0 引言
HDTV(High Deftnition Television,，高清晰度電視)可以為電視用戶播放DVD等高清視頻節(jié)目，同時這些高清電視也開始集成互聯(lián)網(wǎng)視頻及圖像的播放功能,，但是這些視頻圖像往往包含大量噪聲,，這在高清電視中非常明顯。此外,，現(xiàn)在大多數(shù)電視節(jié)目仍然是標(biāo)清的,，這需要依靠高質(zhì)量縮放和分辨率增強算法來實現(xiàn)高清圖像。為解決這一問題,，IDT的HQV Vida處理器融合了兩項新型IDT HQV技術(shù),，即自動HQV和HQV StreamClean，這兩項新技術(shù)能夠自動提高視頻圖像的質(zhì)量,，提供強大的源視頻清理功能,，消除圖像中的噪聲，同時增強圖像分辨率,，可以為電視用戶提供盡可能清晰,、干凈的高清電視效果圖像。
1 視頻圖像中的噪聲
視頻中常見的噪聲有三種：隨機噪聲,、塊噪聲和蚊式噪聲,。隨機噪聲常出現(xiàn)在模擬制式的視頻中，也會出現(xiàn)在用噪聲傳感器捕捉的或弱光環(huán)境下的視頻當(dāng)中,。塊噪聲和蚊式噪聲的發(fā)生主要是由于數(shù)字視頻的過度壓縮,。在其非全壓縮狀態(tài)下，全高清視頻有大約3．7 Gb／s的帶寬,，而標(biāo)清視頻約有620 Mb／s的帶寬,，兩者的帶寬都很大，不適合傳輸,。為了解決這一問題,，通常采用MPEG壓縮算法，這種算法功能非常強大,，能將帶寬降低到很小,，且不會造成明顯的圖像質(zhì)量下降?？傮w上,，可以將高清壓縮到9 Mb／s，或者將標(biāo)清壓縮到4 Mb／s，而且不會對質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響,，但是會出現(xiàn)塊噪聲和蚊式噪聲失真。目前大量的視頻內(nèi)容可以通過互聯(lián)網(wǎng)在高清電視上觀看,，但是許多互聯(lián)網(wǎng)連接都小于 1 Mb／s的帶寬峰值,，遠遠低于實現(xiàn)高質(zhì)量標(biāo)清節(jié)目所需的4 Mb／s的持續(xù)帶寬，這就是互聯(lián)網(wǎng)視頻通常帶有大量的塊噪聲和蚊式噪聲的原因,。由于MPEG算法在壓縮之前就分割了圖像,，所以產(chǎn)生了塊，當(dāng)壓縮程度過高時,，塊的一些信息就會丟失,，重建圖像會出現(xiàn)邊界；當(dāng)視頻包含快速移動的內(nèi)容時,，這種現(xiàn)象尤其明顯,。當(dāng)比特率太低，而數(shù)學(xué)壓縮算法沒有足夠的信息來重建原始圖像時,，將會發(fā)生蚊式噪聲,。蚊式噪聲是一種非常纖細(xì)的噪聲，經(jīng)常出現(xiàn)在平坦背景的物體邊緣,，比如人的輪廓周圍,。
2 HQV Vida處理器降噪及分辨率增強
IDT的HQV視頻處理技術(shù)利用真1080i到1080p高清去隔行掃描和確保視頻沒有鋸齒邊緣的先進多向?qū)菫V波器，實現(xiàn)最清晰和銳利的高清圖像,。HQVVida處理器包含強大的算法,，可以清除塊噪聲和蚊式噪聲失真。它可以檢測任何圖像中的邊界和蚊式噪聲,，甚至是那些之前縮放過的圖像,。HQV Vida處理器只修正邊界，降低塊失真,，并只在噪聲區(qū)域進行適應(yīng)性蚊式噪聲降低來清理圖像,，同時保留圖像細(xì)節(jié)。
