[发明专利]一种用于视频去隔行的运动估计补偿电路及方法

说明书

本发明提供了一种用于视频去隔行的运动估计补偿电路及方法，该电路包括7个模块，其特征在于，所述模块一包括像素转块列缓存，场块列FIFO缓存和当前场块缓存；所述模块二包括参考帧SRAM和多个帧块列FIFO缓存；所述模块三为运动估计ME模块；所述模块四包括参考帧运动估计搜索窗，参考块抓取模块，预测帧块缓存，提取预测场块计算补偿场块模块，预测场块缓存和补偿场块缓存；模块五为块匹配误差计算SAD模块；模块六为最佳MV选择运动补偿场块计算模块；模块七为补偿场块的自适应图像质量提升模块。本发明提供的视频去隔行电路设计在改善重建图像质量、降低电路功耗、提高设计的可扩展性等方面相对于背景技术具有优势。

技术领域

本发明及视频去隔行技术领域，具体涉及一种用于视频去隔行的运动估计补偿电路及方法。

背景技术

在视频后处理应用中，早期的模拟视频通信和带宽受限的有线和无线数字视频通信中常采用隔行(interlace)的场(field)视频格式,以降低传输带宽和码率。在2000年后，数字视频显示终端转为LCD、OLED等设备后，更多的显示终端支持逐行(progressive)显示格式，即帧(frame)格式显示回放图像。视频的信源编码和传输采用隔行图像降低视频传输带宽和存储资源占用，而在解码回放终端的隔行转逐行显示，提升图像显示的主观质量。这种视频格式转换被称为视频去隔行(deinterlacing)。近年来，随着数字电视和智能手机的大量应用，在网络总带宽大幅度提高的同时，由于用户的视频数据量增长幅度更大，网络传输带宽依然受限。因此在视频后处理阶段的视频去隔行或帧率提升等应用仍然具有广泛的需求。

早期较简单的去隔行技术(不基于帧间预测的)包括奇偶场重复、均值滤波、以及结合图像纹理特征的ELA滤波等方式，这类计算采用当前输入场内数据得到重建帧图像。但视频序列与静态图像的重要差别是是时间域的关联性，即时间采样相邻帧图像的背景和运动目标都存在较强的相关性。视频压缩算法所利用的运动估计ME和运动补偿MC算法减小信号冗余，降低码率，实现视频压缩。ME与MC技术也可用于视频后处理的应用，如去隔行。视频后处理的ME与MC算法的主要目的不是为了压缩码率，而是为了利用视频序列的运动特征提升去隔行视频中运动目标的重建质量。视频压缩中的ME技术通常为了提高预测精度，评估大量运动矢量MV的预测结果，造成计算量过大，但视频后处理要求计算时延小，因此复杂的ME计算不适合。

视频后处理的去隔行技术、帧率转换等应用中，荷兰飞利浦公司提出的三维递归搜索(3DRS)技术是数字视频后处理产品中较具代表性的ME与MC技术。该算法利用时域、空间域的相邻块的MV相关性预测当前块MV。3DRS算法在空间域和时间域生成有限几个预测MV，使每个像素块的ME计算只需要评估几个MV，相对于视频压缩的ME技术，计算量显著降低，且重建视频质量没有明显下降。

现有的视频后处理去隔行技术存在以下问题：

(1)只采取场内预测重建帧的方式没有利用视频的帧间运动关联性，对运动场景的重建效果差；

(2)传统的视频压缩系统采用的运动估计和运动补偿技术追求预测匹配精度，计算量巨大，不适合低计算复杂度和高实时性要求的视频后处理应用；

(3)基于3DRS算法的快速ME和MC相关技术对视频图像MV预测在空间域和时域的关联性只作有限分析，预测性能提升有限；

(4)视频后处理的ME和MC相关硬件电路存在内存访问频率过高，功耗较大等问题，影响电路在移动终端等电池供电产品中的应用。

发明内容