[发明专利]鲁棒的超分辨率视频缩放的方法及装置

权利要求书

1.一种用于处理输入视频信号以得到输出视频信号的数字视频缩 放方法，所述输入视频信号在一个空-时输入网格的各个点上具有各自的 输入图像值，所述输出视频信号在一个空-时输出网格的各个点上具有各 自的输出图像值，该空-时输出网格的各个点包括所述输入网格的点和新 点，对于每个所述新点，该方法包括如下步骤：

(a)对所述新点所对应的一个空-时邻域上的输入图像值应用一个预 定义的参数化线性插值器的族，以在所述新点上为所述族的每个插值器 提供一个插值后的值；

(b)从所述新点的空-时邻域上的输入图像值估计一个值的区间，所 述值的区间与所述新点相关联，以使得如此确定所述新点上的输出图像 值的概率分布以至于该概率分布在所述值的区间内具有一个全局最大 值；

(c)基于一个在与所述新点相关联的所述值的区间内是常数且最大 值的第二概率分布，为所述新点上的每个插值后的值计算一个损失值；

(d)在所述新点的一个空间邻域中，对为所述族中的每个插值器计 算得到的损失值进行空间滤波；以及

(e)选择所述族中的一个插值器，该插值器满足基于滤波后的损失值 的最小化标准，其中，将所选择的插值器的插值后的值作为在所述新点 处的输出图像值。

2.根据权利要求1所述的缩放方法，其中在所述新点处为一个插值 后的值计算得到的损失值，表示为所述插值后的值相对于所述第二概率 分布的负对数似然。

3.根据权利要求1所述的缩放方法，其中所述估计所述值的区间的 步骤包括：

(b1)将用于估计所述值的区间的所述空-时邻域分割成多个子邻域；

(b2)对每个所述子邻域中的输入图像值进行排序；

(b3)对每个所述子邻域，从被排序的输入图像值中的两个指定排位 的值估计一个部分区间；以及

(b4)合并所得到的多个部分区间，以形成与所述新点相关联的所述 值的区间。

4.根据权利要求1所述的缩放方法，其中所述第二概率分布在所述 值的区间之外具有指数衰减。

5.根据权利要求1所述的缩放方法，对于每个所述新点以及所述族 中的每个插值器，还包括以下步骤：

(i-1)从所述输入图像值和所述插值后的值的集合中计算一个总变 化增量，其中所述插值后的值是在所述新点的一个一维空间邻域上通过 所述插值器计算获得；以及

(i-2)在所述新点的一个空间邻域内，对所述总变化增量进行空间滤 波，

其中，为所述新点选择所述族中的一个插值器的所述最小化标准还依赖 于滤波后的总变化增量。

6.根据权利要求5所述的缩放方法，其中所述一维空间邻域是一个 垂直或水平的空间邻域。

7.根据权利要求5所述的缩放方法，其中为所述新点选择所述族中 的一个插值器的最小化标准包括所述滤波后的损失值和所述滤波后的 总变化增量的加权求和。

8.根据权利要求1所述的缩放方法，其中所述族中的插值器包括参 数化方向插值器，用于沿着所述输入网格的各自的参数化空-时方向计算 线性插值。

9.根据权利要求8所述的缩放方法，对每个所述新点以及所述族的 每个方向插值器，还包括如下步骤：

(ii-1)从沿着与所述插值器对应的空-时方向与所述新点对齐的插值 后的输入图像值的差值中，计算得到一个方向匹配误差；以及

(ii-2)在所述新点的一个空间邻域中，对所述方向匹配误差进行空间 滤波，

其中，为所述新点选择所述族中的一个插值器的所述最小化标准还依赖 于滤波后的方向匹配误差。

10.根据权利要求9所述的缩放方法，其中为所述新点选择所述族 中的一个插值器的所述最小化标准包括对所述滤波后的损失值和所述 滤波后的方向匹配误差的一个加权求和。