應(yīng)用memc技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，更具體的，涉及一種應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MEMC技術(shù)(運(yùn)動(dòng)估計(jì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)是一種利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)行插幀的技術(shù)，應(yīng)用于電視裝置等，可以有效消除改善運(yùn)動(dòng)畫面的抖動(dòng)和拖尾問題。然而由于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的效果和原始幀的場(chǎng)景息息相關(guān)，很多場(chǎng)景在一般的MEMC技術(shù)下并不能得到正確的運(yùn)動(dòng)搜索結(jié)果，生成的插值幀視覺體驗(yàn)并不好，譬如淡入淡出(Fade in/out)，由于光線的劇烈變化，運(yùn)動(dòng)估計(jì)不能找到正確的匹配，插值幀錯(cuò)誤補(bǔ)償后會(huì)出現(xiàn)明顯的色斑。
[0003]已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)是，根據(jù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的結(jié)果，通過判斷場(chǎng)景所有塊匹配誤差之和的大小，如絕對(duì)差值SAD (sum of absolute difference)大小等，檢測(cè)是否是fade in/out場(chǎng)景，一旦SAD大，說明該場(chǎng)景下運(yùn)動(dòng)估計(jì)失效，可能是fade in/out場(chǎng)景，采用fallback技術(shù)，用場(chǎng)景抖動(dòng)來避免色斑或其他破碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，提高應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的準(zhǔn)確性。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，包括步驟如下:
[0007]I)把圖像劃分為若干個(gè)大區(qū)域；
[0008]2)計(jì)算每個(gè)大區(qū)域的圖像區(qū)域平均亮度；
[0009]3)對(duì)大區(qū)域的圖像區(qū)域平均亮度，利用eros1n的方式逐級(jí)得到下一級(jí)的圖像區(qū)域平均亮度，直到所需塊級(jí)別為止；
[0010]4)根據(jù)eros1n得到的圖像區(qū)域平均亮度，在光線變化的場(chǎng)景中去除亮度改變導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)估計(jì)無法正確匹配的影響，從而得到更好的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果。
[0011]所述步驟I)中，把圖像均勻劃分為NXM個(gè)區(qū)域，N、M為整數(shù)。
[0012]所述步驟2)中，對(duì)每個(gè)大區(qū)域像素點(diǎn)的亮度求平均值作為圖像區(qū)域平均亮度。
[0013]所述步驟3)的具體方法是:
[0014]將每個(gè)大區(qū)域進(jìn)一步劃分得到子區(qū)域，計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的平均亮度，子區(qū)域平均亮度由其所屬及相鄰大區(qū)域的亮度加權(quán)得到；
[0015]進(jìn)一步將子區(qū)域再次細(xì)分為第二級(jí)子區(qū)域，用同樣的加權(quán)方法，利用已獲得的第一級(jí)子區(qū)域的亮度求第二級(jí)子區(qū)域平均亮度；...，以此類推，一直細(xì)化至運(yùn)動(dòng)估計(jì)所需要的塊級(jí)別，用上一級(jí)區(qū)域平均亮度加權(quán)計(jì)算其平均亮度。
[0016]所述步驟4)的具體方法是:
[0017]運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算塊匹配相似程度時(shí)，根據(jù)步驟3)的eros1n方式得到的塊平均亮度能夠有效檢測(cè)到光線變化的情景，在計(jì)算塊之間的匹配差值時(shí)，先把光線變化引起的亮度變化的影響去除，以減少因?yàn)楣饩€亮度變化引起的塊匹配錯(cuò)誤。
[0018]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，所帶來的有益效果如下:
