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《数字视频处理中的块匹配运动估计技术.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、文章编号!!""#$%&’#"#""(#!"#!!$%#!&!"#$%&’()*+,-./01张骥祥!戴居丰!张春田"天津大学电信学院!天津)"""*##!(论文(#摘要$阐述了用于运动图像位移估计的块匹配技术$通过计算机模拟对各种算法性能进行了分析比较$提出了块匹配运动跟踪和补偿算法的改进方法%%关键词&运动估计&块匹配&运动补偿%中图分类号&+,’(!-!’+.)"!-&%文献标识码&/"#$%&’()*%+,-.($*,$-/0*,1)*,$-23%+-,4536$78,.,*)#9,:3$;7$%300,-.01/,234$54678$9/:3;$<=78$01/,2>?
2、;7$@467"!"#$$%$&’%(")*$+,"-+./+&$*0-),$+’+1,+((*,+123,-+4,+5+,6(*7,)823,-+4,+9:::;GJB6C4AG7G<@?=6F8GC4@?JBCGB=C@4=A’AKG7=ELHGJB;@=CA4J;F6@4G7-:JBCGM=KJ=@?GKA3?@
3、$7:0&JG@4G7=A@4J6@4G7’EFGHI$J6@H?478J=@?GK’JG@4G7HGJB=7A6@4G7引言目前$在数字视频技术中最常见的运动估值技术是块匹配算法%在块匹配算法中$估计运动矢量最准确的方法是全搜索’N;FFA=6CH?(O!P块匹配算法$但因其计算量大$算法效率低$难以应用于实时处理%为减少搜索次数D常常使用快速搜索方案$其典型算法有三步搜索法)+?C==$A@=BQ=6CH?(O#P*交叉搜索法">CGAA$A=6CH?(O)P和分级块匹配算法"1RS(O(P%以上算法中$全搜索算法的搜索次数最多$交叉搜索次数最少$三步法和分级块匹配介于两者之
4、间%位移估计的精度与运算量相关%上述快速算法虽然减小了计算量$但实现比较复杂$而且上述快速算法由于搜索中存在大量的搜索空区$所以存在搜索到非最优点的情况$从而使帧间预测误差增大%本文提出了对S-R4=CF478的分级块匹配运动跟踪和补偿算法的改进方法$消除了以上快速算法的缺点$同时$具有相对较小的计算量和较高的估计精的搜寻块会有相似或相同的像素模式$因此$需要大测量窗匹配大位移&若选取很大测量窗$在窗内位移矢量场可能不是常量$因而导致估计不精确%分级块匹配算法$使用)次大小不同的测量窗$重复)次使用三步搜索法!第一步"第一级(使用较大的测量窗&第二步在第一级的基础上$使用一个较小
5、的测量窗$再次进行位移估计&第三步在第二级估计的基础上用更小的测量窗$得到一个精确的位移估计%这样$两个连续传输帧"第>$!帧和第>帧(帧间的位移矢量$可由这)次使用的测量窗得到的估计矢量之和求得$分级位移估计基本原理示于图!%!度$可应用于19+T信源编码%计算机模拟结果表明$此种算法能够适应帧间大位移$如典型的文艺节目和运动场景$且能保证亚像素的估计精度%分级块匹配改进算法的设计二级分级块匹配根据分级块匹配原理$笔者设计了二级块匹配ABA分级运动估计算法的改进分级块匹配算法原理块匹配算法位移估计的可靠性和精度$#-#-!#ABC算法参数%其基本搜索处理是F8"?($A@=B技
6、术$它依赖于是修正的三步法$?依赖于最大位移."?U.VJ65J65测量窗尺寸的选择以及它对帧间运动的适应性%一些快速搜索方法都是使用一个固定尺寸的测量窗$这对于帧间运动不大的场合能有好的补偿效果$但物体的运动较为剧烈时$效果可能不太好$原因之一!W%第一级测量窗大小选为!&X!&B=F$搜索范围为Y*B=F&第二级测量窗大小选为%X%B=F$搜索范围是Y)B=F%因此$此种算法搜索能力是Y!"B=F%第一级匹配点的间隔是!&B=F$第二级是%B=F%即在第一级的水平和垂直方向上$每!&个点计算一次位移估计$就在于物体已经移到搜索范围之外%如果选择测量窗尺寸过小$而帧间位移大时$
7、位移估计不可靠$因为在相应小搜寻区域内$在匹配准则下$运动不相关在第二级每%个样点进行一次位移估值%第一级一个!&X!&B=F块的初始位移矢量$被第二级把它一Z天津市自然科学基金资助项目!DAEFDDCCC"分为四的!个"#"$%&块所采用!作为初始估计矢基础上!采用双线性内插技术!双线性内插模板为量"此种位移估计算法搜索过程如图’所示!其参数如表(所示"(((((!第二级也采用全搜索方法!搜索在内插后的图像上进行!得到(0)$%&精度的位移矢量"此种算法能搜索的最大位移是1(2
