[發明專利]圖像處理系統中的運動估計

無效

• 申請號: 200710136223.0
• 申請日: 2007-07-11
• 公開（公告）號: CN101106720A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: A·博克;A·R·哈蓋特
• 申請（專利權）人: 泰德廣播電視公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 沙捷

技術領域

本發明涉及圖像處理系統中的運動估計，并尤其涉及使用互相關。

背景技術

特別地，本發明解決了在源圖片的一小部分與被取作參考圖片的另一圖片的對應形狀和大小的部分之間搜索最佳匹配的問題。如果源圖片部分的形狀被限制為取自源圖片的16×16像素的正方形宏塊，并且參考圖片取自同一視頻序列中附近的另一位置，則該應用變為在視頻壓縮處理中通常使用的基于塊的運動估計的熟悉問題。

原則上，標準的互相關數學方法可以代替更常用的絕對誤差和(SAD)方法而應用于基于塊的運動估計問題。

此外，文獻中眾所周知的是，可以通過二維傅立葉變換來高效地計算非歸一化2-D互相關表面。然而，非歸一化互相關不能很好地適用于運動估計。

發明內容

本發明的目的是至少改善現有技術中的上述缺點。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于圖像處理的運動估計器，其被配置成通過使用變換域找出源圖片的一部分和參考圖片中的搜索區域的一部分之間的二維歸一化互相關系數表面的最大值，來找出從參考搜索區域的所述部分到源圖片的所述部分的運動矢量。

優選地，該運動估計器還包括：連接到運動估計器的第一輸入端的算術平均級，其被配置成獲得表示源圖片的所述部分的元素的第一序列的算數平均值，并從每個元素中減去該算術平均值以形成零均值序列；連接到算術平均級的填充級，其被配置成用零將零均值序列填充到表示參考搜索區域的第二序列的長度以形成填充序列；連接到填充級的第一二維快速傅立葉變換級，其被配置成獲得填充序列的傅立葉變換；復共軛級，其被連接到第一二維快速傅立葉變換級，并被配置成形成變換后的填充序列的復共軛。

優選地，該運動估計器還包括：第二二維快速傅立葉變換級，其被連接到運動估計器的第二輸入端，并被配置成執行第二序列的快速傅立葉變換；乘法級，其被連接到復共軛級和第二二維快速傅立葉變換級，并被配置成將變換后的填充序列的復共軛的元素乘以變換后的第二序列的元素以形成變換后的非歸一化互相關；第一二維快速傅立葉逆變換級，其被連接到乘法級，并被配置成形成非歸一化互相關；以及量值平方級，其被連接到第一二維快速傅立葉逆變換級，并被配置成求非歸一化互相關的元素的量值的平方，以形成平方后的非歸一化互相關。

優選地，該運動估計器還包括：第二平方級，其被連接到運動估計器的第二輸入端，并被配置成求第二序列的元素的平方以形成平方后的搜索區域；第三二維快速傅立葉變換級，其被連接到第二平方級，并被配置成形成平方后的搜索區域的變換；第三乘法級，其被連接到第三二維快速傅立葉變換級，并被配置成與歸一化矩陣的傅立葉變換的復共軛相乘以形成平方后的搜索區域的變換后的本地和；以及第三二維快速傅立葉逆變換級，其被連接到第三乘法級，并被配置成形成平方后的搜索區域的本地和。

有利地，該運動估計器還包括：連接到第二二維快速傅立葉變換級的第二乘法級，其被配置成將變換后的搜索區域的元素乘以傅立葉變換后的歸一化矩陣的復共軛以形成變換后的本地和；第二二維快速傅立葉逆變換級，其被連接到第二乘法級，并被配置成形成每個元素的本地和；第一平方級，其被連接到第二二維快速傅立葉逆變換級，并被配置成求本地和的平方以形成平方后的本地和；除法器級，其被連接到第一平方級，并被配置成將平方后的本地和除以第一序列中的元素個數以形成成比例的平方后的本地和；減法級，其被連接到除法器級和第三二維快速傅立葉逆變換級，并被配置成從平方后的搜索區域的本地和中減去成比例的平方后的本地和，以形成歸一化互相關系數的平方后的歸一化因子。

便利地，該運動估計器還包括：第二除法器級，其被連接到減法級和量值平方級，并被配置成將平方后的非歸一化互相關因子除以平方后的歸一化因子以形成歸一化互相關系數的平方并將其輸出到求最大值級，該求最大值級被配置成求歸一化互相關系數的最大值以為源宏塊找出最佳運動矢量。

有利地，該運動估計器適用于具有隔行掃描圖場(interlaced?field)的視頻信號，在隔行掃描圖場中，圖場分別作為實部和虛部被并行地處理。

便利地，該運動估計器還包括連接到第一輸入端的第一分割圖場級，其被配置成將第一序列分割成分別表示第一和第二隔行掃描圖場的兩個序列和上述的并行流，用于分別計算每個圖場的歸一化互相關系數的分子。