[0019]MEMC技術(shù)在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量時(shí)，主要判斷依據(jù)為匹配塊像素點(diǎn)的SAD(絕對(duì)差和)，在光線變化的場(chǎng)景，即使是同一個(gè)物體，由于光線變化引起的亮度變化，它們的像素值也會(huì)發(fā)生變化，致使塊匹配時(shí)的SAD不可信，容易收斂至錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)矢量，用錯(cuò)誤的運(yùn)動(dòng)矢量去運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，插值圖像有明顯色斑，嚴(yán)重影響觀眾視覺體驗(yàn)。本發(fā)明引入了根據(jù)大區(qū)域的平均亮度逐級(jí)加權(quán)計(jì)算得到運(yùn)動(dòng)估計(jì)中每個(gè)塊的亮度，這種計(jì)算方式得到的塊亮度由于是逐級(jí)eros1n得到，已經(jīng)包含了光線變化的影響，計(jì)算塊匹配的SAD時(shí)，可以利用塊的平均亮度把光線變化的影響去除，致使運(yùn)動(dòng)估計(jì)可以收斂至正確的結(jié)果，減少插值圖像的色斑，提升MEMC技術(shù)的視覺體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0020]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0021]圖1是本發(fā)明所提供的方法流程圖；
[0022]圖2是區(qū)域的分割方式一實(shí)施例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明所提供的應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法流程圖，包括步驟如下:
[0025]I)把圖像劃分為若干個(gè)大區(qū)域，譬如4區(qū)，8區(qū)，16區(qū)，...；
[0026]2)計(jì)算每個(gè)區(qū)域的APL ；
[0027]3)利用大區(qū)域的APL，通過eros1n的方式逐級(jí)得到下一級(jí)的APL，直到所需Block級(jí)別為止；
[0028]4)根據(jù)eros1n得到的APL，在fade in/out場(chǎng)景中去除光線變化的影響，得到更好的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果。
[0029]以下以圖2所示本發(fā)明一實(shí)施例的區(qū)域分割示意圖對(duì)本發(fā)明所提供的方法做一具體說明:
[0030]I)把圖像均勻劃分為16區(qū)，每區(qū)用自己的像素點(diǎn)計(jì)算該區(qū)的平均亮度；
[0031]2)將該16區(qū)進(jìn)一步細(xì)化，每區(qū)再均勻分為4區(qū)，新的區(qū)域平均亮度由其相鄰的上一級(jí)區(qū)域的平均亮度加權(quán)得到；如圖2所示，例如計(jì)算區(qū)域6-1的平均亮度可用區(qū)域1，2，5，6的平均亮度加權(quán)，計(jì)算區(qū)域6-2的平均亮度可用區(qū)域2，3，6，7的平均亮度加權(quán)；
[0032]APL (R6_l) = APL (Rl) Xwl+APL (R2) X w2+APL (R5) X w3+APL (R6) X w4
[0033]APL (R6_l)，APL (Rl)，APL (R2)，APL (R5)，APL (R6)分別指區(qū)域 6-1，1，2，5，6 的平均亮度，wl，w2，w3，w4 指加權(quán)系數(shù)，wl+w2+w3+w4 = I ；
[0034]3)重復(fù)步驟2)，對(duì)區(qū)域不斷細(xì)化以及根據(jù)上一級(jí)區(qū)域的平均亮度加權(quán)計(jì)算新的子區(qū)域的平均亮度；區(qū)域細(xì)分至運(yùn)動(dòng)估計(jì)所需的塊為止，最終根據(jù)這種逐級(jí)eros1n的方式獲得運(yùn)動(dòng)估計(jì)每個(gè)塊的平均亮度；
[0035]4)運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算匹配塊間像素值的絕對(duì)差和時(shí)，每個(gè)塊的像素先統(tǒng)一減去該塊eros1n得到的平均亮度，再用去除亮度的值計(jì)算絕對(duì)差和；例如:
[0036]SAD =E (I pa-apla | -1 pb_aplb |)
[0037]如上式所示，計(jì)算塊a和塊b的相似程度，P, P b指塊a和塊b中的像素，apl JPaplb指塊a和塊b用上述eros1n方式計(jì)算得到的平均亮度；
[0038]5)用上述方式計(jì)算塊匹配誤差時(shí)，可以去除光線變化的影響，減少因?yàn)楣饩€變化導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)估計(jì)錯(cuò)誤引起的插值色斑。
