计算用于图像处理的变换参数制造技术

本发明专利技术涉及用于获取变换参数的方法。可以通过如下步骤来对相机运动建模：提供描述被估计运动矢量的运动矢量的矢量场；将该矢量场投影到至少一个轴上；以及根据该矢量场的投影导出这些变换矢量参数。由于可以通过平移、尺度和旋转来建模相机运动，可以使用该矢量场到轴上的投影。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】计算用于图像处理的变换参数 本专利技术总体上涉及一种用于获取变换参数的方法。本专利技术还涉及一种用于获取变换参数的计算机程序和计算机程序 产品。此外，本专利技术涉及用于获取变换参数的设备，以及用于获取运 动矢量变换参数的方法在视频压缩系统中的使用。运动估计在许多图像处理领域中是重要的。例如，在视频压缩过 程中，有必要预测连续视频帧中的像素值。这种预测允许在接收器中 计算像素值而不必通过传输信道传输这些像素值。预测的目的在于最小化与实际像素值的总差值，以便允许接收器计算出最佳的可能图 像。最小化被预测像素值的总差值后，需要对数量显著减少的数据进 行编码和传输，以重构原始帧。图像数据包括通过矢量场进行的预测值和误差或残差。残差的量 取决于矢量场的精度。矢量场是对像素值运动模型的一种描述。在de Haan， Biezen的文献Sub-pixel mot ion est imat ion wi th 3-D recursive search block-matching (用三维递归搜索块匹配进 行子像素运动估计)，，(Signal Processing: Image Communications 6， 1994， pp. 229-239 )中记载了如何获取矢量场。但是，从矢量场获取变换参数的计算量是很大的。因此，本专利技术的一个目的是提供以降低的计算量获取变换参数的 方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用于运动预测的优化运动模 型。本专利技术的再一个目的是提供一种改进的图像压缩方法。本专利技术的这些和其他目的是通过用于从矢量场获取变换参数的方 法来实现的，所述方法将该矢量场投影到至少一个轴上，并根据该矢 量场的投影导出变换参数。例如，描述图像(尤其是视频图像)中被估计的运动矢量的矢量 场可以通过使用普通的运动预测方法得到。例如平移、尺度和旋转的 变换参数可以通过将矢量场投影到至少一个轴上来获取。该矢量场可 以由矢量组成。这些矢量可以由至少两个分量(例如一个x分量和一个y分量)组成。x分量可以与y分量垂直。该矢量场可以在具有相应 轴的坐标系统内加以描述。 一个轴可以是x轴，另一个轴可以是y轴。 也可以使用其他坐标系统。所述变换参数可以描述运动模型参数。这 些变换参数可以用来生成矢量场。当矢量场投影到至少一个轴上时， 可以轻易地获取这些变换参数，优选地，矢量场投影到两个轴上。特 别情况下，当把矢量场中的矢量投影到坐标系统的每个轴上并且使用 所有的导出函数时，可以轻易地得到这些变换参数。所述矢量可以由至少两个分量组成，每个轴对应一个分量。每个 分量可以与坐标系统的一个轴平行。然后，到这些轴的投影允许得到 矢量场内矢量的各分量。通过将矢量场投影到至少一个轴上，可以分开这些变换参数。例 如，使用投影可以分开尺度参数、平移参数和旋转参数。在这些投影 中，可以得到乘数值和平均值，其可以用来相应地计算增益(例如尺 度参数或旋转参数)和/或偏移量(例如平移参数)。例如，在一些应用中，更容易处理运动模型参数(例如在必须稳 定自制的视频序列的情况下)。这可能需要关于平移和旋转参数的知 识。计算完这些参数后，可以对整幅图像进行平移和旋转。这可以比 单独处理这些矢量得到更好的结果。此外，这样的运动矢量场可能并不总是精确的，因此依照实施例 寻找运动模型参数可以平均掉例如偏差和/或异常值之类的误差。当运 动矢量场精确时，序列中的目标可能具有与相机不同的运动，这会导 致复杂的运动矢量场。如果目标的运动足够小，那么由于上述同样的 原因，可以平均掉这些目标的运动。总的来说，依照实施例的运动模 型参数可以表示全局运动。根据所述投影，可以得到全部的变换参数。例如，依照实施例， 利用矢量在所有轴上的所有投影可以计算位移方程。该变换方程的矩 阵具有未知的元素，但是可以通过三角公式来获取这些元素。例如， 矢量场投影的乘数和平均值可以根据曲线拟合方法来得到。例如，通 过计算基于到某直线距离的最小二乘误差直线拟合、或者多项式拟合 方法或者指数拟合方法。这可以允许计算增益和偏移量，即尺度/旋转 和平移。这种实施例是对复杂度进行优化(即简单实现和快速执行) 的例子。