PAL视频去隔行处理

         首先来阐明两个基本概念：隔行扫描和逐行扫描。

隔行扫描指显示屏在显示一幅图像时，先扫描奇数行，全部完成奇数行扫描后再扫描偶数行，因此每幅图像需扫描两次才能完成，造成图像显示画面闪烁较大。隔行扫描就是每一帧被分割为两场，每一场包含了一帧中所有的奇数扫描行或者偶数扫描行，通常是先扫描奇数行得到第一场，然后扫描偶数行得到第二场。

每一帧图像由电子束顺序地一行接着一行连续扫描而成，这种扫描方式称为逐行扫描。

隔行扫描最大的问题是容易出现行间闪烁、并行现象或垂直边缘锯齿效应，影响人眼观看的视觉效果。在开发过程中，特权同学也遇到了一些采集的PAL隔行扫描还原时的问题。在摄像头采集的图像静止不动的时候，可以说画面蛮清晰漂亮的，但是画面中的物品如果频繁的运动，如手在镜头前晃动，其轨迹就会有明显的边缘锯齿感，静止时如图2很正常清晰，而一旦运动时就如像图1的效果。

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图1                                                                                   图2

         要解决这个问题，其实也不难，问题就是出在隔行扫描的帧频率太慢，奇场和偶场加起来每秒才25Hz，而且奇场偶场的数据是在分别不同的时间进行采集的。因此，当物体运动时在视觉效果上看起来就会有锯齿感。

         那么，解决的办法有一个：去隔行处理。所谓去隔行，特权个人的理解，就是用单独的一个奇场还原奇场偶场都有的完整图像，单独的一个偶场也还原奇场偶场都有的完整图像，这样在每秒看到的就是50Hz的图像，从人眼视觉敏感度上来说，就根本很难感觉到锯齿感了。说得难听点，去隔行就是想办法欺骗人的眼睛。

         从功能角度来说，对于未去隔行处理的视频信号的还原有如图3所示。也就是说奇场偶场交替的显示到终端，每秒只有25帧的图像。

图3

         由于上述隔行扫描的种种问题，所以采取了一些去隔行的处理，如图4所示。处理后每次视频源输出的单场（奇场或者偶场）就会被处理成一个完整的图像，即每秒实际更新的图像是50帧。

图4

         图4中的去隔行滤波其实和很多资料中提及的4:2:2到4:4:4转换的算法是一致的。简单的说，也就是通过相近行的图像数据来重构没有数据的图像。

         在xilinx的《xapp294_04.pdf》中提到的4:2:2到4:4:4转换的算法有三种：其一如Equation1所示，简单用最近的两个数据的算术平均来重构图像；其二和其三分别如Equation2和Equation3所示，称之为并行FIR滤波方法。

         公式2、3涉及FIR滤波，显然实现起来需要付出比较大的资源和面积（换句话说，也就是money），但是效果肯定更佳。而公式1相对简单实现，特权同学对最后的图像还原效果要求也不算太高，选择了公式1来实现，基本功能如图5所示。而最终实现的效果也还是可以，足够欺骗群众的眼睛了。

图5