用HQV Vida處理器改善HDTV圖像質(zhì)量

許多消費者已將家里的電視升級為高清電視。人們期待高清電視能為他們提供漂亮的高清圖像，而他們的收視體驗也將從此永遠改變。這在某些情況下是能夠?qū)崿F(xiàn)的，例如在藍光光盤上觀看電影。但是，在現(xiàn)實生活中，大部分內(nèi)容都來自于有線、衛(wèi)星、廣播和互聯(lián)網(wǎng)資源，這些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)內(nèi)容仍然是標清的，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。在本文中，我們將討論采用HQV Vida處理器的兩項圖像處理技術(shù)，可以為消費者提供他們期待的高清電視體驗。

降噪

視頻中常見的噪聲有三種：隨機噪聲、塊噪聲和蚊式噪聲。如圖1所示，我們稍后還有用HQV處理器清除了這些噪聲后的效果。



隨機噪聲常出現(xiàn)在以模擬格式分發(fā)的視頻中。它也經(jīng)常出現(xiàn)在用噪聲傳感器捕捉或弱光環(huán)境下的視頻當中。膠片顆粒是另一種類型的隨機噪聲。這種顆粒類型的噪聲是一種隨機的運動模式，所以當出現(xiàn)在視頻圖像中時會很讓人分心。圖像處理器需要非常小心地確定隨機噪聲，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性，因為它僅適用于圖像中的噪聲像素。這樣，圖像中的細節(jié)得以保留，就像圖1所示的低處理圖像。

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3.7Gbps的帶寬，而標清視頻約有620Mbps的帶寬。兩者都很大，不適合分發(fā)給消費者。幸運的是，MPEG壓縮算法非常強大，能將帶寬降低到很小，且沒有明顯的質(zhì)量損失?？傮w上，可以將高清壓縮到9Mbps，或者將標清壓縮到4Mbps，而且不會對質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響。但是，塊噪聲和蚊式噪聲失真開始出現(xiàn)。當運營商將很多的頻道壓縮進一個固定帶寬通道時，通?？梢栽谟芯€和衛(wèi)星電視中采用較低的比特率。往往非內(nèi)核通道和非峰值編程損失最多。大量視頻內(nèi)容現(xiàn)在可以在互聯(lián)網(wǎng)上觀看，有很多種方法可以使這一類型的視頻以流的形式傳送到消費者家中的高清電視。不過，許多互聯(lián)網(wǎng)連接都低于1Mbps的帶寬峰值，遠遠低于實現(xiàn)高質(zhì)量標清節(jié)目所需的4Mbps的持續(xù)帶寬，這是因為互聯(lián)網(wǎng)視頻通常有大量的塊噪聲和蚊式噪聲失真。

顧名思義，塊失真將會導致部分圖像被分裂成上圖1(b)所示那樣的小塊。由于MPEG算法在壓縮之前就分割了圖像，所以產(chǎn)生了塊。當壓縮過高(比特率太低)時，塊的一些信息就會丟失，重建圖像出現(xiàn)邊界。當視頻包含快速移動的部分時，這種現(xiàn)象尤其明顯。

蚊式噪聲是一種非常纖細的噪聲，經(jīng)常出現(xiàn)在平坦背景的物體邊緣。它經(jīng)常出現(xiàn)在人的輪廓周圍，所以就像是一只蚊子在周圍嗡嗡叫。當比特率太低，而數(shù)學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。

HQV Vida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。Vida處理器只修正邊界，降低塊失真，并只在噪聲區(qū)域進行適應性蚊式噪聲降低來清理圖像，同時保留圖像細節(jié)。

分辨率增強

現(xiàn)在大部分視頻內(nèi)容都采用標清的分辨率，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。通過自適應增強圖像的邊緣，Vida算法能使上轉(zhuǎn)換的標清素材看起來接近高清素材。我們在下面的圖2中可以清楚地看到這種效果，HQV處理的圖像顯然具有更多細節(jié)和更高分辨率，從樹干上的苔蘚可以清晰看見。



要認真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，使其細節(jié)看起來更清晰。

使用低質(zhì)量視頻源的消費者很可能對于他們的高清電視的性能感到失望，在某些情況下，他們認為老的CRT電視看起來更好。HQV Vida處理器可清理低質(zhì)量視頻的噪聲，增加轉(zhuǎn)換圖像的高分辨率。還有一些其他算法可以改善視頻源的色彩和對比度，給消費者提供真正卓越的高清電視體驗。