圖1為采用HQV Vida處理器HDl900的圖像處理系統(tǒng)組成圖,，該系統(tǒng)功能強大,，但結(jié)構(gòu)簡單，除了輸入,、輸出端口外,，只有TWI總線接口和UART及JTAG接口。 HDl900將自動HQV和HQV StrearmClean兩項新技術(shù)集成在芯片內(nèi)部,，其中的HQV StreamClean融入了自適應(yīng)蚊噪,、馬賽克和時間三項降噪技術(shù)，有選擇地降低了這些難以消除的圖像失真。同時自動HQV技術(shù)可實現(xiàn)免手動調(diào)整,，以優(yōu)化質(zhì)量各異的,、來自于不同源或內(nèi)容的圖像質(zhì)量。
HDl900采用14位內(nèi)部處理和12位用于色深輸出處理及xvYCC處理的3D色域轉(zhuǎn)換,，這些功能將正常和寬色域內(nèi)容準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換為顯示器的本地色域,。VHDl900還采用6軸色彩控制，可以獨立調(diào)整任何顏色的色調(diào),、飽和度和亮度,。所有的視頻處理技術(shù)都是完全集成的，并以現(xiàn)有視頻處理器的最小尺寸來制造,。HDl900視頻處理器無需外部存儲器,，通過集成片上存儲器，能輕易集成在任何視頻系統(tǒng)當(dāng)中,。
HDl900圖像處理器能夠確定隨機噪聲,，使之不會與那些小的移動元素相混淆，如圖像中的雨點,、霧或煙霧,。這些都可以采用HQV Vida處理器通過跟蹤若干幀上的移動元素實現(xiàn)，看看它們是否有一個合理的運動矢量,，那些不具有隨機運動模式的元素可以作為噪聲消除掉,。這些降噪過程具有適應(yīng)性，因為它僅適用于圖像中的噪聲像素,。
3 HQV Vida處理器分辨率增強
現(xiàn)在大部分視頻內(nèi)容都采用標(biāo)清的分辨率,，大量互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容甚至采用更低的分辨率。為了將這些視頻源轉(zhuǎn)變成高清格式,，需要高質(zhì)量的縮放引擎,。盡管這些圖像和本地的高清素材具有相同的像素，但其細(xì)節(jié)卻不盡相同,，這就需要采用HQV Vida處理器的分辨率增強引擎,。HQV Vida處理器利用四場運動自適應(yīng)去隔行和多場頻跟蹤，增強了圖像細(xì)節(jié)和質(zhì)量,，擴展了12位色彩處理和細(xì)節(jié)增強,。通過運用分辨率增強算法，這樣就可以只在需要增強或不夠銳利的邊緣,，或是圖像漸進區(qū)進行增強,。分辨率增強還可用于高清視頻，結(jié)果將標(biāo)清源轉(zhuǎn)化為高清質(zhì)量,，使其細(xì)節(jié)看起來更清晰,。此外，該器件還提供高壓縮視頻的實時清理，降低了來自低質(zhì)量源的馬賽克和蚊噪等壓縮失真,。通過自適應(yīng)增強圖像的邊緣,，Vida算法能使上轉(zhuǎn)換的標(biāo)清素材看起來接近高清素材。圖2為采用HQV Vida圖像處理器的分辨率增強效果圖,，其中(a)為原始圖像,，(b)為分辨率增強后的效果，樹干上的苔蘚清晰可見,。
4 結(jié)語
HQV Vida處理器采用強大的視頻處理技術(shù)以隨時清理高壓縮的、低質(zhì)量視頻廣播中的噪聲,，同時可以優(yōu)化不同質(zhì)量的,、來自不同源或內(nèi)容的圖像質(zhì)量，增強圖像顯示效果,，因此HQV Vida處理器器件非常適用于DVD,、藍光播放器、數(shù)字電視,、機頂盒,、個人音頻錄像機、音頻視頻接收機,、投影儀和移動媒體設(shè)備基座和媒體適配器,。