基于運動補償?shù)膸侍嵘椒?/H1>
發(fā)布時間：2017-06-28 19:09
本文關鍵詞：基于運動補償?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到4K×2K,更重要的是為了實現(xiàn)更高的幀頻、更大的動態(tài)范圍和更豐富的深度色彩。在實際應用中,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、高質量的視頻是亟待解決的重大課題。幀率提升技術(Frame Rate Up Conversion, FRUC)作為視頻格式轉換的有效手段,已經(jīng)在多媒體信息處理領域中成為了研究熱點。運動補償幀插法(Motion Compensation Frame Interpolation, MCFI)利用運動信息來獲取插入幀,是目前最有效的幀率提升方法。但是,MCFI也帶來了諸多不可避免的問題,如塊效應、空洞、遮擋等,這些都嚴重影響了視頻質量的提升和用戶的視覺體驗。基于此,本文提出的MCFI皆在解決上述問題,本文的主要研究內(nèi)容可以總結為以下三點：1.提出了一種基于運動修復的解決空洞問題的幀率提升方法,該方法從兩個方面解決空洞問題：一是得到正確的運動向量,二是空洞區(qū)域的運動修復。首先,通過基于紋理的自適應性運動估計的方法獲取準確的運動向量,并利用多方向增強的運動向量后處理方法來修正不可靠運動向量,這樣精確的運動估計的結果可以有效地減少空洞區(qū)域的范圍；然后,通過空洞區(qū)域的周圍信息獲取空洞區(qū)域的運動向量,并利用運動補償?shù)脑硖钛a空洞。這種低復雜度的方法有效地解決了空洞問題帶來的視覺困擾,得到了高質量的插入幀。2.提出了一種基于運動向量角的解決遮擋問題的幀率提升方法,該方法通過分析遮擋問題出現(xiàn)的原因,對不同類型的遮擋問題提出了自適應的處理方法：因為場景切換出現(xiàn)的暴露區(qū)域,采取幀重復法得到插入幀；由于物體相對運動出現(xiàn)的遮擋、暴露區(qū)域,采用前向、后向運動估計相結合的方法獲取正確的補償結果。同時,該方法引進了運動向量角和前向、后向運動補償信息對遮擋區(qū)域進行了判定,有效減少了運算的復雜度。另外,本文提出了一種基于亮度信息的,增強算法的RGB彩色空間的矢量距離色差公式的非對稱十字型多層次六邊形格點搜索算法(Unsymmetrical Cross Muti Hexagon grid Search, UMHexagonS),該運動估計得到了高準確度的運動向量,大大降低了處理遮擋問題的運算復雜度。3.在以上兩種幀率提升方法研究的基礎上,設計完成了兩個應用軟件系統(tǒng),將理論研究轉化為實際的生產(chǎn)力。最后,本文設計了一個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)過大量的實驗測試,無論是在主觀視覺效果上,還是在客觀數(shù)值：峰值信號比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)和結構相似度(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)實現(xiàn)。
【關鍵詞】：運動估計 運動補償 幀率提升 空洞 遮擋
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
- 1.4 本文的主要貢獻14-15
- 1.5 論文組織結構15-17
- 第二章 幀率提升技術基礎17-31
- 2.1 引言17-18
- 2.2 運動估計的主要方法18-25
- 2.2.1 運動估計的匹配準則19-20
- 2.2.2 運動估計搜索范圍20-21
- 2.2.3 運動估計搜索策略21-25
- 2.3 運動向量后處理的主要方法25-27
- 2.4 運動補償?shù)闹饕椒?/span>27-30
- 2.5 本章小結30-31
- 第三章 基于運動修復的解決空洞問題的FRUC方法31-42
- 3.1 系統(tǒng)框架31-32
- 3.2 基于紋理的自適應運動估計32-34
- 3.3 基于多方向擴展的運動向量修復34-36
- 3.4 基于運動修復的重疊和空洞區(qū)域處理36-37
- 3.5 實驗結果與分析37-41
- 3.6 本章小結41-42
- 第四章 基于運動向量角的解決遮擋問題的FRUC方法42-58
- 4.1 系統(tǒng)框架44-45
- 4.2 基于亮度信息改進的UMHexagonS運動估計45-50
- 4.2.1 HSV顏色空間與RGB顏色空間及其轉換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 基于運動向量角的改進的單向運動估計50-53
- 4.3.1 場景切換檢測50-51
- 4.3.2 利用運動向量角判定非遮擋區(qū)域51-52
- 4.3.3 修正不準確遮擋區(qū)域的運動向量52-53
- 4.4 實驗結果與分析53-57
- 4.4.1 主觀評價與分析54-55
- 4.4.2 客觀評價與分析55-57
- 4.5 本章小結57-58
- 第五章 幀率提升系統(tǒng)實現(xiàn)58-65
- 5.1 基于運動修復的解決空洞問題的幀率提升系統(tǒng)58-60
- 5.2 基于運動向量角的解決遮擋問題的幀率提升系統(tǒng)60-63
- 5.3 幀率提升方法比較系統(tǒng)63-64
- 5.4 本章小結64-65
- 第六章 總結與展望65-68
- 6.1 全文總結65-66
- 6.2 下一步的工作66-68
- 參考文獻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】
中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 高欣;基于運動補償?shù)膸侍嵘惴ǖ难芯縖D];天津大學;2010年
本文關鍵詞：基于運動補償?shù)膸侍嵘椒?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
，
本文編號：494981
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/wltx/494981.html
