移动估计的单元和方法以及装备有此类移动估计单元的图像处理设备技术

移动估计单元（１００）包括第一求和装置（１０６），用于计算第一图像（１１８）的分段（１１６）的若干候选移动矢量的匹配误差。具有最小匹配误差的移动矢量可以被分配给分段（１１６）作为被估计的移动矢量。该匹配误差是以分段（１１６）的像素值与第二图像（１２０）的像素值之间的绝对差值和为基础的。为了估计被估计的移动矢量从实际移动矢量的偏移，即，移动矢量误差（１３０），则移动估计单元（１００）还包括：第二求和装置（１０８），用于通过对分段（１１６）的像素值之间的绝对差值求和来计算方差参数；以及估计装置（１１０），用于通过比较匹配误差与方差参数来估计一个移动矢量误差（１３０）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于产生移动矢量的移动估计单元，每一移动矢量与第一图像的各自分段相应，所述移动估计单元包括一个第一求和装置，用于通过累加该分段的像素值和第二图像的像素值之间的绝对差值来计算该分段移动矢量的匹配误差。本专利技术还涉及一种产生移动矢量的方法，每一移动矢量与第一图像的各自分段相应，所述方法包括第一求和步骤，通过累加该分段的像素值和第二图像的像素值之间的绝对差值来计算该分段移动矢量的匹配误差。本专利技术还涉及一种图像处理设备，包括一个用于产生移动矢量的移动估计单元，每一移动矢量与第一图像的各自分段相应，所述移动估计单元包括一个第一求和装置，用于通过累加该分段的像素值和第二图像的像素值之间的绝对差值来计算该分段移动矢量的匹配误差；和一个移动补偿图像处理单元。从关于视频技术的电路和系统的IEEE学报(第5次，第3卷，1993年，10月，第368-379页)中G.deHaan等人的文章”True-MotionEstimation with 3-D Recursive Search Block Matching”(具有3-D递归搜索块匹配的实际移动估计)中可了解在开头段落中描述的那种方法的一个实施例。对于视频信号处理中的许多应用，需要知道图像序列的明显速度场，即通常所说的光流。这种光流被给定为一个时间变化矢量场，即，每一图像有一个矢量场。在引用的文章中，通过把图像划分成块来估计这种移动矢量场。对于每一块的一组候选移动矢量，计算出一个匹配误差并且将其使用在一个最小化程序中以便从该块的候选移动矢量组中找到最适当的移动矢量。该匹配误差对应于SAD在一个图像块中的像素和移动矢量移位的下一图像中的一个块像素之间的绝对亮度差之和SAD(x,y,dx,dy,n):=]]>Σi=0NΣj=0M|Y(x+i,y+j,n)-Y(x+dx+i,y+dy+j,n+1)|---(1)]]>在这里(x，y)是块的位置，(dx，dy)是一个移动矢量，n是图像编号，N和M是块的宽度和高度，而Y(x，y，n)是在图像n中位置(x，y)处的一个像素亮度值。所估计的移动矢量可以偏离实际的移动矢量，即，可以有一个移动矢量误差。SAD的值只可作为一个相对的量度被使用于比较中。计算出的SAD未给出移动矢量精确度的一个可靠指示，即移动矢量误差。这是现有技术方法的一个缺点。本专利技术的第一个目的是提供在开头段落中描述的那种移动估计单元，其被安排来计算一个移动矢量误差。本专利技术的第二个目的是提供一个在开头段落中描述的那种方法，在该方法中计算一个移动矢量误差。本专利技术的第三个目的是提供一个在开头段落中描述的那种图像处理设备，其被安排来计算一个移动矢量误差。本专利技术的第一个目的被实现，其中所述移动估计单元还包括一个第二求和装置，用于通过累加在所述分段的像素值和所述第一图像的像素值之间的绝对差值来计算一个方差参数；和一个估计装置，用于通过把所述匹配误差与所述方差参数进行比较来估计一个移动矢量误差。利用所述第二求和装置，可以计算出作为所述块中详细级别测量值的一个方差参数。一个块是一种分段。不规则形状的分段的移动估计也很平常。本专利技术也适用于不规则形状的分段。如果在块中有许多细节，即，导致一个相对高的方差参数值，那么匹配误差的值也可以具有一个相对高的数值。一个相对低的方差参数值结合一个相对高的匹配误差值表示估计的移动矢量可能是错误的。根据本专利技术的移动估计单元的一个优点是所述移动估计单元提供一个移动矢量误差，因为在许多应用中人们对移动矢量误差值很感兴趣。例如，当移动矢量足够优良时，不必花时间来试图改善它。由此改良了效率和矢量场的一致性。