基于SAD和VOD匹配准则的视频数据帧频提升方法

摘要

本发明涉及基于SAD和VOD匹配准则的视频数据帧频提升方法，在对视频数据中两个相邻的参考帧进行内插针处理时，先基于SAD匹配准则，采用双向运动估计方法在两个参考帧中进行匹配块搜索处理，确定待定匹配块对，用于判断各个区块是否具有亮度敏感性；然后，对亮度敏感性的区块，基于VOD匹配准则，再次采用双向运动估计方法进行匹配块搜索处理而确定其对应的最终匹配块对；而对于非亮度敏感性的区块，则直接将待定匹配块对作为其对应的最终匹配块对；最后再根据各个区块对应的最终匹配块对确定运动矢量、进行运动补偿；该方法减小了视频图像中相邻帧因照明变化引起的块匹配误差，能够更加准确的估计运动矢量，从而帮助得到更高质量的待插帧。

主权项

基于SAD和VOD匹配准则的视频数据帧频提升方法，其特征在于，包括如下步骤：1）从视频数据中提取出当前帧FN和当前帧的前一帧FP作为当前的两个参考帧，即参考帧FP和参考帧FN；2）建立与视频图像像素尺寸相同的空白待插帧，将空白待插帧分为互不重叠的若干个m行n列像素的区块；3）采用双向运动估计方法，分别以空白待插帧中的各个区块为镜像中心，在当前的两个参考帧中进行匹配块搜索，将当前的两个参考帧中以空白待插帧的同一区块为镜像中心的各对匹配块之中SAD值最小的一对匹配块作为空白待插帧中相应区块对应的待定匹配块对，从而得到空白待插帧中各个区块对应的待定匹配块对；其中，当前的两个参考帧中以空白待插帧的任意的第k个区块为镜像中心的一对匹配块的SAD值SADk的计算公式为： SAD k = Σ i = 1 m Σ j = 1 n | Blk P ( i , j ) k - Blk N ( i , j ) k | ; BlkP(i,j)k表示参考帧FP中以空白待插帧的第k个区块为镜像中心的匹配块中第i行第j列像素位置的像素值，BlkN(i,j)k表示参考帧FN中以空白待插帧的第k个区块为镜像中心的匹配块中第i行第j列像素位置的像素值，其中，i∈{1,2,…,m}，j∈{1,2,…,n}；4）分别将空白待插帧中各个区块对应的待定匹配块对的SAD值与预先设定的SAD阈值SAD0进行比较；将对应的待定匹配块对的SAD值小于SAD阈值SAD0的区块判定为非亮度敏感性的区块，执行步骤5；将对应的待定匹配块对的SAD值大于或等于SAD阈值SAD0的区块判定为亮度敏感性的区块，执行步骤6；5）对于空白待插帧中每一个非亮度敏感性的区块，将该非亮度敏感性的区块对应的待定匹配块对直接作为其对应的最终匹配块对；6）对于空白待插帧中每一个亮度敏感性的区块，再次采用双向运动估计方法，以该亮度敏感性的区块为镜像中心，在当前的两个参考帧中进行匹配块搜索，将当前的两个参考帧中以该亮度敏感性的区块为镜像中心的各对匹配块之中VOD值最小的一对匹配块作为该亮度敏感性的区块对应的最终匹配块对；其中，当前的两个参考帧中以空白待插帧的任意的第r个亮度敏感性的区块为镜像中 心的一对匹配块的VOD值VODr的计算公式为： VOD r = Σ i = 1 m Σ j = 1 n | [ Blk P ( i , j ) r - Bir P ( Avg ) r ] - [ Blk N ( i , j ) r - Bir N ( Avg ) r ] | ; BlkP(i,j)r表示参考帧FP中以空白待插帧的第r个亮度敏感性的区块为镜像中心的匹配块中第i行第j列像素位置的像素值，BirP(Avg)r表示参考帧FP中以空白待插帧的第r个亮度敏感性的区块为镜像中心的匹配块中各像素的平均亮度值；BlkN(i,j)r表示参考帧FN中以空白待插帧的第r个亮度敏感性的区块为镜像中心的匹配块中第i行第j列像素位置的像素值，BirN(Avg)r表示参考帧FN中以空白待插帧的第r个亮度敏感性的区块为镜像中心的匹配块中各像素的平均亮度值；其中，i∈{1,2,…,m}，j∈{1,2,…,n}；7）通过步骤4~6确定空白待插帧中各个区块对应的最终匹配块对，进而根据空白待插帧中各个区块对应的最终匹配块对分别确定各个区块的运动矢量；8）根据当前的两个参考帧以及空白待插帧各个区块的运动矢量进行像素值运动补偿处理，得到空白待插帧中各个像素的像素值及亮度值信息，从而生成待插帧，并将待插帧插入到当前的两个参考帧之间；9）重复执行步骤1~8，实现对视频数据的帧频提升。