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實(shí)現的，例如在藍光光盤(pán)上觀(guān)看電影。但是，在現實(shí)生活中，大部分內容都來(lái)自于有線(xiàn)、衛星、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，現在大多數內容仍然是標清的，這需要依靠高質(zhì)量縮放和分辨率增強算法來(lái)實(shí)現高清圖像。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(jiàn)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。



隨機噪聲常出現在以模擬格式分發(fā)的視頻中。它也經(jīng)常出現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(lèi)型的隨機噪聲。這種顆粒類(lèi)型的噪聲是一種隨機的運動(dòng)模式，所以當出現在視頻圖像中時(shí)會(huì )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(huì )與那些小的移動(dòng)元素相混淆，如圖像中的雨點(diǎn)、霧或煙霧。這些都可以采用HQV Vida 處理器通過(guò)跟蹤若干幀上的移動(dòng)元素實(shí)現，看看它們是否有一個(gè)合理的運動(dòng)矢量。那些不具有隨機運動(dòng)模式的元素可以作為噪聲消除掉。這些降噪過(guò)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)生主要是由于數字視頻的過(guò)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(méi)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(huì )對質(zhì)量產(chǎn)生顯著(zhù)影響。但是，塊噪聲和蚊式噪聲失真開(kāi)始出現。當運營(yíng)商將很多的頻道壓縮進(jìn)一個(gè)固定帶寬通道時(shí)，通?？梢栽谟芯€(xiàn)和衛星電視中采用較低的比特率。往往非內核通道和非峰值編程損失最多。大量視頻內容現在可以在互聯(lián)網(wǎng)上觀(guān)看，有很多種方法可以使這一類(lèi)型的視頻以流的形式傳送到消費者家中的高清電視。不過(guò)，許多互聯(lián)網(wǎng)連接都低于1Mbps的帶寬峰值，遠遠低于實(shí)現高質(zhì)量標清節目所需的4Mbps的持續帶寬，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(huì )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(guò)高(比特率太低)時(shí)，塊的一些信息就會(huì )丟失，重建圖像出現邊界。當視頻包含快速移動(dòng)的部分時(shí)，這種現象尤其明顯。

蚊式噪聲是一種非常纖細的噪聲，經(jīng)常出現在平坦背景的物體邊緣。它經(jīng)常出現在人的輪廓周?chē)?，所以就像是一只蚊子在周?chē)宋私?。當比特率太低，而數學(xué)壓縮算法沒(méi)有足夠的信息來(lái)重建原始圖像時(shí)，將會(huì )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(guò)的圖像。Vida處理器只修正邊界，降低塊失真，并只在噪聲區域進(jìn)行適應性蚊式噪聲降低來(lái)清理圖像，同時(shí)保留圖像細節。

分辨率增強

現在大部分視頻內容都采用標清的分辨率，大量互聯(lián)網(wǎng)內容甚至采用更低的分辨率。為了將這些視頻源轉變成高清格式，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(guò)自適應增強圖像的邊緣，Vida算法能使上轉換的標清素材看起來(lái)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和更高分辨率，從樹(shù)干上的苔蘚可以清晰看見(jiàn)。



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(jìn)區進(jìn)行增強。分辨率增強還可用于高清視頻，使其細節看起來(lái)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(lái)更好。HQV Vida處理器可清理低質(zhì)量視頻的噪聲，增加轉換圖像的高分辨率。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。