一种自适应帧频提升算法研究*

为减小帧频提升算法中内插帧的误差,提高提升后视频序列的整体观看质量,提出了一种新的自适应帧频提升算法,将基于经验阈值的自适应可变尺寸块与双向运动估计相结合,并对估计得到的运动矢量场进行逐级平滑以减小误差累积,解决了帧频提升中存在的重叠、空洞等问题,减少了块效应,比其他自适应算法简单且易于实现。对标准测试序列的实验结果表明,算法较其他方法不仅降低了计算量,而且内插图像的主观和客观质量均有所提高。     

基于单双向结合运动估计的帧率提升算法

运动估计是基于运动补偿帧率提升技术的关键环节之一,其准确性将直接影响新生成视频帧的图像质量.论文提出了一种单向与双向相结合的运动估计算法,通过在传统双向运动估计算法的基础上增加前向运动估计与后向运动估计环节,显著提高了运动估计的准确性.同时,采用中值滤波对运动向量进行平滑以及基于重叠块的运动补偿插帧算法生成新的视频帧.实验结果表明,通过论文提出的运动估计算法生成的视频帧主观视觉质量与客观评价质量均有显著提升.     

重叠块运动补偿在小波视频编码中的应用

在基于小波变换的混和视频编码方案中,为了消除传统块运动补偿带来的块效应,采用了重叠块运动补偿的方法,比较了不同的重叠窗对于重叠块运动补偿后编码效率的影响.实验表明,相对传统的块运动补偿,重叠块运动补偿有效的去除块效应,提高了小波视频编码的编码效率.参与比较的3种重叠窗中,升余弦窗在不同块大小情况下表现出一致的最优性能.     

基于UMV的重构图像扩展算法及VLSI实现

在AVS视频解码系统中,针对运动补偿所需的参考宏块出界导致视频解码效率降低的问题,提出一种新型图像边界扩展算法重构了出界参考宏块,以获得相应运动向量进行完善的运动补偿。该算法基于视频解码系统流水线设计要求,同时考虑消除中间存储的需求,对图像数据进行分析,依据图像数据的不同类型和位置进行边界宏块像素的有序扩展,并采用二维存储机制提高效率,使得在运动补偿中实现了图像无限制运动向量(UMV),优化了图像运动补偿效果,提高了视频的解码效率。该算法采用Verilog HDL语言描述,经EDA软件仿真、综合及FPGA验证表明:该算法能够在图像运动补偿中获得出界参考宏块的运动向量,实现图像运动补偿的优化,本模块打开UMV后综合的芯片面积仅增加面积1.5%,而AVS视频解码系统采用UMV比不采用UMV解码效率明显提高。     

基于联合运动补偿的边信息预测算法

传统块运动补偿算法仅利用单一运动向量场,该运动向量场中总会存在一定的运动异常,而过多的运动异常会严重衰退内插帧质量。为了解决该问题,提出了一种基于联合运动补偿的边信息内插算法,该算法使用双向运动估计计算出内插帧的运动向量场,接着采用当前块和其八个邻域块的运动向量联合预测出目标块。由于运动向量场的局部平滑特性会使八邻域块的运动向量十分接近当前内插块的真实运动向量,实验结果表明提出算法比传统算法有更好的容错性能。     

块分类的双向估计加权边信息生成算法*

针对分布式视频编/解码中运动估计产生的预测重叠问题,提出了一种块分类的双向估计加权边信息生成算法。根据前后相邻关键帧对应块的相关性,将像素块分为保留块类和运动块类。对保留块类直接作保留处理;对运动块类中的像素块采用改进的双向运动补偿算法找到对应匹配块,并通过加权判决模块生成边信息。实验结果表明,在不增加编码端复杂度的情况下,算法有效提高了边信息质量。     