一个移动矢量误差还可以被用来估计移动矢量场的整体质量，以便决定当何时使用落后选项、何时使用产生较少人工产物的改进算法。它还可以被用来查找与目标边缘有重叠的那些块，从而可以以一种更适当的方式处理这些块。在EP 0 549 681 B2中已经建议了一个相关的思想，其中描述了一个移动估计器单元，其在至少四个图像上操作以便确定一个移动矢量。在那个专利说明书中，建议通过分配误差的最小化来估计移动矢量，所述分配误差通过把在后续图像的像素值之间的差值除以一个所谓的梯度来计算出。此梯度是通过求二次项差值的平方根所计算出的。在根据本专利技术的移动估计单元和在EP 0 549 681 B2中描述的移动估计单元之间的下列主要区别为本专利技术的移动估计单元的方差参数和匹配误差是以一个等效测量，绝对差值之和，为基础的。在EP 0 549 681 B2中描述的移动估计单元中，两个不同的测量值被计算一个差值和二次项差值的一个平方根。使用绝对差值之和两次的优点是移动矢量误差可以提供有关估计的移动矢量从实际的移动矢量偏移的质量甚至数量的信息。证明这个事实的实验已经完成。在下文中关于图3到图7描述这些试验的结果。使用绝对差值之和两次的另外一个优点是它计算不复杂。方差参数可使用于本专利技术的移动估计单元中用于所有候选移动矢量的匹配误差的标准化。然而，这不是必需的，因为对于一个分段的所有候选移动矢量，方差参数是一个恒量。只要对于估计的移动矢量(即，候选移动矢量组中出来的一个)计算出移动矢量误差就足以确定该估计的移动矢量是否可能是实际移动的一个适当值，在EP 0 549681 B2中描述的移动估计单元中，对于所有候选移动矢量执行一个标准化。在本专利技术的移动估计单元的一个实施例中，第二求和装置被设计来通过把下面两个数值相加从而计算方差参数在该分段的像素值和与该分段在第一方向上偏移至少一个像素对应的第二分段的像素值之间的绝对差值；和在分段的像素值和与该分段在第二方向上偏移至少一个像素对应的第三分段的像素值之间的绝对差值，所述第一方向与所述第二方向交叉。方差参数测量的目的是预测由一个已知移动矢量偏移所引起的绝对差值之和。因为不知道实际的移动矢量，所以靠在同一图像中稍微移动(即，偏移)的分段来匹配一个分段。因为误差方向未知，所以产生在两个方向上的一个平均值。换言之，通过把两个测量值进行比较，即比较匹配误差与方差参数(两者都是一个转换的一个测量值)，则可导出移动矢量误差，它与估计的移动矢量和实际的移动矢量之间的差值相关。匹配误差是以在后续图像之间的块转换为基础的，而方差参数是以一个图像内的块转换为基础的。被应用到块上用于计算方差参数的所述偏移值与方差参数随机相关。如果被应用到块上用于计算方差参数的偏移增加，则方差参数也将增加的可能性相对大。借助于方差参数，可以关于匹配误差值的分配作为移动矢量误差的一个函数进行一个陈述。在本专利技术的移动估计单元实施例的一种修改中，第二求和装置被设计来还要相加在分段的像素值和第四分段的像素值之间的绝对差值，其中第四分段与该分段在第一方向上偏移至少一个像素以及在第二方向上偏移至少一个像素对应。此实施例的优点是当移动估计单元在工作中时作为第一和第二方向上的对角线的方向也被考虑。本专利技术的移动估计单元的一个实施例被设计来产生作为像素块的分段的移动矢量。基于像素块的一个移动估计单元的优点是它的设计简明性。本专利技术的移动估计单元的另一实施例被设计来处理不规则形状的分段。本专利技术的移动估计单元的一个实施例被设计来基于作为像素值的亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生移动矢量的移动估计单元（１００），每一移动矢量（１００）与第一图像（１１８）的各自分段（１１６）相应，所述移动估计单元（１００）包括第一求和装置（１０６），用于通过累加分段（１１６）的像素值和第二图像（１２０）的像素值之间的绝对差值来计算该分段（１１６）的移动矢量（１２６）的匹配误差，其特征在于，还包括：第二求和装置（１０８），用于通过累加所述分段（１１６）的像素值和所述第一图像（１１８）的像素值之间的绝对差值来计算一个方差参数；和估计装置（１１０ ），用于通过把所述匹配误差与所述方差进行比较来估计一个移动矢量误差（１３０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA伦特，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]