[发明专利]一种基于时域演变的双向运动估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，特别涉及一种基于时域演变的双向运动估算方法。

背景技术

近年来，随着先进的电视和多媒体技术的飞速发展，人们对高质量视频的需求显得愈发迫切。双向运动估计是提高视频视觉质量的有效技术，在视频处理中有着广泛的应用，如帧率提升、错误隐藏等。

现有的双向运动估计方法是假设相邻帧之间沿运动轨迹方向图像像素值保持不变，这种方法没有考虑图像亮度渐变、图像采集过程中的噪声等影响，因此，双向运动估计的精度较低。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。

为此，本发明的目的在于针对连续视频帧邻近帧之间的连续、渐变以及平稳特性而提出了一种基于时域演变的双向运动估算方法，该方法在不增加计算复杂度的前提下，提高了双向运动估计的精度，进而提高视频视觉质量。

为达到上述目的，本发明提出的一种基于时域演变的双向运动估算方法包括如下步骤：输入视频序列，并将所述视频序列中的当前帧进行图像块划分；将每个图像块分别沿着第一运动方向和第二运动方向进行基于时域演变近似；计算所述每个图像块沿着所述第一运动方向和所述第二运动方向基于时域演变近似的差异以获得基准候选位置；根据所述基准候选位置沿着所述第一运动方向和所述第二运动方向的基于时域演变近似的差异计算所述当前帧中重叠块运动补偿的权值，并对当前图像块进行基于时域演变的重叠块运动补偿。

根据本发明的基于时域演变的双向运动估算方法，针对连续视频帧邻近帧之间的连续、渐变以及平稳特性，在不增加计算复杂度的前提下，采用基于时域演变的双向运动估计和双向运动补偿，提高了双向运动估计的精度，进而提高视频视觉质量。

在本发明的一个实施例中，所述第一运动方向可以为前向运动轨迹的方向，所述第二方向可以为后向运动轨迹的方向。

在本发明的一个实施例中，所述每个图像块中的任意一个图像块B_x，y通过以下公式沿着所述前向运动轨迹的方向进行基于时域演变近似：

I(p,t)=I_f=I(p+v,t_f)+I'(p+v,t_f)1!*(t-t_f)+I'(p+v,t_f)2!*(t-t_f)²+..+Iⁿ(p+v,t_f)/n!*(t-t_f)ⁿ+o((t-t_f)ⁿ)

其中，p为所述任意一个图像块B_x，y中任意一位置，t和t_f分别为当前时刻和前向时刻，v为运动轨迹。

在本发明的一个实施例中，所述每个图像块中的任意一个图像块B_x，y通过以下公式沿着所述后向运动轨迹的方向进行基于时域演变近似：

I(p,t)=I_b=I(p-v,t_b)+I'(p-v,t_b)/1!*(t-t_b)+I'(p-v,t_b)/2!*(t-t_b)²+..+Iⁿ(p-v,t_b)/n!*(t-t_b)ⁿ+o((t-t_b)ⁿ)

其中，p为所述任意一个图像块B_x，y中任意一位置，t和t_b分别为当前时刻和后向时刻，v为运动轨迹。

在本发明的一个实施例中，根据以下公式计算所述任意一个图像块B_x，y沿着所述前向运动轨迹的方向和所述后向运动轨迹的方向基于时域演变近似的差异：