模拟电视电路中处理的信号越复杂失真越大，稳定性也越差，而数字电视在信号处理过程中几乎不受外界干扰，可毫无失真的使信号还原。

因此数字电视图像清晰，色彩更加鲜艳逼真。

按照规划，我国将在2005年开展数字卫星直播业务，2008年全面推广地面数字电视，2015年停止模拟电视播出。

实现模拟电视和数字电视的兼容要处理的主要问题之一是将隔行信号转化为逐行信号，即去隔行。

第七章数字视频处理
目前主要的去隔行方法有：
9一维处理法：利用本场信息插补出未知像素点.9二维处理法：比较前后场中的信息,将两场中静止
区域的数据相编织，运动区域只
使用其中一场的数据去插补。

9
三维运动补偿法：沿着运动估计得到的物体运动
轨迹对运动图像插补。

目前的电视中只有少数高端产品具有简单的运动补偿功能。

国内外研究现状
主要内容
一、运动估计
二、运动补偿
三、去隔行算法
四、去隔行算法FPGA实现
五、小波SPIHT编码方法C语言及
DSP实现
7.1 运动估计
运动估计是根据帧间的运动信息得到帧内像素点的运动位移（又称为运动矢量，Motion Vector）。

视频处理系统中，运动估计是非常重要的一个环节，它可以广泛应用于视频压缩、格式转换、滤波等。

去隔行中，运动估计的好坏直接影响到变换后的效果。

主要有以下三种运动估计方法：
¾基于像素的运动估计
¾基于块的运动估计
¾多分辨率运动估计
一基于像素的运动估计
基于像素的运动估计思想是要估计每一个像
素的运动矢量，运算量非常大，进而提出了像素
递归算法。

在像素递归算法中，运动矢量是递归
得出的。

当前像素的运动矢量是根据在此之前已
经得到的邻近像素的运动矢量或它们的线性组合
得到。

返回
基于块的运动估计是把图像分割成许多小块，同一块内的像素看作具有相同的运动矢量。

主要有以下两种算法：
¾1、相位相关算法
时域中图像的运动在频域中表现为相位的变化。

该算法利用相邻两帧图像的互功率谱测出运动的方向和速度。

¾
2、块匹配算法
把图像分为M ×N 大小的子块，在目标帧的某个搜索范围内搜索当前帧的图像子块的最佳匹配块，求得运动矢量。

二基于块的运动估计
¾块匹配算法
)块的划分
块匹配算法的精度与块划分有关。

主要有以下几种划分方法：
9固定块大小划分：将图像固定分为M×N大小
的块。

9可变块大小划分：根据图像不同区域包含运动
复杂度的不同，将图像分为大小不同的块。

9重叠块划分：块之间是重叠的。

9基于对象的划分：按照图像中的对象划分块。

)搜索策略
搜索策略决定了块匹配算法的时间和精度。

经典的搜索算法有全搜索法（FS），二维
对数法(LOGS)，三步搜索法(3SS)，四步搜索
法(4SS)、基于块的梯度下降搜索法(BBGDS)和菱形搜索算法(DS)等。

下面介绍在经典搜索算
法基础上发展起来的两种搜索算法：
¾预测性菱形搜索算法
¾有效的三步搜索算法
(a)目标图像(b)
锚定图像(c) FS算法得到的
运动矢量场
(d) FS 算法得到
的预测图像
(e)DS得到的运
动矢量场
(f) DS算法得到的
预测图像(g)E3SS算法得到的
运动矢量场
(h)E3SS算法得到的
预测图像
(i) PDS算法得到的
运动矢量场
(j) PDS算法得到的
预测图像
图7 各运动估计算法对tabletennis运动估
计得到的运动矢量场
7.2 运动补偿
运动补偿的基本原理是假设当像素沿着一个轨迹运动时亮度保持不变。

它的核心和前提是运动估计, 结合运动估计采用前向或后向运动补偿。

为提高运动补偿的精度，人们对运动补偿做了进一步发展。

本文介绍以下几种运动补偿方法：¾基本的运动补偿
¾多假设运动补偿
¾重叠块运动补偿
¾重叠可变块运动补偿
二多假设运动补偿
将图像通过不同方法得到的预测值作为多种假设，取这多种假设线性叠加的值作为最终结果，用公式表示如下：
∑=∗=M
k k
n m
n f k h f 1
)(m
n f k n f k )(k h M ：表示多假设运动补偿后的预测图像；：第种假设得到的预测图像；
：加权系数，共有种假设。

返回
三重叠块运动补偿
真实图像中物体的形状是不规则的，包含有物
体边界的图像块除了物体之外，还有背景或其它物体，这时块内所有像素点作相同平移运动的前提就
不成立了。

块内像素点运动不一致，用传统的估计
方法估计到的运动矢量不准确，运动补偿得到的图
像容易产生块效应。

重叠块运动补偿（OBMC）通
过考虑相邻块运动矢量的相关性进行预测插值，得
到更加平滑化的运动场。

返回
四重叠可变块运动补偿
为了把帧分成更少的块，且更好的保持同一块内运动的一致性性，AM. H. Chan等人提出了可变块大小的运动补偿方法（VSBMC）。

然而在基于块的划分中运动向量通常不能准确的表示块边缘的运动情况，块效应仍然存在。

Jiajun Zhang等人将可变块运动补偿与重叠块运动补偿相结合，提出重叠可变块运动补偿方法（OVSBMC）。

这种方法可以自适应的分割帧图像，
并且减少块效应。

7.3 去隔行算法
人的视觉系统对细节的闪烁没有对大面积闪烁那么敏感，基于这一点，广播电视标准采用了隔行扫描。

然而隔行电视的基本垂直分辨率是不够的，会产生很多视觉虚像，如边沿闪烁、爬行和锯齿。

要克服这些问题，一个主要的手段就是将隔行电视
信号转换成逐行信号。

一非运动补偿的去隔行算法
)线性滤波去隔行
1、空间滤波：只考虑当前场相邻像素点相关性。

2、时间滤波：只考虑相邻场像素点相关性。

3、时空滤波：考虑像素点时间上和空间上的相关
性。

)非线性滤波去隔行
1、运动自适应算法：运动图像运动滤波;静止图像
静止滤波。

2、边缘相关算法：选择相关性最大的边进行帧内
插值。

3、隐性自适应算法：对上下垂直相邻的点及前一
场对应位置的点中值滤波。

三
图13 GAH去隔行算法
)MADM去隔行算法
该方法基于一个基于边缘的中值滤波器EMF和一个三阶的自适应最小像素差值滤波器AMPDF。

把输入像素点分为三种区域，AMPDF使用不同的阈值
进行插值。

图15 AMPDF三步探测示意图
)
f
n
1−
图16 帧内插值窗口
（a ）帧差图像
（b ）腐蚀（c ）膨胀
（d ）先腐蚀后膨胀（e ）先膨胀后腐蚀
图17 形态学处理后图像
图18 几种算法对Garden 序列处理结果
隔行序列doubleline
GAH
AMMC
返回
一运动检测模块
运动检测模块主要检测出待插值像素点的运动状况，为计算自适应插值系数提供依据。

采用图21中
的A、B、C、D、E、F六点进行运动检测。

图21 运动检测示意图。