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1、(10)申请公布号 CN 102413270 A (43)申请公布日 2012.04.11 C N 1 0 2 4 1 3 2 7 0 A *CN102413270A* (21)申请号 201110371037.1 (22)申请日 2011.11.21 H04N 5/14(2006.01) H04N 7/01(2006.01) (71)申请人苏州希图视鼎微电子有限公司 地址 215021 江苏省苏州市苏州工业园区星 湖街328号创意产业园2-B702单元 (72)发明人周一士 崔峰 沈操 (74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人陆明耀 姚姣阳 (54) 发明名称 。
2、校正边界区域运动向量的方法和装置 (57) 摘要 本发明属于数字视频处理领域中帧率转换技 术,其提供的一种校正边界区域运动向量的方法, 包括如下步骤:S1、确定视频帧的边界偏移块和 边界块;S2、将所述边界偏移块的运动向量赋给 所述边界块,以使得所述边界块指向和所述边界 偏移块的运动向量相同的方向。本发明通过把边 界偏移块的可信的运动向量赋给边界块,使得边 界块指向和边界偏移块的运动向量相同的方向, 即如果边界块和边界偏移块属于同一个物体,那 么经过这样的处理,就能使得它们的运动向量保 持一致,从而提高视频帧边界区域的图像质量。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (。
3、12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 CN 102413283 A 1/2页 2 1.一种校正边界区域运动向量的方法,其特征在于,其包括如下步骤: S1、确定视频帧的边界偏移块和边界块; S2、将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块,以使得所述边界块指向和所述边 界偏移块的运动向量相同的方向。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括以下步骤: S11、将视频帧的每一帧都发展一全局运动向量; S12、分裂所述全局运动向量以获得第一运动向量和第二运动向量; S13、根据块的大小,将视频帧的运动向量转化为块索引,其中,所述第一运动向量对应 于。
4、第一块索引,所述第二运动向量对应于第二块索引; S14、根据所述块索引确定所述边界偏移块和边界块的分布。 3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S14具体包括: 获取在视频帧的左侧块索引等于第一块索引的块以及在视频帧的右侧块索引等于第 二块索引的块,以构成环形的边界偏移块区域; 将块索引位于所述边界偏移块区域之外的块定义为边界块。 4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S2中“将所述边界偏移块的运 动向量赋给所述边界块”的方式包括运动向量的直接复制、或者偏移、或者拉伸、或者上述 方式的任意组合。 5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述“将所述边界偏移块的运动。
5、向量 赋给所述边界块”的步骤还包括: 通过公式MV2=A*MV1+B来进行运动向量的传递,其中,MV1是边界偏移块的运动向量, MV2是边界块的运动向量,A和B为可配置的参数。 6.一种校正边界区域运动向量的装置,其特征在于,其包括如下单元: 边界块获取单元、用于确定视频帧的边界偏移块和边界块; 运动向量传递单元、用于将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块,以使得所述 边界块指向和所述边界偏移块的运动向量相同的方向。 7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述边界块获取单元具体包括如下单元: 全局运动向量获取单元、用于将视频帧的每一帧都发展一全局运动向量; 全局运动向量分裂单元、用于分裂。
6、所述全局运动向量以获得第一运动向量和第二运动 向量; 转化单元、用于根据块的大小,将视频帧的运动向量转化为块索引,其中,所述第一运 动向量对应于第一块索引,所述第二运动向量对应于第二块索引; 边界获知单元、用于根据所述块索引确定所述边界偏移块和边界块的分布。 8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述边界获知单元具体用于: 获取在视频帧的左侧块索引等于第一块索引的块以及在视频帧的右侧块索引等于第 二块索引的块,以构成环形的边界偏移块区域; 将块索引位于所述边界偏移块区域之外的块定义为边界块。 9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述运动向量传递单元中“将所述边界偏 移块的运动向量赋给。
