[發明專利]視頻幀圖像運動估計方法及相關設備

有效

• 申請號: 202011639504.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112770118B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 索士堯;羅小偉;郭春磊;李榮
• 申請（專利權）人: 展訊通信（天津）有限公司
• 主分類號: H04N19/176
• 分類號: H04N19/176;H04N19/513
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 熊永強;李光金

本發明實施例公開一種視頻幀圖像的運動估計方法及相關設備，其中方法包括：獲取目標視頻中的第一幀圖像，將第一幀圖像劃分為多個圖像塊；獲得多個圖像塊中的第一中心圖像塊；采用第一中心圖像塊進行針對第一候選搜索集合中的多個第一候選圖像塊的粗略搜索，根據粗略搜索結果確定第二中心圖像塊；根據第二中心圖像塊確定第二候選搜索集合中的多個第二候選圖像塊；采用第一中心圖像塊進行針對多個第二候選圖像塊的精確搜索，根據精確搜索結果確定第一中心圖像塊的運動估計結果；根據第一幀圖像的多個圖像塊的運動估計結果確定第一幀圖像的運動估計結果。本發明實施例提升了運動估計的整體效率和準確率。

技術領域

本發明涉及視頻插幀技術領域，尤其涉及一種視頻幀圖像運動估計方法及相關設備。

背景技術

視頻插幀的運動估計過程中，需先將一幀視頻圖像分成不重疊的圖像塊，對于當前幀中的每一個圖像塊到參考幀中的一定搜索范圍，找到與當前幀中的圖像塊最相似的匹配塊，進而計算出運動向量。

現有多種運動估計算法。光流法是對每個像素點都獨立計算運動向量獲得光流場來進行運動估計。像素遞歸法通過對每個像素采用遞歸的方式更新預測值從而獲得運動向量。基于塊匹配的運動估計算法，通過像素間的物理距離來搜索圖像中相鄰幀的圖像塊，并根據匹配法則找到最好的結果。最簡單的塊匹配算法是全搜索法，在給定一個搜索范圍內，例如整幅圖像，依次搜索匹配塊。三維遞歸搜索(3-Dimension Recursive Search，3DRS)法是一種塊匹配算法，它的當前塊繼承了臨近塊的運動向量，根據匹配準則，計算當前塊和每個候選向量對應的塊的代價值，通過比較代價值找最相似的塊。

但是采用3DRS算法進行視頻幀圖像的運動估計，存在搜索范圍較小，沒有考慮視頻的整體運動情況，沒有進行精確搜索等問題，而3DRS算法與其他現有算法結合進行運動估計，又存在計算復雜，運動估計耗費時間長等問題。

發明內容

本發明實施例提供了一種視頻幀圖像的運動估計方法及相關設備，可以增加運動估計的搜索范圍，同時不需要大量的計算，提升運動估計的整體效率和準確率。

第一方面，本發明實施例提供了一種視頻幀圖像的運動估計方法，該方法包括：獲取目標視頻中的第一幀圖像，將第一幀圖像劃分為多個圖像塊；獲得多個圖像塊中的第一中心圖像塊；采用第一中心圖像塊進行針對第一候選搜索集合中的多個第一候選圖像塊的粗略搜索，根據粗略搜索結果確定第二中心圖像塊，其中，第一候選圖像塊根據第一幀圖像的相鄰幀圖像中的圖像塊確定；根據第二中心圖像塊確定第二候選搜索集合中的多個第二候選圖像塊，第二候選圖像塊根據第二中心圖像塊與其他圖像塊之間的步長距離確定，其他圖像塊與第二中心圖像塊位于同一幀圖像；采用第一中心圖像塊進行針對多個第二候選圖像塊的精確搜索，根據精確搜索結果確定第一中心圖像塊的運動估計結果；根據第一幀圖像的多個圖像塊的運動估計結果確定第一幀圖像的運動估計結果。

可見，在本申請實施例中，對視頻幀圖像中的圖像塊進行運動估計時，采用全搜索法進行幀圖像上每個圖像塊的運動估計，針對每個圖像塊的搜索過程，進行兩次搜索，分別為粗略搜索和精確搜索，粗略搜索的第一候選搜索集合根據當前進行運動估計的幀圖像的相鄰幀圖像的圖像塊確定，精確搜索的第二候選搜索集合基于粗略搜索的結果獲取預設步長內的圖像塊，該過程通過兩次搜索擴大了搜索范圍，提升了搜索結果。另外獲取搜索集合的過程計算簡單，提升了搜索過程的效率。