基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘椒?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2017-06-28 19:09
本文關(guān)鍵詞：基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘椒?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】：隨著超高清電視(Ultrahigh Definition Television, UHDTV)的發(fā)展,人們獲得了更細(xì)膩、更逼真、更流暢的視頻觀影效果。超高清不僅僅是指空間分辨率上達(dá)到4K×2K,更重要的是為了實(shí)現(xiàn)更高的幀頻、更大的動(dòng)態(tài)范圍和更豐富的深度色彩。在實(shí)際應(yīng)用中,拍攝制作高幀率的視頻通常需要昂貴的成本,還面臨著巨大的傳輸、存儲(chǔ)壓力,所以如何從現(xiàn)有的低分辨率視頻得到滿足用戶需求的高幀率、高質(zhì)量的視頻是亟待解決的重大課題。幀率提升技術(shù)(Frame Rate Up Conversion, FRUC)作為視頻格式轉(zhuǎn)換的有效手段,已經(jīng)在多媒體信息處理領(lǐng)域中成為了研究熱點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀插法(Motion Compensation Frame Interpolation, MCFI)利用運(yùn)動(dòng)信息來(lái)獲取插入幀,是目前最有效的幀率提升方法。但是,MCFI也帶來(lái)了諸多不可避免的問(wèn)題,如塊效應(yīng)、空洞、遮擋等,這些都嚴(yán)重影響了視頻質(zhì)量的提升和用戶的視覺(jué)體驗(yàn)�；诖�,本文提出的MCFI皆在解決上述問(wèn)題,本文的主要研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下三點(diǎn)：1.提出了一種基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的解決空洞問(wèn)題的幀率提升方法,該方法從兩個(gè)方面解決空洞問(wèn)題：一是得到正確的運(yùn)動(dòng)向量,二是空洞區(qū)域的運(yùn)動(dòng)修復(fù)。首先,通過(guò)基于紋理的自適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法獲取準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)向量,并利用多方向增強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)向量后處理方法來(lái)修正不可靠運(yùn)動(dòng)向量,這樣精確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的結(jié)果可以有效地減少空洞區(qū)域的范圍；然后,通過(guò)空洞區(qū)域的周圍信息獲取空洞區(qū)域的運(yùn)動(dòng)向量,并利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑硖钛a(bǔ)空洞。這種低復(fù)雜度的方法有效地解決了空洞問(wèn)題帶來(lái)的視覺(jué)困擾,得到了高質(zhì)量的插入幀。2.提出了一種基于運(yùn)動(dòng)向量角的解決遮擋問(wèn)題的幀率提升方法,該方法通過(guò)分析遮擋問(wèn)題出現(xiàn)的原因,對(duì)不同類型的遮擋問(wèn)題提出了自適應(yīng)的處理方法：因?yàn)閳?chǎng)景切換出現(xiàn)的暴露區(qū)域,采取幀重復(fù)法得到插入幀；由于物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的遮擋、暴露區(qū)域,采用前向、后向運(yùn)動(dòng)估計(jì)相結(jié)合的方法獲取正確的補(bǔ)償結(jié)果。同時(shí),該方法引進(jìn)了運(yùn)動(dòng)向量角和前向、后向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信息對(duì)遮擋區(qū)域進(jìn)行了判定,有效減少了運(yùn)算的復(fù)雜度。另外,本文提出了一種基于亮度信息的,增強(qiáng)算法的RGB彩色空間的矢量距離色差公式的非對(duì)稱十字型多層次六邊形格點(diǎn)搜索算法(Unsymmetrical Cross Muti Hexagon grid Search, UMHexagonS),該運(yùn)動(dòng)估計(jì)得到了高準(zhǔn)確度的運(yùn)動(dòng)向量,大大降低了處理遮擋問(wèn)題的運(yùn)算復(fù)雜度。3.在以上兩種幀率提升方法研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)完成了兩個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng),將理論研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際的生產(chǎn)力。最后,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)幀率提升方法的比較系統(tǒng),整合了幾種經(jīng)典的方法,可以供用戶對(duì)不同的視頻序列選取不同需求的幀率提升方法。論文提出的幀率提升方法經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,無(wú)論是在主觀視覺(jué)效果上,還是在客觀數(shù)值：峰值信號(hào)比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)和結(jié)構(gòu)相似度(Structural Similarity Index Measurement, SSIM)上都優(yōu)于經(jīng)典的幀率提升方法,并最終得到了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：運(yùn)動(dòng)估計(jì) 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 幀率提升 空洞 遮擋
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN949.17
【目錄】： - 摘要8-10
- ABSTRACT10-12
- 第一章 緒論12-17
- 1.1 引言12
- 1.2 課題的研究背景12-13
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
- 1.4 本文的主要貢獻(xiàn)14-15
- 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
- 第二章 幀率提升技術(shù)基礎(chǔ)17-31
- 2.1 引言17-18
- 2.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的主要方法18-25
- 2.2.1 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的匹配準(zhǔn)則19-20
- 2.2.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索范圍20-21