7、所述边界块”的方式包括运动向量的直接复制、或者偏移、或者拉伸、 或者上述方式的任意组合。 权 利 要 求 书CN 102413270 A CN 102413283 A 2/2页 3 10.根据权利要求6或9所述的装置,其特征在于,所述运动向量传递单元还用于: 通过公式MV2=A*MV1+B来进行运动向量的传递,其中,MV1是边界偏移块的运动向量, MV2是边界块的运动向量,A和B为可配置的参数。 权 利 要 求 书CN 102413270 A CN 102413283 A 1/6页 4 校正边界区域运动向量的方法和装置 技术领域 0001 本发明涉及数字视频处理领域中的帧率转换技术,尤其涉及一。
8、种基于全局运动向 量的校正边界区域运动向量的方法和装置。 背景技术 0002 对于硬件实现的帧率转换,通常是使用运动估计和运动补偿技术。运动估计主要 就是在当前帧和前一帧或后一帧中找出最匹配的块。最匹配的简单度量标准就是它们之间 有最小的数值差异。找到最匹配的块之后,它和当前块之间的位移就被作为运动向量记录 下来。这个运动向量以后会在运动补偿处理中被用来获取最匹配的块。 0003 帧率转换的目标是在前后帧之间产生出中间帧。因此,运动向量会根据前一帧和 中间帧的位置而调整。被这个调整的运动向量所指的块就作为中间帧的当前块。然而,如 果是在视频帧的边界处有运动,运动估计就表现得不好,因为在当前帧出。
9、现的物体可能还 没有进入前一帧。类似地,在前一帧中存在的物体,可能在下一帧中就没有了。因此,运动 估计可能会在前一帧中找到另外的匹配块,只要它具有最小的数值差异,但实际上这个块 并不属于这个物体。 0004 现有的实现并没有对视频帧的边界做特殊的处理。 发明内容 0005 为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种基于全局运动向量的校正边界 区域运动向量的方法,通过把边界偏移块的可信的运动向量赋给边界块,使得边界块指向 和边界偏移块的运动向量相同的方向,从而提高视频帧边界区域的图像质量。 0006 相应与所述方法,本发明的目的还在于提供一种应用上述方法的装置。 0007 为实现上述发明目的之。
10、一,本发明的一种校正边界区域运动向量的方法,包括如 下步骤: S1、确定视频帧的边界偏移块和边界块; S2、将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块,以使得所述边界块指向和所述边 界偏移块的运动向量相同的方向。 0008 作为本发明的进一步改进,所述步骤S1具体包括以下步骤: S11、将视频帧的每一帧都发展一全局运动向量; S12、分裂所述全局运动向量以获得第一运动向量和第二运动向量; S13、根据块的大小,将视频帧的运动向量转化为块索引,其中,所述第一运动向量对应 于第一块索引,所述第二运动向量对应于第二块索引; S14、根据所述块索引确定所述边界偏移块和边界块的分布。 0009 作为本发明。
11、的进一步改进,所述步骤S14具体包括: 获取在视频帧的左侧块索引等于第一块索引的块以及在视频帧的右侧块索引等于第 二块索引的块,以构成环形的边界偏移块区域; 说 明 书CN 102413270 A CN 102413283 A 2/6页 5 将块索引位于所述边界偏移块区域之外的块定义为边界块。 0010 作为本发明的进一步改进,所述步骤S2中“将所述边界偏移块的运动向量赋给所 述边界块”的方式包括运动向量的直接复制、或者偏移、或者拉伸、或者上述方式的任意组 合。 0011 作为本发明的进一步改进,所述“将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块” 的步骤还包括: 通过公式MV2=A*MV1+B来。
12、进行运动向量的传递,其中,MV1是边界偏移块的运动向量, MV2是边界块的运动向量,A和B为可配置的参数。 0012 为实现上述另一发明目的,本发明还提供了一种校正边界区域运动向量的装置, 包括如下单元: 边界块获取单元、用于确定视频帧的边界偏移块和边界块; 运动向量传递单元、用于将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块,以使得所述 边界块指向和所述边界偏移块的运动向量相同的方向。 0013 作为本发明的进一步改进,所述边界块获取单元具体包括如下单元: 全局运动向量获取单元、用于将视频帧的每一帧都发展一全局运动向量; 全局运动向量分裂单元、用于分裂所述全局运动向量以获得第一运动向量和第二运动 。
