利要求1所述的利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征还包括以 下步骤将线性去交织处理后的视频图像进行颜色空间转换，以进一步增强图像的色彩信息； 并将颜色空间转换后的视频图像在高精度定时器的时钟同步下，通过三级缓冲技术传送到 显示设备进行显示。
3. 根据权利要求2所述的利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在于所述线性去交织和所述颜色空间转换均在PC机，或是专用处理芯片上实现。
4. 根据权利要求3所述的利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在于所述PC机是指个人计算机，其包括基于X86架构或Power PC处理器的台式机、便携式PC 机、笔记本电脑。
5. 根据权利要求2所述的利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在于所 述显示设备是指PC中的显示芯片、独立的专用显卡或外接的独立显示输出设备。
6. 根据权利要求2所述的利用线性去交织处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在 于所述高精度定时器是采用高精度软件或硬件定时，用于显示视频数据的同步时钟。
7. 根据权利要求1所述的利用分场处理提升视频图像显示质量的方法，其特征在于 与分场压縮和解压縮的技术结合，可提高视频通信中的图像质量。
全文摘要
本发明提供一种利用分场处理等视频处理技术提升视频图像显示质量的方法，其特征在于包括以下步骤步骤1.通过视频图像采集设备，获得原始的隔行扫描视频数据；步骤2.对原始的隔行扫描视频数据的每帧图像的顶场和底场分别进行提取，获得分场视频；步骤3.然后进行底场线性去交织处理和顶场线性去交织处理，得到同分辨率的逐行扫描视频图像，图像帧率加倍。采用该方法能够有效提升视频图像的显示质量，尤其是可大大提高运动视频图像的效果，并且具有普遍的适用性，用户成本低，视频质量高，运动图像流畅、图像色彩丰富等特点。
文档编号H04N7/01GK101159838SQ20071017732
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月14日 优先权日2007年11月14日
发明者冯家邦, 王生安, 颖 贾, 邓大鹏, 清 魏 申请人:北京华纬讯电信技术有限公司