[发明专利]基于兴趣区域检测的视频图像非线性放大方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频图像处理的方法。特别是涉及一种基于兴趣区域检测的视频图像非线性放大方法。

背景技术

HDTV（High Definition Television，高清电视）是DTV（Digital Television，数字电视）标准中的一种，即高清晰度的数字电视。高清电视的水平分辨率和垂直分辨率都比普通电视提高一倍以上，可以提供较高的视频效果。我国广播电视业尚处在向数字电视过渡时期，视频缩放是视频处理芯片的一项重要功能。在视频图像缩放的过程中，仍存在如何把原有普屏规格（如4:3,5:4等）的视频图像转变为宽屏规格（如16:9等）的问题。由于画面长宽比的变化，导致图像在缩放过程中会出现景物的拉伸和变形，图像会出现被压扁的状况，导致画面成像效果降低。

传统的处理不同长宽比视频图像缩放的方法主要包括直接拉伸、剪裁模式和加黑边模式。直接拉伸是处理图像缩放最基本的方法，插值点都是等距离的。在普屏向宽屏转化的过程中由于横向插值点个数明显多于纵向，使得画面出现一定程度的拉伸变形。剪裁模式使用与水平方向相同的缩放比例对原始图像的垂直方向进行缩放，再将垂直方向超出显示器的部分剪裁。这种方式破坏了原有图像信息的完整性。加黑边模式使用与垂直方向相同的缩放比例对原始图像的水平方向进行缩放，在水平方向两侧填补黑色背景，该方法保证景物不变形的同时却造成了显示屏幕的浪费并影响视觉效果。

非线性的缩放方式比较适合用于普屏到宽屏的图像放大。目前的技术主要采用将图像分块，由于人眼对中间部分的图像关注度较大，所以将中央区域作线性放大，插值点呈均匀分布，保证图像的不变形，对两侧区域作非线性放大，插值点密度与距中央的距离有关，它随插值点和源图像中心距离的增大而增大，在线性区域和非线性区域的交界处，插值点的密度平滑过渡。

在非线性区域，插值点间距的变化方式主要有按等差递变和按正弦曲线递变的方式。按等差递变的方式插值点在边缘处距离最小，导致的景物变形严重。按正弦曲线递变的方式变化均匀平缓，但在硬件实现时较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在视频图像放大的过程中，更好地保持人眼关注度较高区域的图像不失真，使得画面在放大过程中充满屏幕又保证兴趣区域不变形的基于兴趣区域检测的视频图像非线性放大方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于兴趣区域检测的视频图像非线性放大方法，包括如下步骤：

1）确定图像的线性放大区域，首先将图像分块，再采用肤色检测，将一定阈值范围内的图像块设定为是肤色块，将该肤色块初步确定兴趣区域，当肤色检测无法判断兴趣区域时，通过计算图像块内各个像素的角点响应，利用角点检测辅助判断兴趣区域，从而确定兴趣区域为线性放大区域，其余区域为非线性放大区域；

2）根据图像的线性放大区域位置计算所有插值点的坐标值，利用线性放大区域和非线性放大区域的插值点间距平滑过渡以及非线性区域中插值点间距呈现等差数列变化的特性，计算出新插值点的坐标；

3）根据插值点的坐标值，在水平方向采用双三次插值，在垂直方向采用双线性插值计算插值点的像素值。

所述的肤色检测是，将水平方向平均分块后选取的图像块中的每个像素转换到YIQ色彩空间进行肤色检测，选择一定阈值的肤色范围，判断每个像素是否为肤色像素，统计肤色像素的数量，设定与图像块水平像素数相关的值为阈值，将肤色像素数量超出该阈值的图像块确定为肤色块。

所述的一定阈值的肤色范围是：15≤I≤90，-10≤Q≤20，Y为任意值。

所述的与图像块水平像素数相关的值为0.4～0.6倍的被检测块水平像素数的平方。

所述的利用角点检测辅助判断兴趣区域，是利用Harris角点检测的方法对兴趣区域进行辅助判断，计算图像块内每个像素的Harris角点响应值，选择阈值超过设定值的像素判断为角点像素，统计角点像素的数量，设定与图像块水平像素数相关的值为阈值，将角点像素数量超出该阈值的图像块确定为角点块。

所述的与图像块水平像素数相关的值为0.1～0.2倍的被检测块水平像素数的平方。

所述的计算出新插值点的坐标是，在水平方向选取图像的兴趣区域作为线性放大的区域，其余区域为非线性放大的区域，设定非线性区域插值点间距按照等差数列的方式变化，设定非线性区插值点间距最大值等于线性区插值点间距，从而计算得出插值间距变化公差及各个点坐标。

本发明的基于兴趣区域检测的视频图像非线性放大方法，具有以下有益效果：