数字视频处理芯片中的视频图像增强算法

论文摘要

数字电视产业的飞速增长，给数字视频处理芯片开辟了广阔的市场。我国是电视机生产大国，然而，电视机中所使用的核心视频处理芯片几乎全被国外公司所垄断，研制具有自主知识产权的数字视频处理芯片对于打破国外的技术垄断和振兴我国的民族产业都具有极为重要的现实意义。电视画面质量永远是电视商家竞争的焦点。各种大屏幕高清晰度的液晶电视、等离子体电视等进入主流消费，使得电视机厂家和消费者对图像画质提出了越来越高的要求。本文着重研究提高画质的图像增强处理算法。本文研究的图像增强处理算法包括亮度峰化(Peaking)，数字亮度瞬态增强(DLTI)，数字色度瞬态增强(DCTI)，黑电平扩展(BLE)，白电平扩展(WLE)，对比度、亮度、色调、饱和度调节(CBHS调节)，肤色校正(FTC)，蓝电平扩展等。本文详细阐述了这些算法的原理及实现方法，给出了具体分析，列出了实验结果，并针对实验结果提出自己的改进方法。实验表明，经过Peaking、DLTI处理后，图像的边缘及细节清晰度会大大提升；经过BLE／WLE、对比度亮度调节后对比度得到增强；在对色彩的处理方面，DCTI算法提升了色度边缘的清晰度；色调、饱和度算法统一调节了所有色彩的色调和饱和度，使色彩变得饱和鲜艳。针对人眼较为敏感的肤色及蓝电平区域，通过FTC及蓝电平扩展对这些区域的色彩采取了特别的处理。目前这些算法都已做进芯片中，芯片已经量产。由于液晶电视逐渐进入主流消费，数字视频处理芯片一般都会支持液晶显示屏。本文提出了一些专门提高液晶显示屏图像质量的技术，如针对LCD的gamma校正技术，加快液晶面板响应时间的技术。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 数字视频处理芯片系统
• 2.1 视频基础知识介绍
• 2.1.1 隔行扫描与逐行扫描
• 2.1.2 帧频与场频
• 2.1.3 电视制式
• 2.1.4 视频分辨率
• 2.1.5 彩色空间
• 2.2 数字视频处理芯片系统
• 2.2.1 去隔行
• 2.2.2 图像缩放
• 2.2.3 降噪
• 2.2.4 视频增强
• 2.2.5 Gamma校正
• 第3章 视频图像增强技术
• 3.1 亮度峰化Peaking
• 3.1.1 功能描述
• 3.1.2 增意调节及核化降噪
• 3.2 数字亮度瞬态增强DLTI
• 3.2.1 基本原理
• 3.2.2 移位替代法DLTI及改进
• 3.2.3 叠加勾边法DLTI及改进
• 3.2.4 两种方法比较及过山保护的移位替代法改进二
• 3.2.5 在FPGA板上验证时出现的问题及改进
• 3.2.6 DLTI最终算法
• 3.3 数字色度瞬态增强DCTI
• 3.3.1 基本原理
• 3.3.2 移位替代法及叠加勾边法DCTI比较
• 3.4 黑电平扩展BLE
• 3.5 白电平扩展WLE
• 3.6 对比度、亮度、色调及饱和度调整
• 3.6.1 对比度、亮度调整
• 3.6.2 色调、饱和度调整
• 3.7 肤色校正
• 3.7.1 肤色区域分割
• 3.7.2 肤色校正
• 3.7.3 进一步加强肤色区域分割的精确度
• 3.7.4 便于硬件实现的考虑
• 3.8 蓝电平扩展
• 3.9 本章小结
• 第4章 Gamma校正及加快液晶面板响应时间的技术
• 4.1 Gamma校正
• 4.1.1 CRT的gamma校正
• 4.1.2 10-bit处理
• 4.1.3 LCD的gamma校正
• 4.1.4 Gamma校正的硬件实现
• 4.2 加快液晶面板响应时间的技术
• 4.2.1 液晶面板响应时间
• 4.2.2 过驱动技术
• 4.2.3 黑帧插入技术
• 4.2.4 背光扫描技术
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果