跟踪快速移动的小物体的运动矢量场求精法制造技术

公开一种变换单元（３００），用于将第一运动矢量场（ＭＶＦ１）变换为第二运动矢量场（ＭＶＦ２）。第一运动矢量场是根据一个图像序列的第一图像和第二图像来为第一图像和第二图像之间的一个时间位置计算出的。该变换单元（３００）包含：第一确定装置（３０２），用于确定第一图像中的第一不参照像素组；第二确定装置（３０４），用于确定第二图像中的第二不参照像素组；计算装置（３０６），用于计算从第一不参照像素组指向第二不参照像素组的候选运动矢量的匹配误差；比较装置（３０８），用于将该匹配误差与一个预定的匹配阈限进行比较，如果该匹配误差低于该预定的阈限，则把该候选运动矢量分配给第二运动矢量场的第一个运动矢量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过确定第二运动矢量场的第一个运动矢量将第一运动矢量场变换为第二运动矢量场的方法，第一运动矢量场是根据一个图像序列的第一图像和第二图像来为第一图像和第二图像之间的一个时间位置计算出的。本专利技术进一步涉及一种用于将第一运动矢量场变换为第二运动矢量场的变换单元。本专利技术进一步涉及一种图像处理设备，包含接收装置，用于接收对应于一个输入图像序列的信号；和图像处理单元，用于根据该输入图像序列并根据由这样的变换单元所提供的第二运动矢量场计算一个输出图像序列。本专利技术进一步涉及一种包含这样的变换单元的视频编码单元。本专利技术进一步涉及一种要由计算机装置加载的计算机程序产品，包含用于将第一运动矢量场变换为第二运动矢量场的指令。
技术介绍
在文章″True-Motion Estimation with 3-D Recursive SearchBlock Matching(利用3D递归搜索块匹配的真实运动估计)″(作者G.de Haan等，载于IEEE Transactions on circuits and systemsfor video technology，卷3，第5期，1993年10月，368-379页)中，公开了一个所谓的运动估计单元。这个运动估计单元被设计用来根据一个输入图像序列估计运动矢量。这些被估计的运动矢量，例如能被用于计算一个内插的输出图像。运动矢量涉及将序列的第一图像的像素组转换到序列的第二图像的另一个像素组。通常，像素组是例如8*8个像素的像素块。根据一个输入图像集合计算出来的、或者可应用于输出图像的运动矢量集合，被称作运动矢量场。所引证的运动估计单元，适合于实时视频应用。该递归方法产生相对一致的运动矢量场。相对于背景以高速运动的较小物体的运动估计，看来是个问题。特别地，在物体小于运动估计单元所应用的块大小的情况下，运动估计单元有时候估计出不正确的运动矢量。在物体的速度大于运动矢量格的样本距离时，尤其如此。结果，较小的物体在运动补偿的输出图像中有时会消失。运动补偿的输出图像基于若干输入图像的时间插值和运动矢量场。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种在开头段落中所述的那种方法，由此，第二运动矢量场与第一运动矢量场相比，更好地表示较小物体的运动。本专利技术这个目的的实现，在于该方法包含通过选择第一运动矢量场不含相应的运动矢量的第一图像的互相连接的像素的第一集合，确定该第一图像中的第一不参照像素(un-referenced pixels)组；通过选择第一运动矢量场不含相应的运动矢量的第二图像的互相连接的像素的第二集合，确定该第二图像中的第二不参照像素组；计算一个从第一不参照像素组指向第二不参照像素组的候选运动矢量的匹配误差；将该匹配误差与一个预定的匹配阈限进行比较，如果该匹配误差低于该预定的阈限，则把该候选运动矢量分配给第二运动矢量场的第一个运动矢量。一般来说，运动补偿一即时间插值，是通过系统地贯穿输出图像的所有像素、从一个或更多的原始输入图像中提取像素值而完成的。这样，输出图像中将不出现洞眼，因为每一个输出像素都被赋予一个值。然而，一般来说，通过贯穿每一个输出像素，原始输入图像中将具有不向运动补偿的输出图像作贡献的像素。这意味着，在输入图像中具有不被参照的。通常，不被参照的像素出现在遮蔽区，这是正确且合意的现象。专利技术人观察到，在运动估计单元不能跟踪高速的较小物体时，不参照像素也出现。本专利技术就是基于这个观察。在两个输入图像中，搜索不参照像素，随后通过一个候选运动矢量把两个输入图像中的不参照像素互相连接。如果候选运动矢量似乎适当，则把它赋予以前估计的、当时假设是不正确的运动矢量。