帧率提升中的三维递归搜索块匹配改进算法

将基于块匹配的运动估计用于帧率提升会产生内插重叠、空洞等问题。对三维递归搜索（3DRS）块匹配运动估计算法进行改进,结合双向运动估计给出更为精确的运动矢量,采用矢量中值滤波器平滑矢量场,并运用中值滤波运动补偿技术进行插帧。实验结果表明,该算法在主客观方面都具有较好的性能,计算复杂度较低,也便于硬件实现。     

视频标准帧速率上变换的自适应运动补偿方案

提出了一种自适应的运动补偿方案，首先利用预测三步搜索算法进行运动估计，由于此运动估计算法能够很好地利用运动向量的时空相关性．从而能得到更加平滑的运动向量场。其次．为了能够抑制运动向量场中个别奇异向量以及块匹配算法所固有的块效应问题，对向量场进行中值滤波，并采用了一种特殊的向量分配算法。方案的最后一个环节是运动补偿插值，它综合考虑插值帧的局部图像质量以及全局图像质量，利用一种白适应性较强的中值滤波操作来达到一定的综合效果。实验结果证明，此算法与运动补偿时间插值(MCTI)算法相比，插值得到的图像更加平滑，而且，两者的信噪比指标对比也充分说明了本算法的优越性。     

基于子块运动估计补偿的视频误码块掩饰

视频数据在传输过程中存在着信道误码或丢包等现象,为了达到提高视频误码掩饰的目的,可利用子块运动估计方法,预测出在时间方向上的相关信息,通过运动补偿进行误码掩饰,同时为了消除子块补偿的边缘效应,进一步利用重叠块运动补偿方法以提高掩饰效果。     

基于可变尺寸重叠块运动补偿的小波视频编码器

通过排序算法和四叉树编码的改进以及快速运动矢量搜索算法的应用实现了优化的可变尺寸运动估计局部生长算法,将SPIHT小波图像编码器和可变尺寸重叠块运动补偿算法相结合,设计了一种混合小波视频编码器.仿真试验表明这是一种有效的视频编码方法,对于具有复杂运动的视频序列的编码较为有效.     

基于加权运动估计和矢量分割的运动补偿内插算法

提出了一种基于加权运动估计、矢量分割和可变块层次化处理的运动补偿内插(Motion-compensated frame interpolation, MCFI)算法. 首先, 提出一种加权运动估计改善了运动矢量(Motion vector, MV)的准确度, 其次, 通过矢量聚类分割将视频帧分割为运动区域和背景, 然后对运动区域的运动矢量进行了可变块层次化处理. 此过程中, 采用可变块合并算法保证了运动物体的边缘结构信息不被损坏. 同时考虑到部分可变块的多方向性, 使用了自适应矢量中值滤波器和矢量平滑降低了运动块大小, 能有效地消除传统方法中出现的方块效应和重影现象. 实验结果表明该算法在内插图像的主观视觉效果和客观评估标准上都有所提高, 而且对于运动较快及背景较复杂的视频序列同样具有较强的适应性.     

基于矢量叠加的逐步消除加权运动估计仿真研究

提出了一种基于帧间矢量叠加的逐步消除加权全局运动估计方法.算法对帧间估计的基准进行了分析,考虑到差错平面在全局极值点的小范围附近满足单调性条件是可能的这一假设,提出了帧间矢量叠加法,以较小的搜索范围获得了更好的估计结果;针对全局运动估计的目的,在获得的局部运动矢量的基础上,首先对各局部矢量方向和相对于均值的距离进行判断,排除可靠性较低的局部运动矢量,然后对可靠性高的局部运动矢量进行计算以获得有效的全局运动矢量.对多个图像序列进行仿真实验,结果显示所提出的算法具有良好的性能,PSNR提高了5.77%～34.18%.     

