[发明专利]一种基于场景切变检测的帧率转换算法

说明书

技术领域：

本发明属于视频处理技术领域，特别涉及一种基于场景切变检测的帧率转换算法。

背景技术：

视频信息是人类最重要的视频源之一，帧率转换是视频格式转换技术中重要的组成部分，同时也是当前视频格式转换研究领域的一个新的研究热点。

现有的帧率转换算法主要有两类：(1)非运动补偿插帧算法(2)运动补偿插帧算法。非运动补偿算法简单，速度快，但是非运动补偿插值算法在处理运动物体时会产生运动模糊，主要应用于对视频质量要求不高的情况。随着科技的发展，人们对视频的要求越来越高，运动补偿算法有效改善了运动物体的模糊，使得视频播放更加流畅。因此，运动补偿插值算法也就成为了人们的研究新热点，其应用也愈发广泛。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提出一种处理速度快，画质更加清晰的基于场景切变检测的帧率转换算法。

技术方案：本发明提出一种基于场景切变检测的帧率转换算法，包括如下步骤：

(1)、对低帧率视频序列进行场景切变检测；

(2)、根据场景切变的结果进行运算估计；

(3)、运算估计后进行自适应运动补偿插值，并判断运动场景是否发生切变，如果发生切变则进行向前插值处理，如果不发生切变则进行双向插值处理；

(4)进行插值处理后的结果即为高帧率视频序列。

进一步的，所述步骤(1)中进行场景切变检测的具体步骤如下：先对当前帧进行非均匀分割，分割时使中心区域所占比例最大，同时当前帧的相邻帧也遵循相同的分割原则进行同样的操作，之后对每一个分块求颜色一致性矢量CCV。

进一步的，所述步骤(2)中运动估计的具体步骤如下：由当前帧中的每一块，在前一帧或后一帧某一给定的区域内根据匹配准则得到匹配块，由匹配块与当前块的相对位置计算出运动矢量。

进一步的，所述步骤(3)中运动估计之后，采用自适应运动补偿方式进行运动补偿插值的具体步骤如下，其中插帧结果如下公式所示：

其中fn和fn+1是两相邻帧，fn是预测出来的帧，s表示一个分割块，MV是该块对应的运动矢量,λ是权重。

进一步的，所述步骤(3)中判断运动场景是否发生切变由权重λ判断，其中权重λ的计算公式如下：

其中CCVD是两帧相同位置处的宏块的颜色一致性矢量进行做差比较得到的；如果两个分割块之间的CCVD超过了最初设定的经验阈值T，此时自适应权值λ＝1或者0，也即未发生场景切变，那么采用前向帧或者后向帧对当前帧进行插值，否则自适应权值λ＝0.5，场景发生切变，此时需要采用双向帧进行插值。

有益效果：本发明与现有的帧率转换技术相比，包括以下优点和有益效果。

1.在运动估计之前进行场景切变检测，对于那些场景切变发生较多的视频序列，运动估计的准确性会大大提高。

2.根据场景切变的检测结果来选择不同的运动补偿插值方式，这样可以改善视频的画质，使视频更加流畅。

附图说明

图1是本发明的整体流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，是本发明基于场景切变检测的帧率转换算法的执行流程图。该方法包括如下步骤：

场景切变检测：根据人类视觉系统(Human Visual System，HVS)特征，往往为了突出中心区域特征的重要性会将图像进行非均匀分割，那么我们也可以为了使切变检测的准确性更高，同样将每一帧进行非均匀分割，在进行分块时，使中心区域宏块所占区域占据较大比例，各相邻帧也遵循相同的分割准则进行同样的分块操作，然后计算各个宏块的颜色一致性矢量CCV(Color Coherence Vectors)，并将两帧相同位置处的宏块的颜色一致性矢量进行做差比较，将得到的CCVD(Color Coherence Vectors Difference)与设置的经验阈值T比较来决定是否产生切变。

运动估计：运用块匹配的搜索算法，在基于块匹配的基础上，根据场景切变的结果简化运动估计过程中最佳向量的选取。由当前帧中的每一块，在前一帧或后一帧某一给定的区域内根据匹配准则得到匹配块，由匹配块与当前块的相对位置计算出运动矢量。