運(yùn)動(dòng)矢量多層次優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插幀研究.pdf

1、幀率轉(zhuǎn)換技術(shù)主要用來實(shí)現(xiàn)不同視頻源幀率之間的轉(zhuǎn)換，隨著高清數(shù)字電視和多媒體系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，如何提高視頻源的幀率滿足人們高質(zhì)量的視覺享受，成為了人們研究的熱點(diǎn)。常用的非運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類算法在場景靜止或者運(yùn)動(dòng)不大時(shí)能夠得到較好的視覺效果，但在場景運(yùn)動(dòng)較大時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)模糊或者抖動(dòng)。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類算法將物體的運(yùn)動(dòng)信息考慮在內(nèi)，是目前實(shí)現(xiàn)幀率轉(zhuǎn)換的另一種效果較好且比較廣泛的算法。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類算法主要包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償兩個(gè)過程。采用傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法獲得運(yùn)

2、動(dòng)矢量往往無法保證真實(shí)性，易產(chǎn)生方塊效應(yīng)和重影現(xiàn)象。因此出現(xiàn)了對運(yùn)動(dòng)估計(jì)得到的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行后處理的中間過程。本文以運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)矢量后處理作為切入點(diǎn)，提出一種基于加權(quán)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的層次化運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償插幀算法，有效的提高了運(yùn)動(dòng)矢量的準(zhǔn)確性和內(nèi)插幀的質(zhì)量。本文的成果和創(chuàng)新之處包括以下幾點(diǎn):
　　1.本文分析了傳統(tǒng)的塊匹配算法中單向和雙向運(yùn)動(dòng)估計(jì)的缺陷，提出了一種加權(quán)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法。加權(quán)運(yùn)動(dòng)估計(jì)考慮了邊界像素相關(guān)性，構(gòu)造了一種加權(quán)和測量標(biāo)準(zhǔn)，能

3、夠有效抑制因塊分割而造成的方塊效應(yīng)，提高了獲得初始運(yùn)動(dòng)矢量場的準(zhǔn)確性。這也是對運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類算法的第一次優(yōu)化。
　　2.不可靠的運(yùn)動(dòng)矢量大多存在于運(yùn)動(dòng)區(qū)域中，因此我們有必要對其進(jìn)行分割以便分類處理。塊運(yùn)動(dòng)矢量反應(yīng)了一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)軌跡，具有方向性和大小，因此本文依據(jù)聚類算法對相似對象具有聚簇的特點(diǎn)，采用改進(jìn)k-means算法將視頻幀分割為運(yùn)動(dòng)區(qū)域和背景區(qū)域。
　　3.針對視頻幀中復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，本文提出了一種層次化處理方法對運(yùn)動(dòng)區(qū)域

4、的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行多次優(yōu)化，主要包含三個(gè)過程:預(yù)篩選、重分類和平滑。這三個(gè)過程不僅保證了運(yùn)動(dòng)物體的邊緣結(jié)構(gòu)信息不會(huì)因?yàn)閴K的分割被損壞，同時(shí)獲得更為詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)信息，保證了運(yùn)動(dòng)矢量的準(zhǔn)確性，很好的解決了傳統(tǒng)方法中出現(xiàn)的方塊效應(yīng)和重影現(xiàn)象。
　　4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明本文所提算法在內(nèi)插圖像的主觀視覺效果和客觀評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)上都有所提高，即使針對運(yùn)動(dòng)較快及復(fù)雜背景的視頻序列也具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
　　5.本文通過實(shí)驗(yàn)分別對比了加權(quán)運(yùn)動(dòng)估計(jì)和傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)