專利名稱：面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，采用H. 264/AVC可變塊的原 理，將視頻流的當(dāng)前幀劃分成若干塊，通過(guò)相對(duì)靜止檢測(cè)獲得每一塊是相對(duì)運(yùn)動(dòng)還是相對(duì) 靜止，并對(duì)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)塊進(jìn)行處理，獲取其準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)向量。這種方法在保證運(yùn)動(dòng)塊精確度 前提下，有效地提高了計(jì)算效率。
背景技術(shù)：
經(jīng)過(guò)解碼后的視頻流需要視頻后處理，即視頻質(zhì)量增強(qiáng)處理，幀速率上變換算法是視 頻后處理算法流水線中的重要模塊。它主要的功能是通過(guò)插值把原有視頻源的幀速率調(diào)整 到顯示器刷新率。幀速率上變換算法分為兩類。第一類算法直接利用前后幀的各種組合內(nèi)插出中間 新幀而不考慮對(duì)象運(yùn)動(dòng)；但在場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)較大時(shí)，插入幀的效果會(huì)變得很差，容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)突 變和運(yùn)動(dòng)物邊緣模糊的現(xiàn)象。為減少運(yùn)動(dòng)突變和模糊，出現(xiàn)了第二類算法，即基于運(yùn)動(dòng)向量 的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(見(jiàn)

圖1)。然而，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插值算法的內(nèi)插視頻質(zhì)量最終取決于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的準(zhǔn)確度，具體表 現(xiàn)在幀處理的時(shí)間花費(fèi)和插入幀的信噪比，時(shí)間主要耗費(fèi)在搜索目標(biāo)塊的最優(yōu)匹配塊。運(yùn)動(dòng)估計(jì)的基本思想是將當(dāng)前幀分成許多互不重疊的塊，并假設(shè)塊內(nèi)所有像素的 位移量都相同，對(duì)于當(dāng)前幀中的每一塊，在參考幀中一定的搜索范圍內(nèi)根據(jù)匹配準(zhǔn)則找出 與目標(biāo)塊最相似的塊，即匹配塊。由匹配塊與目標(biāo)塊的相對(duì)位置計(jì)算出運(yùn)動(dòng)位移，所得運(yùn)動(dòng) 位移即為目標(biāo)塊的運(yùn)動(dòng)向量。如圖1所示對(duì)第進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，求出每一塊的運(yùn)動(dòng)向 量，在第與第i+1幀之間插入第A幀。通常使用幼々(Sum of Absolute Difference)標(biāo)準(zhǔn)作為匹配準(zhǔn)則，幼々定義如 下
權(quán)利要求
一種面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其特征在于采用H.264/AVC可變塊的原理，將視頻流的當(dāng)前幀劃分成若干塊，通過(guò)靜止檢測(cè)獲得每一塊是靜止還是運(yùn)動(dòng)，若目標(biāo)塊是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，則對(duì)目標(biāo)塊進(jìn)行處理得到它的運(yùn)動(dòng)向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其特征在于所述通過(guò)靜 止檢測(cè)獲得每一塊是運(yùn)動(dòng)還是靜止的具體步驟如下(a)采用像素比較法，將輸入視頻流的當(dāng)前幀和參考幀劃分成16X16像素的目標(biāo)塊；(b)目標(biāo)塊與參考幀的對(duì)應(yīng)塊比較，如果目標(biāo)塊中的每個(gè)像素與參考幀 的對(duì)應(yīng)塊的對(duì) 應(yīng)像素值全相等，那么目標(biāo)塊相對(duì)于參考幀的對(duì)應(yīng)塊是靜止的，目標(biāo)塊的運(yùn)動(dòng)向量為O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或要求2所述的面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其特征在于所 述通過(guò)靜止檢測(cè)獲得每一塊是運(yùn)動(dòng)還是靜止能夠有效的避免相對(duì)靜止區(qū)域的復(fù)雜運(yùn)算，有 效的提高了計(jì)算效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其特征在于所述對(duì)相對(duì) 運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)塊進(jìn)行處理得到目標(biāo)塊的運(yùn)動(dòng)向量具體步驟如下(a)若目標(biāo)塊是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，將此目標(biāo)塊劃分為8X8像素的子塊，然后重復(fù)靜止檢測(cè) 步驟，若8X8像素的子塊仍是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，那么這個(gè)子塊繼續(xù)被劃分成4X4像素的子塊， 重復(fù)靜止檢測(cè)步驟，檢測(cè)子塊是相對(duì)運(yùn)動(dòng)還是靜止；(b)若當(dāng)前4X4像素的子塊是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，則分別計(jì)算當(dāng)前子塊的每個(gè)像素與參考幀 中一定范圍的若干參考?jí)K對(duì)應(yīng)像素相等的數(shù)目NEP，并求出最大的NEP ；(c)采用像素閾值判定法，將最大的NEP與預(yù)先設(shè)定的閾值比較，如果該NEP大于閾值， 那么最大NEP對(duì)應(yīng)的參考?jí)K就是最優(yōu)匹配塊；如果該NEP小于閾值，則參考幀中參考?jí)K的范 圍擴(kuò)大一倍，并求出該范圍內(nèi)的新最大NEP，則新最大NEP對(duì)應(yīng)的參考?jí)K即是最優(yōu)匹配塊； 最優(yōu)匹配塊與當(dāng)前4X4像素子塊的位移稱為運(yùn)動(dòng)向量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向幀速率上變換的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其特征在于所述步驟3) 中的像素閾值判定方法和參考幀中搜索范圍擴(kuò)大方法，不僅能夠提高相對(duì)運(yùn)動(dòng)較小塊運(yùn)動(dòng) 向量的計(jì)算效率，而且能夠可以提高運(yùn)動(dòng)較大塊運(yùn)動(dòng)向量的精確度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面向幀速率上變換的動(dòng)估計(jì)方法。本方法采用H.264/AV可變塊的原理，將視頻流的當(dāng)前幀劃分成若干塊，通過(guò)靜止檢測(cè)獲得每一塊是靜止還是運(yùn)動(dòng)，若目標(biāo)塊是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，則對(duì)目標(biāo)塊進(jìn)行處理得到它的運(yùn)動(dòng)向量。本方法針對(duì)高清乃至超高清圖像與高刷新率，能夠有效保證運(yùn)動(dòng)向量的連續(xù)性，從而降低圖像的塊效應(yīng)、視頻模糊，物體光暈等。本方法簡(jiǎn)潔有效，從而易于大型集成電路的邏輯實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101969568SQ201010545589
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者劉道金, 楊勝齊, 趙景景 申請(qǐng)人:上海大學(xué)