[发明专利]一种基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法

说明书

本发明公开了一种基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法，涉及视频处理技术领域。该方法包括：对待插帧按照模板进行块分割，划分为A类块和B类块；对A类块进行全搜索运动估计得到运动矢量，其中，采用连续消除方法降低计算复杂度；结合A类块的运动矢量信息，依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；将所求的A、B两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f_t与f_t+1的信息，采用重叠块运动补偿技术插值得到待插帧f_t+0.5。本发明有效利用全搜索运动估计和空间相关性各自的优点，既保证了运动估计的准确程度，又有效降低了运算复杂度，节约了计算成本。

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，更具体的涉及一种基于空间预测的运动补偿帧率上转换方法。

背景技术

随着多媒体技术的发展和硬件设备的更新，以及为了获取更优的视觉体验，人们对视频的分辨率和帧率提出了更高的要求。但是，由于带宽的限制，在视频传输之前，会采用跳帧策略，实现快速传输。因此，在接收端，需要利用已有帧信息，复原丢弃帧，尽可能恢复原始视频的质量。在这种需求下，帧率上转换(Frame Rate Up-Conversion，FRUC)受到了视频处理领域研究者的关注。这是因为，作为一种后处理技术，FRUC可以通过在两个解码帧中间插入中间帧的方式，将视频从一个较低的帧率上转换到一个较高的帧率。

帧率上转换的方法有多种，从是否考虑物体运动的角度划分，可分为非运动补偿插帧法和运动补偿插帧法。前者较为简单，主要包括帧复制和帧平均，这两种方式不考虑帧间物体运动，直接利用相邻两帧信息以复制或求平均方式进行补偿内插。相反，运动补偿插帧法则需考量图像中物体的运动情况：通过计算物体的运动矢量，根据运动轨迹推算出物体在待插帧的位置，然后进行像素值的补偿。对比两类方法，当视频序列包含较少运动时，帧复制或帧平均是迅速而有效的，但在物体运动较多的视频序列中，采用非运动补偿插帧法会导致画面的抖动与模糊。这种情况下，需要采用运动补偿插帧法，通过考虑帧间运动情况，有效减少运动模糊现象。现实生活中，视频序列多为包含大量运动或是动静态画面相结合的情形，因而对运动补偿插帧法的研究和运用就显得尤为重要。