幀頻提升方法
2023-12-11 16:07:57
),(1,>0-化+10-必，>>—刺(i)(2)重疊塊運動補償(0BMC)中窗函數的確定圖5是本發明加窗的重疊塊運動補償示意圖，本發明的重疊塊運動補償採用了加窗的形式，即利用窗函數來控制各個重疊塊像素的權重。窗函數可以選用雙線性窗、升餘弦窗等，根據具體需要而定。相比於簡單的均值方法，利用窗函數可以獲得更好的效果。(3)前後加權的初始幀形成為了進一步加強平滑性，在初始幀估計中，同樣可以採用前後幀加權的形式(如圖4所示)。加權係數index的確定採用類似於0BMC中a的確定方式(不需要考慮塊的運動)，但是採用較大的塊來執行，保證圖像的平滑性。由於前後內插幀的枏似度很大，因而會出現重疊區域完全相同的現象，此時，令inde^0.5，即採用簡單的均值方法。在實驗中看到，有時候前、後向運動補償的差別很明顯。如標準測試序列tabletennis的83幀，前向運動補償的PSNR(峰值信噪比)值要比後向運動補償的PSNR值低1.3dB;而標準測試序列mobile的49幀，前向運動補償的PSNR值要比後向運動補償的PSNR值高0.7dB，同時主觀質量上也有明顯的差別。因而單純的採用單向運動補償會在圖像的某些內插幀中產生明顯的模糊現象。採用前後加權的初始幀估計方法可以比較有效的克服這一問題。實驗結果表明，此方法形成的初始幀可以獲得更好的PSNR值，同時主觀質量上的模糊現象也得到了有效的抑制。(4)像素可信度矩陣的確定利用前、後向補償幀像素的相似性來衡量該像素點的可信度，從而形成整幀圖像的像素可信度矩陣。像素可信度矩陣的確定由下式表示4(x，力=V(A五"，力—乂,(x,力)2+o,力—y;力"力)2(2)其中乂,"義力表示前、後向內插幀，乂,￡表示初始估計圖像。實驗結果表明，前、後向補償幀相似度比較大，這說明運動估計及運動補償的精度比較高，從而得到的初始幀可信度比較高。對於可信度相對比較低的像素值進行後續的三維濾波處理，以得到更可信的像素，從而提高內插幀的精度。從實驗結果中可以看到，如果將初始幀像素的可信度在內排列，絕大多數像素可信度為l，即認為是精確補償的像素點。實際上需要進行濾波處理的像素點比較少，後續處理的複雜度比較低。3、三維濾波在實際的圖像中，相鄰像素點(空間相鄰、時間相鄰)有著很大的相關性，空間相關性表徵了幀內圖像塊間的相似關係，時間相關性表徵了幀間圖像塊間的相似關係。相鄰圖像塊之間的相關性可以用Markov隨機場來描述，因而我們可以利用這種相關性對初始幀中可信度相對比較低的像素點進行糾正。由於初始幀估計採用了前後向加權的形式，因而幀內的二維濾波實際上執行的是前後幀加權的三維濾波。實驗結果表明，經過三維濾波處理後的內插幀像素有更高的可信度，圖像的主、客觀質量都得到了比較高的提升。'雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發明的保護範圍當以權利要求書所界定的為準。權利要求1.一種幀頻提升方法，包括時間上相鄰的前一幀和當前幀，每幀劃分成大小相等的多個圖像塊，採用塊匹配法進行運動估計並生成比較理想的內插幀，其特徵在於，包括以下步驟a)對相鄰兩幀的每個圖像塊進行單向運動向量搜索；b)對於有多個單向運動向量通過的圖像塊，根據最小MAD/MSE準則確定一個雙向運動向量；對於沒有任何單向運動向量通過的圖像塊，採用鄰域運動向量平滑方法，為該塊分配一個雙向運動向量；c)預設一閾值，如果相鄰圖像塊的矢量差值超過預設閾值，則根據該矢量差值對雙向運動向量進行塊分解直至相鄰圖像塊的矢量差值小於預設閾值；d)根據估計出的雙向運動向量進行補償獲得內插幀；e)將生成的內插幀插入前一幀和當前幀之間完成幀頻提升。2.如權利要求1所述的幀頻提升方法，其特徵在於，所述單向運動向量搜索採用圖像塊邊緣加權法。3.如權利要求l所述的幀頻提升方法，其特徵在於，所述雙向運動向量補償採用前一幀和當前幀加權的重疊塊運動補償方法，當前幀加權係數為a，前一幀的加權係數為l-a，a通過計算重疊區域的絕對值誤差確定。4.如權利要求1所述的幀頻提升方法，其特徵在於，對前向、後向內插幀的每個圖像塊進行相似性比較，確定整幀初始估計圖像的像素可信度矩陣，所述內插幀中對可信度比較低的像素點利用相鄰點進行濾波。全文摘要本發明涉及一種幀頻提升方法，包括以下步驟a)對相鄰兩幀的每個圖像塊進行單向運動向量搜索；b)對於有多個單向運動向量通過的圖像塊，根據最小MAD/MSE準則確定一個雙向運動向量；對於沒有任何單向運動向量通過的圖像塊，採用鄰域運動向量平滑方法，為該塊分配一個雙向運動向量；c)預設一閾值，如果相鄰圖像塊的矢量差值超過預設閾值，則根據該矢量差值對雙向運動向量進行塊分解直至相鄰圖像塊的矢量差值小於預設閾值；d)根據估計出的雙向運動向量進行補償獲得內插幀；e)將生成的內插幀插入前一幀和當前幀之間完成幀頻提升。本發明提供的幀頻提升方法，同時提升了運動向量的平滑性和精確性。文檔編號H04N7/26GK101600105SQ20091005414公開日2009年12月9日申請日期2009年6月30日優先權日2009年6月30日發明者磊張,琤支,慈王,鄭世寶,陳穎祺申請人:上海廣電光電子有限公司