[发明专利]使用两种匹配判据的运动估计和场景变换检测

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是涉及运动估计及其匹配判据(matching criterion)。对于像例如编码、分割这样的许多应用而言，需要运动估计和场景变换检测。 

背景技术

问题 

对于运动块的运动矢量的运动估计取决于局部运动矢量，所述局部运动矢量说明两帧或两个域(area)内的像素的运动，所述帧或域是在时间上连续的。取决于匹配判据(也称作代价函数(cost function)、拟合优度)，例如SAD(累计绝对差(summed absolute difference))值，选择特定的局部运动矢量并将其用于所述运动估计以获得所述运动矢量。 

也可以考虑将其它判据用于所述运动估计。由于包括类似图元(picture element)这样的干扰事实，所应用的匹配判据如所述SAD可能失效，并且失效可能性甚至相对较高。 

本主题中所涉及的另一问题是场景变换检测，场景变换检测也存在运动估计及其匹配判据的可靠性的问题。利用本发明的方法，有可能推断出在两帧内是否有场景变换检测及场景变换检测的程度。 

本领域现状 

运动估计技术在广义上分为四类：差分方法(differential method)、相位相关方法、块匹配方法和基于特征的方法。其中，块匹配方法很可能是最广泛普及的运动估计技术。这不但因为当前的视频编码标准(像MPEG2、AVC)是基于块的，而且因为其它运动估计技术例如相位相关方法也需要该块匹配方法。相位相关面(phase correlationsurface)仅表示出可能的运动备选(motion candidate)，并且可能有助于减少运动搜索范围。最后，是块匹配技术(在相位相关运动估计技术的情况下也被称作图像相关或矢量分配)确定是否确实有运动、以及如果有的话则该运动矢量定位于何处。公知的是运动估计技术对运动估计结果有极大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种结果更为可靠的更好的运动估计。为了从运动估计得到更好的结果，必须考虑如何在开始所述运动估计之前改善所述结果的潜力(potential)的手段。而且，运动估计所可靠使用的数据的准备工作应当包括更少的计算时间。在块之间的图像场景变换检测也必须加以改进并且应当更为可靠且富有意义(meaningful)。 

本发明涉及一种用于从局部运动矢量获取至少一个全局运动矢量的方法，所述局部运动矢量说明区域中的像素在两个不同图像内的运动，所述至少一个全局运动矢量说明所述区域在所述两个不同图像内的运动，所述图像处理方法包括：基于至少一个匹配判据评估所述局部运动矢量的步骤，其中第一匹配判据基于关于所述局部运动矢量的统计学(statistical)估计函数的结果，并且由此所述评估步骤推断出所述局部运动矢量用于运动估计的可靠性；处理所述局部运动矢量的步骤，由此所述处理步骤包括以下步骤：根据所述局部运动矢量的可靠性来选择和/或删除所述局部运动矢量；以及利用通过所述处理步骤获得的最少数目的最可靠局部运动矢量来执行运动估计技术，由此所述最少数目是所述运动估计技术所需的局部运动矢量的最小数目。 

有利地，统计学估计函数的所述结果基于Cramer-Rao不等式的结果。 

有利地，所述第一匹配判据与Cramer-Rao不等式的结果成反比。 

有利地，所述评估步骤处理第二匹配判据，该第二匹配判据基于代价函数计算，像梯度、能量、标准偏差或累计绝对差。 

有利地，所述评估步骤处理至少两个匹配判据，所述匹配判据被同时应用以评估所述局部运动矢量。 

有利地，所述图像处理方法包括计算所述至少一个匹配判据中的至少一个的步骤。 

有利地，当先前执行的比较步骤表明有可能对所述区域进行可靠运动估计时，实施所述图像处理方法。 

有利地，所述比较步骤评估出Cramer-Rao不等式的结果是否处于 特定范围内，所述范围起始于预定值以上且位于该预定值以上。 

有利地，所述比较步骤评估Cramer-Rao不等式的反比例结果是否小于代价函数计算的结果。 

有利地，当控制步骤确认当前图像的所述区域的Cramer-Rao不等式结果与随后的图像的所述区域的Cramer-Rao不等式结果相似时，实施所述比较步骤。 

有利地，在执行控制步骤以前计算出所述Cramer-Rao不等式的结果。 

有利地，所述图像处理方法包括用以减少估计误差的方差的多分辨率处理步骤。 

有利地，所述图像处理方法包括正交滤波步骤。