利用视频预/后处理实现高清多媒体设计

在消费类视频市场，通过视频增强算法进行产品差异化的重要性日益增强。消费者们会通过直接比较画面质量作出购买决定。由于数字视频压缩编解码技术在视频还原领域的核心地位，这些算法已经形成标准从而失去了产品差异化的空间，但视频的预处理和后处理算法，却可以帮助产品从众多竞争对手中脱颖而出，而采用可配置处理器正是实现这些算法的简单快捷的途径。

数字视频技术的流行使得沉寂多年的电视市场再度活跃起来，视频产品再次成为了消费电子领域的热门商品。模拟视频的数字化包括不少技术问题，如电视信号具有不同的制式而且采用复合的YUV信号方式，而计算机工作在RGB空间；电视机是隔行扫描，计算机显示器大多逐行扫描；电视图像的分辨率与显示器的分辨率也不尽相同等等。因此，模拟视频的数字化主要包括色彩空间的转换、光栅扫描的转换以及分辨率的统一。

视频产品的差异化

数字视频就是以数字形式记录的视频，和模拟视频相对的。数字视频有不同的产生方式，存储方式和播出方式。比如通过数字摄像机直接产生数字视频信号，存储在数字带，P2卡，蓝光盘或者磁盘上，从而得到不同格式的数字视频。然后通过PC，特定的播放器等播放出来。 这对于终端产品设计者来说有好处，因为它利于芯片设计人员针对算法作出非常高效的设计。在用于提高图像质量和色彩还原能力的视频预处理和后处理模块提供了产品差异化的机会，同时也对产品的可编程性提出了要求。

视频预处理算法

毫无疑问的，视频流不会以来自传感器的初始状态传输，在进行编码之前，会对原始码流进行一系列的变换处理。主要的预处理操作包括：

像素扫描/数据传输–这一步操作只是简单的从传感器得到图像。

拜尔格式解交织–现代视频图像技术用三色RGB拜尔滤波器替代了单色的图像传感器，因此来自传感器的数据流包括了红、绿、蓝的颜色信息。这些信息被分离后，变换为YCbCr的亮度与色度信息来表示图像。

噪声滤波–电子世界中总是会有噪声存在，而降低或消除噪声的最佳阶段是在进行编码之前。

抖动检测与补偿–抖动检测与补偿可以减小因相机抖动造成的图像质量下降。

局部动态范围补偿–在特定的模式下，图像的动态范围可能会超出传感器的极限。而照相机或摄像机应该具备智能调整曝光量从而扩展传感器基本动态范围的功能。

对焦调整（锐化）–图像传感器无法捕获连续的图像信息。它们将图像分解为一个个像素，然后根据不同的分辨率在像素间进行插值并重新组合成新的图像。这种操作会导致图像锐度的下降，但通过适当的预处理算法是可以纠正。

颜色校正–不同色温下的白光是有所不同的，这会影响到最终获取的图像。除此之外，不同的显示设备处理颜色的方法也不一样。

人脸识别–在人物众多的图像中，拍摄者通常希望图像聚焦在人物的面部。

立体图像–根据平面图像的密度信息来构建立体图像，这种预处理常用在融合了虚拟和真实图像的混合现实系统中。

图1是四种预处理算法的示例图像：噪声滤波、抖动检测与补偿、动态范围补偿和颜色校正。

图1: 四种预处理算法示例：噪声滤波、抖动检测与补偿、动态范围补偿和颜色校正。