13、向量; 转化单元、用于根据块的大小,将视频帧的运动向量转化为块索引,其中,所述第一运 动向量对应于第一块索引,所述第二运动向量对应于第二块索引; 边界获知单元、用于根据所述块索引确定所述边界偏移块和边界块的分布。 0014 作为本发明的进一步改进,所述边界获知单元具体用于: 获取在视频帧的左侧块索引等于第一块索引的块以及在视频帧的右侧块索引等于第 二块索引的块,以构成环形的边界偏移块区域; 将块索引位于所述边界偏移块区域之外的块定义为边界块。 0015 作为本发明的进一步改进,所述运动向量传递单元中“将所述边界偏移块的运动 向量赋给所述边界块”的方式包括运动向量的直接复制、或者偏移、或者拉伸、。
14、或者上述方 式的任意组合。 0016 作为本发明的进一步改进,所述运动向量传递单元还用于: 通过公式MV2=A*MV1+B来进行运动向量的传递,其中,MV1是边界偏移块的运动向量, MV2是边界块的运动向量,A和B为可配置的参数。 0017 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过把边界偏移块的可信的运动 向量赋给边界块,使得边界块指向和边界偏移块的运动向量相同的方向,即如果边界块和 边界偏移块属于同一个物体,那么经过这样的处理,就能使得它们的运动向量保持一致,从 而提高视频帧边界区域的图像质量。 附图说明 0018 图1是本发明一实施方式中校正边界区域运动向量的方法的流程图; 图2是本。
15、发明一实施方式中全局运动向量的分裂原理示意图; 图3是本发明一实施方式中边界偏移块的运动向量传递给边界块的原理示意图; 说 明 书CN 102413270 A CN 102413283 A 3/6页 6 图4是本发明一实施方式中校正边界区域运动向量的装置的模块示意图。 具体实施方式 0019 以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并 不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的 变换均包含在本发明的保护范围内。 0020 请参照图1所示,在本发明一具体实施方式中,所述校正边界区域运动向量的方 法,其包括如下步骤: S1、确定视频。
16、帧的边界偏移块和边界块; 本发明旨在通过对视频帧的边界进行特殊处理,使得在视频帧边界处的运动向量和物 体或场景的运动保持一致。所以确定出视频帧的边界便是关键一环。 0021 为实现上述步骤的最终目的,步骤S1可具体分为以下步骤来实现: S11、将视频帧的每一帧都发展一全局运动向量; 首先对每一帧都发展出一个全局运动向量。通过累计每一帧中每个块(例如大小为8*8 的块)的运动向量的发生次数,来产生这个全局运动向量。优选地,在本发明中,最高计数对 应的运动向量被指定为全局运动向量。 0022 S12、分裂所述全局运动向量以获得第一运动向量和第二运动向量; 参图2所示,全局运动向量会被用来确定视频帧。
17、边界处的运动向量是否可信。根据 前一帧和中间帧的距离,全局运动向量首先被分裂为两部分(第一运动向量和第二运动向 量)。例如,如果全局运动向量的水平分量(Global MV)是16,并且指向左边,那么便是表 明全局运动是从左到右进行,中间帧距离前一帧3/4, 中间帧距离后一帧1/4,于是全局运 动向量被分裂为两部分,一部分等于12, 另一部分等于4。等于12的那部分称为揭露的 运动向量(MV(uncovered),即第一运动向量;等于4的那部分称为覆盖的运动向量(MV (covered),即第二运动向量。 0023 S13、根据块的大小,将视频帧的运动向量转化为块索引,其中,所述第一运动向量 对。
18、应于第一块索引,所述第二运动向量对应于第二块索引; 为了方便视频帧对应的边界偏移块和边界块的确定,必须将视频帧的运动向量转化 为相对应的块索引。而视频帧的运动向量转化为块索引的过程是通过块的大小来实现的, 比如,对于4x4大小的块,第一运动向量的块索引是12/4=3,第二运动向量的块索引则是 4/4=1。其中,在转化过后,块索引是3的那个称为揭露的块偏移(第一块索引),块索引是1 的那个称为覆盖的块偏移(第二块索引)。 0024 S14、根据所述块索引确定所述边界偏移块和边界块的分布。 0025 参照图3所示,所述步骤S14具体包括: 获取在视频帧的左侧块索引等于第一块索引的块以及在视频帧的右。
19、侧块索引等于第 二块索引的块,以构成环形的边界偏移块区域(图中灰色部分),这些块统统定义为视频帧 的边界偏移块101; 值得一提的是,边界偏移块101均包括具有一定指向的运动向量(水平向左、向右,或 者竖直向上、向下)。 0026 在此之后,便可将块索引位于所述边界偏移块区域之外的块定义为边界块102。其 说 明 书CN 102413270 A CN 102413283 A 4/6页 7 中,所示位于边界偏移块之外是指位于图中环形部分的外围。 0027 S2、将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块,以使得所述边界块指向和所 述边界偏移块的运动向量相同的方向。 0028 在本实施方式中,为了减。