基于小波系数块的运动补偿

提出基于小波系数块的运动补偿算法.所谓小波系数块是指图像的部分小波系数,它 们只与图像的某个局部相关.该文提出的算法先在时空域进行运动估计,得到预测块的运动矢 量.然后利用小波系数的局部空频特性,在小波变换域用参考块的小波系数块对预测块的小波 系数块进行补偿.在时空域进行运动估计,可以充分利用视频编码多年来在运动估计方面的研 究成果.在小波变换域上进行运动补偿,则避免了产生额外的频率成分.文中的理论分析和实验 结果都表明,所提出的算法要优于常用的小波视频编码算法.     

基于运动方向预测的快速运动估计算法

利用序列图像的相邻块运动矢量的高度相关性和运动矢量的中心偏移特性,提出一种基于运动方向预测的快速运动估计算法。设计4种方向性模板,根据参考运动矢量预测出图像块的运动情况,根据不同的运动方向选择对应的方向性模板进行搜索。实验结果表明,该算法在速度和准确性方面都优于传统的快速运动估计算法。     

压缩视频流中主要运动的定性分析

随着视频数据量的急剧增加，如何为海量视频数据建立高效索引并提供查询和检索能力成为目前信息检索领域重要的研究课题，许多研究表明，通过对视频中主要运动的定性分析，有助于实现视频内容的索引和检索，该文根据运动矢量的分布特性，运动矢量之间的相对关系特性等，提出了一种压缩视频流中主要运动的定性分析算法，实验结果表明该算法具有速度快，精度高，鲁棒性好等特性，非常适合于视频信息检索方面的应用。     

快速而有效的块运动估计算法

为了提高基于块匹配的运动估计的速度和精度,提出了一种带中心偏置点检测模式的自适应快速块运动估计算法。该算法根据图像序列的运动向量基于中心偏置分布的特点和相邻块运动向量间的高度相关性,依据块的不同运动内容来确定其搜索起点、搜索范围和搜索策略,从而实现块运动向量的快速而有效地估计。同时,对于大运动块,采用了多侯选者方式,进一步提高了搜索精度。实验结果表明,该算法的搜索速度接近N3SS,N4SS,而搜索精度比它们高,与HSS相似,接近FSBM。     

基于特征点匹配的全局运动估计

传统块匹配法只考虑平移运动,对大角度旋转无法进行有效估计。为此,根据圆形的旋转不变性,提出一种基于圆形块的匹配方法,提取圆投影矢量作为匹配特征,采用特征匹配的策略,得到当前块的运动矢量。为提高匹配效率,利用Harris算子检测特征点,获取特征点的运动矢量。通过局部运动矢量和刚体变换模型得到线性参数方程,并采用RANSAC算法进行求解,以获得全局运动参数。实验结果证明,该方法对较大的平移及旋转角度具有较强的适用性。     

结合H.263与SLCCA的新的极低比特率小波视频编码

小波对于静止图像编码取得了巨大成功,但对于视频编码只有少数较为成功的尝试,提出一种针对极低比特率应用的新的结合H.263与SLCCA的混合小波视频编码算法,在提出的算法中,首先,用基于H.263的微调运动估计减少时间冗余,用无遗漏覆盖块运动补偿保证运动补偿误差帧的连续性;第2,对运动补偿误差帧进行小波变换得到全局能量压缩;第3,用SLCCA组织和表示小波变换后的数据;最后,运动向量的水平和垂直分量分别用自适应算法编码,算法在A级测试序列Akiyo和B级测试序列Foreman（QCIF）上测试取得了良好效果。     

基于投影特征的快速图像稳定算法

本文针对摄像机的栽体既有抖动又有正常扫描运动的图像稳定问题提出了一种快速算法。该算法首先把二雏图像数据投影为一维数据，并在投影数据上估计图像序列的偏移量；然后通过卡尔曼滤波从图像序列的偏移量序列中消除抖动带来的影响，从而保持正常的扫描运动；最后依据滤波后的偏移矢量对图像进行运动补偿。实验结果表明，该算法
法在保持与块匹配算法相当的稳像准确度的前提下，大大减少了计算量。