基于运动估计与运动补偿的去隔行算法及实现

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1、摘要摘要传统模拟电视的隔行扫描方式引起的彩色爬行、画面闪烁和图像快速运动时产生的边缘模糊及锯齿等现象越来越不能满足人们对于高质量电视图像的需要。同时，大量隔行存储的视频资源即使在数字电视时代也存在再次利用的问题。因此，模拟电视的隔行扫描到逐行扫描的转换即去隔行技术是很有意义的。由于电视信号处理的实时性要求，早期的去隔行技术采用了计算量小、易于硬件实现的基于非运动补偿的算法。随着芯片运算速度的提高和存储器容量的扩大，基于运动估计与运动补偿的去隔行算法才被应用于消费类的电视产品中。本文在经典的钻石搜索法的基础上，充分利用图像序列的中心交叉偏置特性，提出了改进的钻石搜索法，进一步减

2、少搜索所需要的点数。并且与一些比较成熟的自适应技术结合，实现了搜索起点预测、搜索模式确定、提前终止阈值确定，进一步提高了去隔行算法的准确性与效率。通过引入FIFO与乒乓操作，并且对存储结构进行合理布局，极大提升存储系统的读写效率，为算法的实时实现提供条件。针对运动估计与运动补偿算法的大运算量，采用并行结构运算，并为此专门设计了输入缓存、输出缓存、SAD计算矩阵、运动补偿运算矩阵等结构，大大节约了运算时间。为了能够保证一定的精度并兼顾运算速度，运动补偿采用了自创的亚半像素精度插值。通过模块划分以及松散的接口设计，使得运动估计的核心算法与其它模块彼此独立，便于其作为一个P核复用，

3、通过DesignCompiler及Astro等Ic设计工具，得到了较为实用的门级网表以及实现版图。关键字：运动估计运动补偿改进的钻石搜索法自适应AbstractPeoplewhoneedhi。曲qualityTVsignalaremoreandmoreunsatisfiedwiththeflawscausedbyinterlacedSCanintraditionalanalogtelevision，suchascolor-crawling，flickerandfast—movedobject’Sboundaryblurandzigzag．However,eveninthedi

4、gitalTVtime，therearemanyvideoresourcesininterlacedSCanformattobereused．ThereforetheconversionofinterlacedSCantoprogressingSCan，whichisde-interlacing．ismeaningful．Becauseofthereal—timerequireoftelevisionsignalprocessing，mostearlyde．interlacingsystemsusednon-motioncompensation-basealgorithms，

5、whichhavesmallcalculationaccountandareeasilyrealizedbyhardware．Nowadayswiththeimprovementofchipcomputingspeedandmemorycapacity,themotioncompensation-basealgorithmsareappliedtoconsumingtelevisionproductions．Basedondiamondsearchalgorithm，thisarticlemakesthebestofthecenter-cross-biasfeatheroft

6、hepicturesequencesandproposesanewimproveddiamondsearchalgorithm．Combinedwithadaptivetechniquesuchasinitialsearchpointprediction，searchmodepredictionandearlyterminationthreshold，thisalgorithmCanimprovetheaccuracyandefficiencyofthesearch．Witheffectivestoragearrangementandparallelcomputationco

7、mponentthisalgorithmCanimprovethespeedgreatlyandsatisfythereal-timerequireoftelevisionsignalprocessing．Thisarticleusesanewhalf-pixelprecisionmotioncompensationalgorithmtoimprovetheaccuracyofthesearchattheacceptedcomputationcost．Themotionestimationmodulei