20、少在视频帧的边界区域由运动估计带来的误差,边界偏 移块的运动向量被传递到其相邻的边界块。因此,如果边界块和边界偏移块属于同一个物 体,那么经过这样的处理,就能使得它们的运动向量保持一致。 0029 其中,在本发明中,步骤S2中“将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块”的 方式包括运动向量的直接复制、或者偏移、或者拉伸、或者上述方式的任意组合。 0030 直接复制一般适用于边界的中间部位,与边界偏移块相邻边界块可直接拷贝到方 向和大小均等同于边界偏移块对应运动向量的向量; 而在某些部位,与边界偏移块相邻边界块可被赋予到方向相同和大小不同于边界偏移 块对应运动向量的向量(拉伸); 在边界的角落部。
21、位(参图3),与边界偏移块相邻边界块可被赋予到方向不同和大小相 同(也可不同)于边界偏移块对应运动向量的向量(偏移); 当然,在本发明其它实施方式中,“将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块”的 方式亦可以为上述各方式(复制、拉伸、偏移)的组合。 0031 上述所提及的“将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块”的步骤若用一更 加优化的公式来实现运动向量的传递那便是:MV2=A*MV1+B,其中,MV1是边界偏移块的运 动向量,MV2是边界块的运动向量,A和B为可配置的参数。 0032 接下来,结合附图4来对本发明的校正边界区域运动向量的装置加以描述。在本 发明以具体实施方式中,所述装置包括。
22、: 边界块获取单元10、用于确定视频帧的边界偏移块和边界块; 本发明旨在通过对视频帧的边界进行特殊处理,使得在视频帧边界处的运动向量和物 体或场景的运动保持一致。所以确定出视频帧的边界便是关键一环。 0033 为实现本单元的最终目的,边界块获取单元10可具体分为以下单元来实现: 全局运动向量获取单元11、用于将视频帧的每一帧都发展一全局运动向量; 首先对每一帧都发展出一个全局运动向量。通过累计每一帧中每个块(例如大小为8*8 的块)的运动向量的发生次数,来产生这个全局运动向量。优选地,在本发明中,最高计数对 应的运动向量被指定为全局运动向量。 0034 全局运动向量分裂单元12、用于分裂所述全。
23、局运动向量以获得第一运动向量和第 二运动向量; 参图2所示,全局运动向量会被用来确定视频帧边界处的运动向量是否可信。根据 前一帧和中间帧的距离,全局运动向量首先被分裂为两部分(第一运动向量和第二运动向 量)。例如,如果全局运动向量的水平分量(Global MV)是16,并且指向左边,那么便是表 明全局运动是从左到右进行,中间帧距离前一帧3/4, 中间帧距离后一帧1/4,于是全局运 动向量被分裂为两部分,一部分等于12, 另一部分等于4。等于12的那部分称为揭露的 运动向量(MV(uncovered),即第一运动向量;等于4的那部分称为覆盖的运动向量(MV (covered),即第二运动向量。 。
24、0035 转化单元13、用于根据块的大小,将视频帧的运动向量转化为块索引,其中,所述 说 明 书CN 102413270 A CN 102413283 A 5/6页 8 第一运动向量对应于第一块索引,所述第二运动向量对应于第二块索引; 为了方便视频帧对应的边界偏移块和边界块的确定,必须将视频帧的运动向量转化 为相对应的块索引。而视频帧的运动向量转化为块索引的过程是通过块的大小来实现的, 比如,对于4x4大小的块,第一运动向量的块索引是12/4=3,第二运动向量的块索引则是 4/4=1。其中,在转化过后,块索引是3的那个称为揭露的块偏移(第一块索引),块索引是1 的那个称为覆盖的块偏移(第二块索。
25、引)。 0036 边界获知单元14、用于根据所述块索引确定所述边界偏移块和边界块的分布。 0037 参照图3所示,所述边界获知单元14具体用于: 获取在视频帧的左侧块索引等于第一块索引的块以及在视频帧的右侧块索引等于第 二块索引的块,以构成环形的边界偏移块区域(图中灰色部分),这些块统统定义为视频帧 的边界偏移块101; 值得一提的是,边界偏移块101均包括具有一定指向的运动向量(水平向左、向右、竖 直向上、向下,或者它们的合成)。 0038 在此之后,边界获知单元14便可将块索引位于所述边界偏移块区域之外的块定 义为边界块102。其中,所示位于边界偏移块之外是指位于图中环形部分的外围。 00。
26、39 运动向量传递单元20、用于将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块,以使 得所述边界块指向和所述边界偏移块的运动向量相同的方向。 0040 在本实施方式中,为了减少在视频帧的边界区域由运动估计带来的误差,边界偏 移块的运动向量被传递到其相邻的边界块。因此,如果边界块和边界偏移块属于同一个物 体,那么经过这样的处理,就能使得它们的运动向量保持一致。 0041 其中,在本发明中,运动向量传递单元20中“将所述边界偏移块的运动向量赋给 所述边界块”的方式包括运动向量的直接复制、或者偏移、或者拉伸、或者上述方式的任意 组合。 0042 直接复制一般适用于边界的中间部位,与边界偏移块相邻边界块可直。