- 2.2.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索策略21-25
- 2.3 運(yùn)動(dòng)向量后處理的主要方法25-27
- 2.4 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹饕椒?/span>27-30
- 2.5 本章小結(jié)30-31
- 第三章 基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的解決空洞問(wèn)題的FRUC方法31-42
- 3.1 系統(tǒng)框架31-32
- 3.2 基于紋理的自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)32-34
- 3.3 基于多方向擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)向量修復(fù)34-36
- 3.4 基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的重疊和空洞區(qū)域處理36-37
- 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析37-41
- 3.6 本章小結(jié)41-42
- 第四章 基于運(yùn)動(dòng)向量角的解決遮擋問(wèn)題的FRUC方法42-58
- 4.1 系統(tǒng)框架44-45
- 4.2 基于亮度信息改進(jìn)的UMHexagonS運(yùn)動(dòng)估計(jì)45-50
- 4.2.1 HSV顏色空間與RGB顏色空間及其轉(zhuǎn)換45-47
- 4.2.2 基于HSV亮度分量的RGB彩色空間角度距離色差公式47-50
- 4.3 基于運(yùn)動(dòng)向量角的改進(jìn)的單向運(yùn)動(dòng)估計(jì)50-53
- 4.3.1 場(chǎng)景切換檢測(cè)50-51
- 4.3.2 利用運(yùn)動(dòng)向量角判定非遮擋區(qū)域51-52
- 4.3.3 修正不準(zhǔn)確遮擋區(qū)域的運(yùn)動(dòng)向量52-53
- 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-57
- 4.4.1 主觀評(píng)價(jià)與分析54-55
- 4.4.2 客觀評(píng)價(jià)與分析55-57
- 4.5 本章小結(jié)57-58
- 第五章 幀率提升系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)58-65
- 5.1 基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的解決空洞問(wèn)題的幀率提升系統(tǒng)58-60
- 5.2 基于運(yùn)動(dòng)向量角的解決遮擋問(wèn)題的幀率提升系統(tǒng)60-63
- 5.3 幀率提升方法比較系統(tǒng)63-64
- 5.4 本章小結(jié)64-65
- 第六章 總結(jié)與展望65-68
- 6.1 全文總結(jié)65-66
- 6.2 下一步的工作66-68
- 參考文獻(xiàn)68-74
- 致謝74-75
- 攻讀碩士研究生期間研究成果75-76
- 附件76
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 高欣;基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘惴ǖ难芯縖D];天津大學(xué);2010年
本文關(guān)鍵詞：基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘椒?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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本文編號(hào)：494981
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【摘要】：隨著超高清電視(Ultrahigh Definition Television, UHDTV)的發(fā)展,人們獲得了更細(xì)膩、更逼真、更流暢的視頻觀影效果。超高清不僅僅是指空間分辨率上達(dá)到4K×2K,更重要的是為了實(shí)現(xiàn)更高的幀頻、更大的動(dòng)態(tài)范圍和更豐富的深度色彩。在實(shí)際應(yīng)用中,拍攝制作高幀率的視頻通常需要昂貴的成本,還面臨著巨大的傳輸、存儲(chǔ)壓力,所以如何從現(xiàn)有的低分辨率視頻得到滿足用戶需求的高幀率、高質(zhì)量的視頻是亟待解決的重大課題。幀率提升技術(shù)(Frame Rate Up Conversion, FRUC)作為視頻格式轉(zhuǎn)換的有效手段,已經(jīng)在多媒體信息處理領(lǐng)域中成為了研究熱點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀插法(Motion Compensation Frame Interpolation, MCFI)利用運(yùn)動(dòng)信息來(lái)獲取插入幀,是目前最有效的幀率提升方法。但是,MCFI也帶來(lái)了諸多不可避免的問(wèn)題,如塊效應(yīng)、空洞、遮擋等,這些都嚴(yán)重影響了視頻質(zhì)量的提升和用戶的視覺(jué)體驗(yàn)�；诖�,本文提出的MCFI皆在解決上述問(wèn)題,本文的主要研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下三點(diǎn)：1.提出了一種基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的解決空洞問(wèn)題的幀率提升方法,該方法從兩個(gè)方面解決空洞問(wèn)題：一是得到正確的運(yùn)動(dòng)向量,二是空洞區(qū)域的運(yùn)動(dòng)修復(fù)。首先,通過(guò)基于紋理的自適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)估計(jì)的方法獲取準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)向量,并利用多方向增強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)向量后處理方法來(lái)修正不可靠運(yùn)動(dòng)向量,這樣精確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的結(jié)果可以有效地減少空洞區(qū)域的范圍；然后,通過(guò)空洞區(qū)域的周圍信息獲取空洞區(qū)域的運(yùn)動(dòng)向量,并利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑硖钛a(bǔ)空洞。這種低復(fù)雜度的方法有效地解決了空洞問(wèn)題帶來(lái)的視覺(jué)困擾,得到了高質(zhì)量的插入幀。2.提出了一種基于運(yùn)動(dòng)向量角的解決遮擋問(wèn)題的幀率提升方法,該方法通過(guò)分析遮擋問(wèn)題出現(xiàn)的原因,對(duì)不同類型的遮擋問(wèn)題提出了自適應(yīng)的處理方法：因?yàn)閳?chǎng)景切換出現(xiàn)的暴露區(qū)域,采取幀重復(fù)法得到插入幀；由于物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的遮擋、暴露區(qū)域,采用前向、后向運(yùn)動(dòng)估計(jì)相結(jié)合的方法獲取正確的補(bǔ)償結(jié)果。