这两组不参照像素与以前估计的运动矢量的坐标的关系，要由这两组不参照像素的空间坐标和两个输入图像与运动矢量场之间的时间关系给出。确定第一不参照像素组和确定第二不参照像素组，可以相互独立地进行。然而，最好根据第一不参照像素组确定第二不参照像素组。这种依赖的优点是提高效率。另一个优点是提高鲁棒性。在按照本专利技术的方法的一个实施例中，基于第一不参照像素组的一个空间环境，并且基于一个属于第一运动矢量场并且位于第一不参照像素组的该空间环境的特定运动矢量，来确定第二不参照像素组。第一不参照像素组和第二不参照像素组必须处于互相比较靠近的位置。这意味着，在第一不参照像素组给定的情况下，可以根据第一不参照像素组的空间位置和一个特定的偏移量，找到第二不参照像素组。该偏移量最好由一个例如来自第一运动矢量场的运动矢量定义，或者通过从第一运动矢量场取一个特定运动矢量并向其添加一个Δ(增量)而构造。该偏移量也可能是零，即应用一个所谓的空运动矢量。在按照本专利技术的方法的一个实施例中，基于计算第一不参照像素组与第二图像中的候选的不参照像素组之间的重叠，来确定第二不参照像素组。重叠与第一不参照像素组的像素的第一数量和第二不参照像素组的像素的第二数量有关。除此之外，重叠可能与第一不参照像素组的形状和第二不参照像素组的形状有关。计算重叠，意味着在给定一个定义第一不参照像素组与第二不参照像素组之间的关系的候选运动矢量的情况下，计算在两个图像中不参照像素的数量。在确定重叠率较高、例如超过75％的情况下，假定该候选运动矢量是一个适当的候选运动矢量。随后，计算对应的匹配误差。第一不参照像素组的大小最好不是太小。因此，第一不参照像素组的像素的第一数量最好高于一个第一预定计数阈限。除此之外，第一不参照像素组的大小不是太大。因此，第一不参照像素组的像素的第一数量最好低于一个第二预定计数阈限。对于第二不参照像素组，最好满足这两个相同的条件。对于标准定义视频图像来说，典型的值是第一预定计数等于4*4像素；第二预定计数等于10*10像素。在按照本专利技术的方法的一个实施例中，确定匹配误差包含计算第一和第二不参照像素组的各自像素值之间的差。例如，匹配误差可以是绝对差的和(SAD)。这个匹配误差是用于确定图像部分之间的匹配的较好的度量，不需要密集的计算。本专利技术的另一个目的是提供在开头段落中所述的那种变换单元，由此，第二运动矢量场与第一运动矢量场相比，更好地代表较小物体的运动。这个目的的实现，在于该变换单元包含第一确定装置，用于通过选择第一运动矢量场不含相应的运动矢量的第一图像的互相连接的像素的第一集合，来确定第一图像中的第一不参照像素组；第二确定装置，用于通过选择第一运动矢量场不含相应的运动矢量的第二图像的互相连接的像素的第二集合，来确定第二图像中的第二不参照像素组；计算装置，用于计算从第一不参照像素组指向第二不参照像素组的候选运动矢量的匹配误差；比较装置，用于将该匹配误差与一个预定的匹配阈限进行比较，如果该匹配误差低于该预定的阈限，则把该候选运动矢量分配给第二运动矢量场的第一个运动矢量。本专利技术的另一个目的是提供在开头段落中所述的那种图像处理设备，由此，时间插值输出图像较好地代表具有较高速度的小物体。这个目的的实现，在于该变换单元包含第一确定装置，用于通过选择第一运动矢量场不含相应的运动矢量的第一图像的互相连接的像素的第一集合，来确定第一图像中的第一不参照像素组；第二确定装置，用于通过选择第一运动矢量场不合相应的运动矢量的第二图像的互相连接的像素的第二集合，来确定第二图像中的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过确定第二运动矢量场的第一个运动矢量将第一运动矢量场变换为第二运动矢量场的方法，第一运动矢量场是根据一个图像序列的第一图像和第二图像来为第一图像和第二图像之间的一个时间位置计算出的，该方法包含：通过选择第一运动矢量场不含相应运 动矢量的第一图像的互相连接的像素的第一集合，来确定第一图像中的第一不参照像素组；通过选择第一运动矢量场不含相应运动矢量的第二图像的互相连接的像素的第二集合，来确定第二图像中的第二不参照像素组；计算一个从第一不参照像素组指向第 二不参照像素组的候选运动矢量的匹配误差；将该匹配误差与一个预定的匹配阈限进行比较，如果该匹配误差低于该预定的阈限，则把该候选运动矢量分配给第二运动矢量场的第一个运动矢量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RBM克雷恩根尼威克，FJ德布鲁恩，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]