[0039]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，包括步驟如下： 1)把圖像劃分為若干個(gè)大區(qū)域； 2)計(jì)算每個(gè)大區(qū)域的圖像區(qū)域平均亮度； 3)對(duì)大區(qū)域的圖像區(qū)域平均亮度，利用erosion的方式逐級(jí)得到下一級(jí)的圖像區(qū)域平均亮度，直到所需塊級(jí)別為止； 4)根據(jù)erosion得到的圖像區(qū)域平均亮度，在光線變化的場(chǎng)景中去除亮度改變導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)估計(jì)無法正確匹配的影響，從而得到更好的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，所述步驟I)中，把圖像均勻劃分為NXM個(gè)區(qū)域，N、M為整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，所述步驟2)中，對(duì)每個(gè)大區(qū)域像素點(diǎn)的亮度求平均值作為圖像區(qū)域平均亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，所述步驟3)的具體方法是： 將每個(gè)大區(qū)域進(jìn)一步劃分得到子區(qū)域，計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的平均亮度，子區(qū)域平均亮度由其所屬及相鄰大區(qū)域的亮度加權(quán)得到； 進(jìn)一步將子區(qū)域再次細(xì)分為第二級(jí)子區(qū)域，用同樣的加權(quán)方法，利用已獲得的第一級(jí)子區(qū)域的亮度求第二級(jí)子區(qū)域平均亮度；...，以此類推，一直細(xì)化至運(yùn)動(dòng)估計(jì)所需要的塊級(jí)別，用上一級(jí)區(qū)域平均亮度加權(quán)計(jì)算其平均亮度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，所述步驟4)的具體方法是： 運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算塊匹配相似程度時(shí)，根據(jù)步驟3)的erosion方式得到的塊平均亮度能夠有效檢測(cè)到光線變化的情景，在計(jì)算塊之間的匹配差值時(shí)，先把光線變化引起的亮度變化的影響去除，以減少因?yàn)楣饩€亮度變化引起的塊匹配錯(cuò)誤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，其特征在于，運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算塊匹配相似程度時(shí)，根據(jù)步驟3)的erosion方式得到的塊平均亮度進(jìn)行有效檢測(cè)到光線變化的情景的具體方法是：運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算匹配塊間像素值的絕對(duì)差和時(shí)，每個(gè)塊的像素先統(tǒng)一減去該塊erosion得到的平均亮度，再用去除亮度的值計(jì)算絕對(duì)差和： SAD = Σ (I pa-apla | -1 pb_aplb |) 上式所示，計(jì)算塊a和塊b的相似程度，P JP P b指塊a和塊b中的像素，apl JP apl b指塊a和塊b用上述erosion方式計(jì)算得到的平均亮度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)圖像光線變化場(chǎng)景進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法，包括步驟如下：1)把圖像劃分為若干個(gè)大區(qū)域；2)計(jì)算每個(gè)大區(qū)域的圖像區(qū)域平均亮度；3)利用大區(qū)域的圖像區(qū)域平均亮度,利用erosion的方式逐級(jí)得到下一級(jí)的圖像區(qū)域平均亮度，直到所需Block級(jí)別為止；4)根據(jù)erosion得到的圖像區(qū)域平均亮度,在光線變化場(chǎng)景中去除光線變化的影響，從而得到更好的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果。本發(fā)明方法能夠提高應(yīng)用MEMC技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】H04N19-139, H04N19-17, H04N19-51, H04N19-577
【公開號(hào)】CN104796721
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510203617
【發(fā)明人】姜建德, 余橫, 馬琰, 劉廣智, 袁嘉林
【申請(qǐng)人】宏祐圖像科技(上海)有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日