同時(shí),該方法引進(jìn)了運(yùn)動(dòng)向量角和前向、后向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信息對(duì)遮擋區(qū)域進(jìn)行了判定,有效減少了運(yùn)算的復(fù)雜度。另外,本文提出了一種基于亮度信息的,增強(qiáng)算法的RGB彩色空間的矢量距離色差公式的非對(duì)稱十字型多層次六邊形格點(diǎn)搜索算法(Unsymmetrical Cross Muti Hexagon grid Search, UMHexagonS),該運(yùn)動(dòng)估計(jì)得到了高準(zhǔn)確度的運(yùn)動(dòng)向量,大大降低了處理遮擋問(wèn)題的運(yùn)算復(fù)雜度。3.在以上兩種幀率提升方法研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)完成了兩個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng),將理論研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際的生產(chǎn)力。最后,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)幀率提升方法的比較系統(tǒng),整合了幾種經(jīng)典的方法,可以供用戶對(duì)不同的視頻序列選取不同需求的幀率提升方法。論文提出的幀率提升方法經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,無(wú)論是在主觀視覺(jué)效果上,還是在客觀數(shù)值：峰值信號(hào)比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)和結(jié)構(gòu)相似度(Structural Similarity Index Measurement, SSIM)上都優(yōu)于經(jīng)典的幀率提升方法,并最終得到了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：運(yùn)動(dòng)估計(jì) 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 幀率提升 空洞 遮擋
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN949.17
【目錄】：
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-12
- 第一章 緒論12-17
- 1.1 引言12
- 1.2 課題的研究背景12-13
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
- 1.4 本文的主要貢獻(xiàn)14-15
- 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
- 第二章 幀率提升技術(shù)基礎(chǔ)17-31
- 2.1 引言17-18
- 2.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的主要方法18-25
- 2.2.1 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的匹配準(zhǔn)則19-20
- 2.2.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索范圍20-21
- 2.2.3 運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索策略21-25
- 2.3 運(yùn)動(dòng)向量后處理的主要方法25-27
- 2.4 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹饕椒?/span>27-30
- 2.5 本章小結(jié)30-31
- 第三章 基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的解決空洞問(wèn)題的FRUC方法31-42
- 3.1 系統(tǒng)框架31-32
- 3.2 基于紋理的自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)32-34
- 3.3 基于多方向擴(kuò)展的運(yùn)動(dòng)向量修復(fù)34-36
- 3.4 基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的重疊和空洞區(qū)域處理36-37
- 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析37-41
- 3.6 本章小結(jié)41-42
- 第四章 基于運(yùn)動(dòng)向量角的解決遮擋問(wèn)題的FRUC方法42-58
- 4.1 系統(tǒng)框架44-45
- 4.2 基于亮度信息改進(jìn)的UMHexagonS運(yùn)動(dòng)估計(jì)45-50
- 4.2.1 HSV顏色空間與RGB顏色空間及其轉(zhuǎn)換45-47
- 4.2.2 基于HSV亮度分量的RGB彩色空間角度距離色差公式47-50
- 4.3 基于運(yùn)動(dòng)向量角的改進(jìn)的單向運(yùn)動(dòng)估計(jì)50-53
- 4.3.1 場(chǎng)景切換檢測(cè)50-51
- 4.3.2 利用運(yùn)動(dòng)向量角判定非遮擋區(qū)域51-52
- 4.3.3 修正不準(zhǔn)確遮擋區(qū)域的運(yùn)動(dòng)向量52-53
- 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析53-57
- 4.4.1 主觀評(píng)價(jià)與分析54-55
- 4.4.2 客觀評(píng)價(jià)與分析55-57
- 4.5 本章小結(jié)57-58
- 第五章 幀率提升系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)58-65
- 5.1 基于運(yùn)動(dòng)修復(fù)的解決空洞問(wèn)題的幀率提升系統(tǒng)58-60
- 5.2 基于運(yùn)動(dòng)向量角的解決遮擋問(wèn)題的幀率提升系統(tǒng)60-63
- 5.3 幀率提升方法比較系統(tǒng)63-64
- 5.4 本章小結(jié)64-65
- 第六章 總結(jié)與展望65-68
- 6.1 全文總結(jié)65-66
- 6.2 下一步的工作66-68
- 參考文獻(xiàn)68-74
- 致謝74-75
- 攻讀碩士研究生期間研究成果75-76
- 附件76
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條
1 高欣;基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘惴ǖ难芯縖D];天津大學(xué);2010年
本文關(guān)鍵詞：基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸侍嵘椒?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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