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基于运动补偿的视频格式转换算法研究

作　者: 张丽晓
导　师: 侯正信
学　校: 天津大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 视频格式转换 去隔行 帧率提升 三维递归搜索块匹配算法 双向运动估计
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着视频技术的快速发展,视频领域内大量格式标准共存,各格式间的交互需求越来越多,这些多样化的格式为我们提出了一个新课题——视频格式转换。视频格式转换主要包括:变扫描率、去隔行和帧率变换。本论文对多种视频格式转换算法进行了分析比较,在此基础上,基于运动补偿分别提出了去隔行和帧率提升算法。(1)运动估计方面,考察了当今视频格式转换领域中占主流地位的三维递归搜索块匹配算法,分析了它在矢量一致性、算法硬件实现等方面独特的优越性,对该算法的预测矢量、扫描顺序和误差判据进行改进和优化,并将其作为本文后续工作中运动估计的基本算法。(2)去隔行方面,分析了已有算法的优缺点,提出了基于运动补偿的去隔行算法。该算法首先采用改进的三维递归搜索块匹配算法结合双向运动估计计算出运动矢量,再通过矢量中值滤波平滑矢量场,最后根据运动矢量的大小判断当前块的运动状态,对静止块和运动块分别采用不同方法进行自适应补偿插值来内插重建场。实验结果表明,本文提出的去隔行算法与传统算法相比,具有较好的主客观效果。(3)帧率提升方面,在研究现有帧率提升算法的基础上,提出了一种新的帧率提升算法。运动估计部分仍利用改进的三维递归搜索块匹配算法和双向运动估计估计出运动矢量,然后采用矢量中值滤波来平滑矢量场,并引入分级块腐蚀方法去除“块斑”,最后采用中值滤波运动补偿算法进行补偿得到重建帧。通过对不同算法主客观质量和算法复杂度的比较,验证了本文算法的优越性。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 视频格式转换的应用领域  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-11
  1.4 本文研究内容和组织结构  11-12
第二章 视频格式转换的理论基础  12-17
  2.1 模拟视频信号  12-13
  2.2 数字视频信号  13-14
  2.3 视频图像质量评价标准  14-16
    2.3.1 视频图像质量的主观评价  14-15
    2.3.2 静止图像质量的客观评价  15-16
  2.4 本章小结  16-17
第三章 改进的三维递归搜索块匹配算法  17-31
  3.1 运动估计方法  17-18
  3.2 块匹配运动估计  18-25
    3.2.1 块匹配运动估计原理  18-19
    3.2.2 传统的块匹配搜索策略  19-20
    3.2.3 三维递归搜索块匹配算法  20-25
  3.3 改进的3DRS算法  25-29
    3.3.1 预测矢量的更新  26-27
    3.3.2 误差判据的改进  27-28
    3.3.3 扫描顺序的优化  28-29
  3.4 本章小结  29-31
第四章 基于运动补偿的去隔行算法  31-45
  4.1 典型的去隔行算法  31-37
    4.1.1 线性滤波去隔行  31-33
    4.1.2 非线性滤波去隔行算法  33-36
    4.1.3 运动补偿去隔行  36-37
  4.2 本文去隔行方案  37-44
    4.2.1 双向3DRS运动估计算法  37-38
    4.2.2 简化的矢量中值滤波  38-39
    4.2.3 自适应运动补偿插值  39-40
    4.2.4 对色度信息的处理  40-41
    4.2.5 实验结果  41-44
  4.3 本章小结  44-45
第五章 基于改进3DRS的帧率提升算法  45-63
  5.1 帧率提升算法综述  45-48
    5.1.1 非运动补偿插帧法  46-48
    5.1.2 运动补偿插帧法  48
  5.2 基于改进3DRS的帧率提升算法  48-55
    5.2.1 运动估计算法  49-52
    5.2.2 矢量场后处理  52-54
    5.2.3 中值滤波运动补偿  54-55
  5.3 分数倍帧率提升算法的时域分布  55-56
  5.4 对色度信息的处理  56-57
  5.5 实验结果  57-62
    5.5.1 客观质量  57-59
    5.5.2 主观质量  59-62
    5.5.3 时间复杂度  62
  5.6 本章小结  62-63
第六章 总结与展望  63-65
  6.1 本文所做工作的总结  63-64
  6.2 对今后工作的展望  64-65
参考文献  65-69
发表论文和参加科研情况说明  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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