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专利号: 2017108317831
申请人: 信阳师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法,其特征在于,包括:步骤a,对待插帧进行块分割,划分为A类块和B类块;

步骤b,对A类块进行基于连续消除方法的全搜索运动估计,确定A类块的运动矢量;

步骤c,结合A类块的运动矢量信息,根据空间相关性和最小误差匹配原则,计算B类块的运动矢量;

步骤d,将所求的A类块的运动矢量和B类块的运动矢量组合成待插帧的运动矢量场,并依据参考帧ft与ft+1的信息,采用重叠块运动补偿方法插值得到内插帧ft+0.5;其中,ft、ft+1和ft+0.5分别为第t帧、第t+1帧和第t+0.5帧的亮度值。

2.如权利要求1所述的基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法,其特征在于,步骤a,具体包括:设待插帧ft+0.5的空间分辨率为M×N,分块尺寸为s,则每一帧待插帧包含M×N/s2个标准块;其中,奇数行与奇数列、偶数行与偶数列的交叉块划分为A类块,其余为B类块,且M和N被s整除。

3.如权利要求1所述的基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法,其特征在于,步骤b,具体包括:以分块的左上角像素坐标(i,j)为参照,计算第t帧和第t+1帧的坐标为(i,j)块的亮度累加和如下:其中,ft(i+m,j+n)、ft+1(i+m,j+n)分别为第t帧、第t+1帧在坐标(i+m,j+n)的亮度值,(m,n)为块内像素坐标;

设当前A类块的左上像素坐标p=(i,j),遍历搜索窗口内的候选块,参考帧ft+1第n个候选块相对(i,j)的偏移量v′n=(x,y),参考帧ft第n个候选块相对(i,j)的偏移量为-v′n;设定搜索窗口半径为r,则x,y∈[-r,r];令初始偏移量v′0=(r,r),计算当前A类块的初始差值D0,公式如下:D0=||Bt(p-v'0)-Bt+1(p+v'0)||1其中,Bt(i-r,j-r)为第t帧左上角坐标为(i-r,j-r)块内所有像素按行排列而成的向量,||·||1为向量的l1范数;将v′n更新为搜索窗口内的下一个候选块的坐标偏移量,若满足下列不等式|Pt(i-x,j-y)-Pt+1(i+x,j+y)|

Dn=||Bt(p-v'n)-Bt+1(p+v'n)||1按下式更新当前A类块的运动矢量vs:

vs=v'n=(x,y)

并更新D0=min{Dn,D0};反之,vs保持不变;按照上述过程直至遍历完搜索窗口内的所有候选块为止。

4.如权利要求1所述的基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法,其特征在于,步骤c,具体包括:依照全搜索运动估计求出A类块的运动矢量后,选取与B类块相邻的四个A类块的运动矢量va1、va2、va3与va4作为候选矢量,组成如下候选矢量集合Vc:Vc={va1,va2,va3,va4}

设当前B类块左上像素坐标为p,则B类块的运动矢量vp依据最小误差匹配原则计算:其中,Bt(p-v)为第t帧左上角坐标为p-v的块内所有像素按行排列而成的向量,||·||1为向量的l1范数,v为候选矢量。

5.如权利要求1所述的基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法,其特征在于,步骤d,具体包括:将所有A类块和B类块的运动矢量集合为待插帧ft+0.5的运动向量场Vt+0.5;采用下式计算待插帧ft+0.5在像素位置p=(i,j)处的取值:其中,vi,j为Vt+0.5在p处的运动矢量;k代表块的类型,取1时为不重叠部分,取2时为两个块的重叠部分,取3时,为四个块的重叠部分;系数ω则根据i的值取对应值。