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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到4K×2K,更重要的是為了實現(xiàn)更高的幀頻、更大的動態(tài)范圍和更豐富的深度色彩。在實際應用中,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、高質量的視頻是亟待解決的重大課題。幀率提升技術(Frame Rate Up Conversion, FRUC)作為視頻格式轉換的有效手段,已經(jīng)在多媒體信息處理領域中成為了研究熱點。運動補償幀插法(Motion Compensation Frame Interpolation, MCFI)利用運動信息來獲取插入幀,是目前最有效的幀率提升方法。但是,MCFI也帶來了諸多不可避免的問題,如塊效應、空洞、遮擋等,這些都嚴重影響了視頻質量的提升和用戶的視覺體驗。基于此,本文提出的MCFI皆在解決上述問題,本文的主要研究內(nèi)容可以總結為以下三點：1.提出了一種基于運動修復的解決空洞問題的幀率提升方法,該方法從兩個方面解決空洞問題：一是得到正確的運動向量,二是空洞區(qū)域的運動修復。首先,通過基于紋理的自適應性運動估計的方法獲取準確的運動向量,并利用多方向增強的運動向量后處理方法來修正不可靠運動向量,這樣精確的運動估計的結果可以有效地減少空洞區(qū)域的范圍；然后,通過空洞區(qū)域的周圍信息獲取空洞區(qū)域的運動向量,并利用運動補償?shù)脑硖钛a空洞。這種低復雜度的方法有效地解決了空洞問題帶來的視覺困擾,得到了高質量的插入幀。2.提出了一種基于運動向量角的解決遮擋問題的幀率提升方法,該方法通過分析遮擋問題出現(xiàn)的原因,對不同類型的遮擋問題提出了自適應的處理方法：因為場景切換出現(xiàn)的暴露區(qū)域,采取幀重復法得到插入幀；由于物體相對運動出現(xiàn)的遮擋、暴露區(qū)域,采用前向、后向運動估計相結合的方法獲取正確的補償結果。同時,該方法引進了運動向量角和前向、后向運動補償信息對遮擋區(qū)域進行了判定,有效減少了運算的復雜度。另外,本文提出了一種基于亮度信息的,增強算法的RGB彩色空間的矢量距離色差公式的非對稱十字型多層次六邊形格點搜索算法(Unsymmetrical Cross Muti Hexagon grid Search, UMHexagonS),該運動估計得到了高準確度的運動向量,大大降低了處理遮擋問題的運算復雜度。3.在以上兩種幀率提升方法研究的基礎上,設計完成了兩個應用軟件系統(tǒng),將理論研究轉化為實際的生產(chǎn)力。最后,本文設計了一個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)過大量的實驗測試,無論是在主觀視覺效果上,還是在客觀數(shù)值：峰值信號比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)和結構相似度(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)實現(xiàn)。
【關鍵詞】：運動估計 運動補償 幀率提升 空洞 遮擋
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
- 1.4 本文的主要貢獻14-15
- 1.5 論文組織結構15-17
- 第二章 幀率提升技術基礎17-31
- 2.1 引言17-18
- 2.2 運動估計的主要方法18-25
- 2.2.1 運動估計的匹配準則19-20
- 2.2.2 運動估計搜索范圍20-21
- 2.2.3 運動估計搜索策略21-25
- 2.3 運動向量后處理的主要方法25-27
- 2.4 運動補償?shù)闹饕椒?/span>27-30
- 2.5 本章小結30-31
- 第三章 基于運動修復的解決空洞問題的FRUC方法31-42
- 3.1 系統(tǒng)框架31-32
- 3.2 基于紋理的自適應運動估計32-34
- 3.3 基于多方向擴展的運動向量修復34-36
- 3.4 基于運動修復的重疊和空洞區(qū)域處理36-37
- 3.5 實驗結果與分析37-41
- 3.6 本章小結41-42
- 第四章 基于運動向量角的解決遮擋問題的FRUC方法42-58
- 4.1 系統(tǒng)框架44-45
- 4.2 基于亮度信息改進的UMHexagonS運動估計45-50
- 4.2.1 HSV顏色空間與RGB顏色空間及其轉換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 基于運動向量角的改進的單向運動估計50-53
- 4.3.1 場景切換檢測50-51
- 4.3.2 利用運動向量角判定非遮擋區(qū)域51-52
- 4.3.3 修正不準確遮擋區(qū)域的運動向量52-53
- 4.4 實驗結果與分析53-57
- 4.4.1 主觀評價與分析54-55
- 4.4.2 客觀評價與分析55-57
- 4.5 本章小結57-58
- 第五章 幀率提升系統(tǒng)實現(xiàn)58-65
- 5.1 基于運動修復的解決空洞問題的幀率提升系統(tǒng)58-60
- 5.2 基于運動向量角的解決遮擋問題的幀率提升系統(tǒng)60-63
- 5.3 幀率提升方法比較系統(tǒng)63-64
- 5.4 本章小結64-65
- 第六章 總結與展望65-68
- 6.1 全文總結65-66
- 6.2 下一步的工作66-68
- 參考文獻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】
中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 高欣;基于運動補償?shù)膸侍嵘惴ǖ难芯縖D];天津大學;2010年
本文關鍵詞：基于運動補償?shù)膸侍嵘椒?/strong>，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
，本文編號：494981
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/wltx/494981.html
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