Faits:
A. X._ a déposé plainte pénale le 23 juin 2008 pour diffamation et abus d'autorité contre inconnu. Selon lui, ensuite d'une altercation verbale l'ayant opposé au personnel d'un palace lausannois le 18 juin 2008, un employé de l'établissement l'avait dénoncé à la police en exagérant les faits et en les exposant de manière mensongère et diffamatoire. La police municipale avait, par ailleurs, fait un usage disproportionné de la force au moment où il avait été interpellé à la sortie d'un autre palace, dans lequel il avait finalement passé la soirée après l'incident. L'enquête a permis d'établir que le signalement d'une personne, à qui l'on imputait d'avoir proféré des menaces à l'encontre du personnel de l'établissement, avait été diffusé sur les ondes de la police, après un appel téléphonique émanant d'un agent de sécurité de l'hôtel. Des témoins ont confirmé que X._ avait insulté et menacé les employés.
Par ordonnance du 4 mai 2009, le Juge d'instruction de l'arrondissement de Lausanne a prononcé un non-lieu, frais à charge de X._.
B. Le recours formé par ce dernier contre cette ordonnance a été rejeté par le Tribunal d'accusation du canton de Vaud, par arrêt du 2 juin 2009.
C. X._ interjette un recours en matière pénale. Il conclut à l'annulation de la décision attaquée et au renvoi de la cause à un autre juge d'instruction afin qu'il complète l'information au sens des considérants.
Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.
Considérant en droit:
1. Le recourant conteste un non-lieu. Il n'allègue aucun préjudice physique ou psychique (art. 1 al. 1 LAVI; art. 81 al. 1 let. b ch. 5 LTF; cf. ATF 126 IV 147 consid. 1). La contestation ne porte pas sur son droit de porter plainte (art. 81 al. 1 let. b ch. 6 LTF). Simple lésé, il ne peut invoquer que la violation d'un droit formel, entièrement séparé du fond, que la loi de procédure applicable lui attribue en sa qualité de partie au procès, à l'exclusion de tout moyen relatif à l'application de la loi pénale de fond (ATF 133 IV 228 et les références).
1.1 Les griefs relatifs à l'application des art. 173 et 303 CP (Mémoire, ch. 3), respectivement à l'interdiction de l'arbitraire (art. 9 Cst.) dans l'établissement des faits constitutifs de ces infractions (Mémoire ch. 1), sont irrecevables. Le grief de déni de justice, au demeurant insuffisamment motivé (art. 106 al. 2 LTF), qu'il soulève dans le même contexte (Mémoire ch. 1, p. 4), ainsi que celui de violation de son droit d'être entendu (art. 29 al. 2 Cst.; Mémoire ch. 2), portent sur le refus implicite du juge d'instruction d'entendre certains témoins sur les mêmes faits. Ces critiques ont également trait au fond. Le recourant n'a pas qualité pour les invoquer.
1.2 Le recourant ne remet plus en cause, en procédure fédérale, le non-lieu quant au comportement des forces de l'ordre lors de son interpellation. Il n'invoque pas, en particulier, les art. 3 et 13 CEDH. Il n'y a donc pas lieu d'examiner (art. 106 al. 2 LTF) si le droit à une enquête effective déduit de ces normes conventionnelles a été violé (cf. ATF 131 I 455 consid. 1.2.5 p. 462 s.).
2. Le recourant conteste, enfin, la mise à sa charge des frais d'enquête.
2.1 Conformément à l'art. 159 al. 1 CPP/VD, le plaignant et la partie civile peuvent, même si le prévenu est condamné à une peine, être astreints à supporter une partie des frais si l'équité l'exige, notamment s'ils ont agi par dol, témérité ou légèreté ou s'ils ont compliqué l'instruction. Cette disposition ne définit pas précisément ce qui est équitable dans ce contexte. Elle fournit uniquement des exemples d'attitudes du plaignant justifiant une condamnation aux frais. Elle confère ainsi une grande liberté d'appréciation au magistrat compétent pour l'appliquer (arrêt non publié du 9 décembre 2005, 1P.755/2005, consid. 3.3).
Sous réserve des exceptions, non pertinentes en l'espèce, prévues par l'art. 95 let. c à e LTF, le recourant peut uniquement se plaindre de ce que l'application du droit cantonal par l'autorité précédente constitue une violation du droit fédéral au sens de l'art. 95 let. a LTF - notamment de l'interdiction de l'arbitraire (art. 9 Cst.) - ou du droit international au sens de l'art. 95 let. b LTF (ATF 133 III 462 consid. 2.3; 133 II 249 consid. 1.2.1).
2.2 La cour cantonale a retenu que le recourant était à l'origine de l'incident survenu le 18 juin 2008. Son comportement pouvait être qualifié de civilement répréhensible au vu des faits fondant le prononcé du non-lieu et il aurait dû s'abstenir de déposer une plainte qui pouvait être qualifiée de téméraire (arrêt entrepris, p. 4).
Le recourant objecte tout d'abord, en se référant à l'ensemble des moyens précédemment soulevés, que la mise à sa charge des frais de justice reposerait sur une appréciation manifestement inexacte des faits. Il tente, ce faisant, de remettre en question, par le biais d'un grief portant sur la question accessoire des frais, les motifs de fond sur lesquels repose la décision principale, soit le non-lieu motivé en droit. Son grief est irrecevable pour les raisons exposées ci-dessus (consid. 1).
2.3 Le recourant relève ensuite la gravité de la dénonciation portée contre lui et le fait qu'il a été interpellé par la police, alors que selon lui rien ne le justifiait. Il souligne les conditions de son interpellation et le fait qu'il n'a pas compliqué l'enquête.
Le non-lieu prononcé en faveur des agents de police n'est plus litigieux. L'arrêt entrepris constate aussi que le recourant a admis en procédure que l'instruction avait permis d'écarter tout reproche à leur égard (arrêt entrepris, p. 3). Le recourant ne peut donc rien déduire en sa faveur des circonstances dans lesquelles la police est intervenue. Pour le surplus, la décision cantonale retient de manière à lier la cour de céans (art. 105 al. 1 LTF) que les faits dénoncés par l'agent de sécurité de l'établissement public, soit les menaces et les insultes adressées aux employés, sont vrais (arrêt entrepris, p. 3). Les autorités cantonales pouvaient qualifier ce comportement de civilement répréhensible et conclure qu'une pesée consciencieuse du pour et du contre aurait dû conduire le recourant à s'abstenir de déposer plainte. Elles n'ont donc pas fait une application insoutenable, soit arbitraire (sur cette notion, v.: p. ex.: ATF 135 V 2 consid. 1.3 et les références p. 4 et 5; 134 I 140 consid. 5.4 et les arrêts cités p. 148), de l'art. 159 CPP/VD en mettant les frais d'enquête à sa charge. Le grief est infondé.
3. Le recourant supporte les frais de la procédure (art. 66 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal d'accusation du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 14 décembre 2009
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Favre Vallat