该实施例的输出可以是偏移量和增益。依照其他的实施例，可以通过使用投影的原函数来获取这些值。 依照实施例，这些原函数可以通过欧拉法得到。借助原函数可以计算投影的面积，其与所述乘数有关。如果不考 虑平均值或平移参数，那么投影的总面积与原函数的极值有关。原函 数的极值可能位于其导数函数为零的点上。 一旦找到了原函数的极 值，就可以计算该乘数值。由于通常用平移、尺度和旋转来对运动进行建模，并且该运动最 常由相机运动而引入，因此依照实施例，这些平移参数代表了相机运动的整体模型。依照实施例，也可以应用递归方法。基于矢量变换参数的矢量场 可以被重构，并且反馈回初始的运动估计以便计算矢量场。另一个实施例给出通过使用递归计算来计算变换参数。可以使用 上述实施例来获取变换参数。然后，将这些参数用于重构矢量场。在 这个被重构的矢量场内，可以标识出原始矢量场中的异常值。可以屏 蔽这些异常值。利用矢量场中的这些被屏蔽的异常值，可以计算新的 矢量变换参数得到更好的结果。本专利技术的另 一 方面是计算机程序，该计算机程序可操作来使处理器在运行时通过如下步骤获取变换参数获取描述图像中的被估计运动矢量的运动矢量的矢量场；将矢量场投影到至少一个轴上；根据矢 量场的投影导出变换参数。本专利技术的另 一 方面是具有计算机程序的计算机程序产品，该计算 机程序可操作来使处理器在运行时通过如下步骤获取变换参数获取 矢量场；将矢量场投影到至少一个轴上；根据矢量场的投影导出变换 参数。本专利技术的另一方面是被配置用于获取变换参数的设备，该设备包 括被配置用于获取矢量场的估计装置；被配置用于将矢量场投影到 至少一个轴上的投影装置；被配置用于根据矢量场的投影导出变换参 数的计算装置。本专利技术的另一方面是如权利要求1所述的方法在视频压缩中的使用。本专利技术的这些和其他方面根据下述附图会显而易见，并且将参照下述附图进行阐述。在附图中附图说明图1显示了依照实施例的专利技术方法的流程图2显示了用于提供依照实施例的专利技术方法的设备；图3显示了矢量x分量到x轴和y轴上的投影；图4显示了矢量y分量到x轴和y轴上的投影；图5显示了矢量场的尺度变换；图6显示了矢量场的旋转变换；图7显示了增益和投影函数的关系。图1显示了用于从视频图像中获取变换参数的方法的流程图。 大部分^f象素运动是由相机运动造成的。因此，改善运动估计的一 个途径是提供一种相机运动的整体模型。这个运动可以通过平移、尺 度和旋转值来进行建模。平移、尺度和旋转可以通过数学模型来描述， 下面将对此进行解释。下面列出了一些变量n (& ， 6力位置(bx，by)上矢量的q分量pvq (r):作为r的函数的矢量的q分量的投影bq:矢量场的矢量索引I:q方向上的矢量数q和r二或者为x或者为yx二矢量场的x轴分量y:矢量场的y轴分量x，运动估计后矢量场的被变换的x分量y，运动估计后矢量场的被变换的y分量0:旋转角度s二尺度参数t:平移参数假设轴的原点位于图像帧的中心，那么可将平移描述为:可将尺度变换描述为<formula>f本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于从矢量场获取变换参数的方法，包括：－将该矢量场投影到至少一个轴上；以及－根据该矢量场的投影导出这些变换参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-5-31 05104670.41.用于从矢量场获取变换参数的方法，包括-将该矢量场投影到至少一个轴上；以及-根据该矢量场的投影导出这些变换参数。2. 权利要求1的方法，其中通过描述图像中的运动的被估计运 动矢量来描述该矢量场。3. 权利要求1的方法，其中该矢量场包括含有至少一个第一分 量和至少一个第二分量的矢量，并且其中该第一分量与第一轴平行， 其中该第二分量与第二轴平行。4. 权利要求3的方法， 上至少分离出尺度参数。5. 权利要求4的方法， 一个乘数来计算该尺度参数。6. 权利要求3的方法， 上至少分离出平移参数。7. 权利要求6的方法，计算该平移参数。8. 权利要求3的方法， 上至少分离出旋转参数。9. 权利要求78的方法 一个乘数来计算该旋转参数。10. 权利要求1的方法， 算法来获取这些变换参数。11. 权利要求1的方法 变换参数。12. 权利要求11的方法13. 权利要求11的方法 参数。14. 权利要求1的方法. 模型。15. —种计算机程序，可操作来使处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：WP李，
申请(专利权)人：三叉微系统远东有限公司，
类型：发明
国别省市：KY[开曼群岛]