27、接拷贝到方 向和大小均等同于边界偏移块对应运动向量的向量; 而在某些部位,与边界偏移块相邻边界块可被赋予到方向相同和大小不同于边界偏移 块对应运动向量的向量(拉伸); 在边界的角落部位(参图3),与边界偏移块相邻边界块可被赋予到方向不同和大小相 同(也可不同)于边界偏移块对应运动向量的向量(偏移); 当然,在本发明其它实施方式中,“将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块”的 方式亦可以为上述各方式(复制、拉伸、偏移)的组合。 0043 上述所提及的“将所述边界偏移块的运动向量赋给所述边界块”的步骤若用一更 加优化的公式来实现运动向量的传递那便是:MV2=A*MV1+B,其中,MV1是边界偏移。
28、块的运 动向量,MV2是边界块的运动向量,A和B为可配置的参数。 0044 与现有技术相比,本发明的技术方案中的方法和相应装置通过把边界偏移块的可 信的运动向量赋给边界块,使得边界块指向和边界偏移块的运动向量相同的方向,即如果 边界块和边界偏移块属于同一个物体,那么经过这样的处理,就能使得它们的运动向量保 持一致,从而提高视频帧边界区域的图像质量。 0045 以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元 说 明 书CN 102413270 A CN 102413283 A 6/6页 9 可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单 元。
29、,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其 中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造 性劳动的情况下,即可以理解并实施。 0046 为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然,在实施本 申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。 0047 以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元 可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单 元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其 中的部分或者全。
30、部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造 性劳动的情况下,即可以理解并实施。 0048 本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序 模块。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组 件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请,在这些分布式计算环境中,由 通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可以 位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。 0049 应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案,说明书的这种叙述方。
31、式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说 明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可 以理解的其他实施方式。 0050 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说 明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式 或变更均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102413270 A CN 102413283 A 1/3页 10 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102413270 A CN 102413283 A 2/3页 11 图3 说 明 书 附 图CN 102413270 A CN 102413283 A 3/3页 12 图4 说 明 书 附 图CN 102413270 A 。