專利名稱：基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法及裝置。
背景技術(shù)：
對于硬件實現(xiàn)的幀率轉(zhuǎn)換，通常是使用運(yùn)動估計和運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)。運(yùn)動估計主要就是在當(dāng)前幀和前一幀或后一幀中找出最匹配的塊，最匹配的簡單度量標(biāo)準(zhǔn)就是它們之間有最小的數(shù)值差異。找到最匹配的塊之后，它和當(dāng)前塊之間的位移就被作為運(yùn)動向量記錄下來，這個運(yùn)動向量以后會在運(yùn)動補(bǔ)償處理中被用來獲取最匹配的塊。參圖1所示，運(yùn)動向量有兩類，一類是后向運(yùn)動向量，它是通過在前一幀中搜索匹配塊而得到的，即對于當(dāng)前幀中的當(dāng)前塊，在前一幀中搜索所有塊或部分塊，得到最匹配的一個塊(匹配塊)，當(dāng)前幀中的當(dāng)前塊和前一幀中的匹配塊之間的偏移，稱為當(dāng)前幀中當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量；另一類是前向運(yùn)動向量，它是通過在當(dāng)前幀中搜索匹配塊而得到的，即對于前一幀中的當(dāng)前塊，在當(dāng)前幀中搜索所有塊或部分塊，得到最匹配的一個塊(匹配塊)，前一幀中的當(dāng)前塊和當(dāng)前幀中的匹配塊之間的偏移，稱為前一幀中當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量。幀率轉(zhuǎn)換的目標(biāo)是在當(dāng)前幀和前一幀之間產(chǎn)生出中間幀，這通常是通過把一個運(yùn)動向量分裂為兩個運(yùn)動向量來實現(xiàn)的，分裂的運(yùn)動向量中的其中一個指向前一幀，另一個指向當(dāng)前幀。這些分裂的運(yùn)動向量的幅度會根據(jù)中間幀在前一幀和當(dāng)前幀之間的位置而被減少，被這兩個分裂并且幅值減少的運(yùn)動向量所指向的在前一幀和當(dāng)前幀中的塊，將被用來插出中間幀的塊。然而，如果屏幕上有靜止物體并且背景在移動，那么在靜止物體的邊緣處的運(yùn)動向量就變得不可信，且不會產(chǎn)生好的結(jié)果。原因是，在靜止物體的邊緣處有覆蓋和揭露的現(xiàn)象發(fā)生。覆蓋指的是在第n-1幀中，物體可見，但是在第η幀中，物體被背景所覆蓋，不可見或只是部分可見，則稱該物體被覆蓋了。揭露指的是在第n-1幀中，物體由于被背景所覆蓋，不可見或部分可見，但是在第η幀中，物體可見或可見范圍增大了，則稱該物體被揭露了。如圖2所示，兩個分裂運(yùn)動向量中的一個或許指向的是背景被前景物體所覆蓋的區(qū)域。如果用這兩個塊來插出中間幀，那么這樣的插值就會產(chǎn)生不好的圖像質(zhì)量。有鑒于此，有必要提供一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法及裝置。
本發(fā)明的一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法，所述方法包括以下步驟
51、進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量；
52、根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量；
53、在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為 MVpast 和 MVnext ；
54、比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量方向相反。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的大小關(guān)系為next投影運(yùn)動向量=-k*past投影運(yùn)動向量，k為系統(tǒng)配置的大于0的參數(shù)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)動向量包括后向運(yùn)動向量和前向運(yùn)動向量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體為
當(dāng)運(yùn)動向量為后向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量MV的一致性，若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致，與MVnext不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象；
當(dāng)運(yùn)動向量為前向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量MV的一致性，若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致，與MVpast不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象。相應(yīng)地，一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測裝置，所述裝置包括
用于進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量的單元； 用于根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的單元；
用于在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為MVpast和MVnext的單元；
用于比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象的單元。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量方向相反。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的大小關(guān)系為next投影運(yùn)動向量=-k*past投影運(yùn)動向量，k為系統(tǒng)配置的大于0的參數(shù)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述運(yùn)動向量包括后向運(yùn)動向量和前向運(yùn)動向量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述裝置還包括
用于當(dāng)運(yùn)動向量為后向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量 MV的一致性，若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致，與MVnext不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象的單元；
5用于當(dāng)運(yùn)動向量為前向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量 MV的一致性，若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致，與MVpast不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象的單元。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在當(dāng)前幀中沿著運(yùn)動的軌跡線，通過比較運(yùn)動向量 MVpast, MVnext和當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，來確定是否有覆蓋或揭露現(xiàn)象的發(fā)生， 提高了物體的邊緣處的圖像處理質(zhì)量。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中前向運(yùn)動向量和后向運(yùn)動向量的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中插值塊得到中間幀的示意圖。圖3為本發(fā)明一實施方式中基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法流程圖。圖4為本發(fā)明一實施方式中運(yùn)動向量MV的投影示意圖。圖5為本發(fā)明一實施方式中靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域覆蓋現(xiàn)象示意圖。圖6為本發(fā)明一實施方式中靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域揭露現(xiàn)象示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖所示的各實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。參圖3所示為本發(fā)明一實施方式中一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法，其包括以下步驟
51、進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量。運(yùn)動向量包括后向運(yùn)動向量和前向運(yùn)動向量；
52、根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量。參圖4所示，其中，past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的大小關(guān)系為next投影運(yùn)動向量=-k*past投影運(yùn)動向量，k>0，且k為可配置參數(shù)，“_”表示past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量方向相反；
53、在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為 MVpast 和 MVnext ；
54、比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象。進(jìn)一步地，步驟S4具體為
當(dāng)運(yùn)動向量為后向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量MV的一致性，若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致，與MVnext不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象；
當(dāng)運(yùn)動向量為前向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量MV的一致性，若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致，與MVpast不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象。
以下針對靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象的判定作進(jìn)一步說明。在運(yùn)動估計之后，當(dāng)前第η幀中的每一個塊都被指定了一個后向運(yùn)動向量，利用在當(dāng)前第η幀本身平面上的后向運(yùn)動向量來定位被這些向量所指的相鄰塊。使用在當(dāng)前幀本身平面上的運(yùn)動向量這一過程被稱為運(yùn)動向量投影，以這種方式被使用的運(yùn)動向量被稱為投影的運(yùn)動向量。參圖4所示，投影的運(yùn)動向量中的其中一個和原始的后向運(yùn)動向量方向相同，稱為past投影運(yùn)動向量；投影的運(yùn)動向量中的另一個和原始后向運(yùn)動向量方向相反，稱為next投影運(yùn)動向量。例如，運(yùn)動向量MV (X，y)為(_2，3)，表示χ方向的偏移為-2，y方向的偏移為 3 ；則其在χ軸上的投影paSt投影運(yùn)動向量為_2，next投影運(yùn)動向量為+2。在當(dāng)前第η幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量，被past投影運(yùn)動向量所指塊的運(yùn)動向量稱為MVpast ；被next投影運(yùn)動向量所指塊的運(yùn)動向量稱為MVnext0接著比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量MV的一致性，參圖5所示， 若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致(相似)，與MVnext不一致(非常不同)，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象。類似地，使用前向運(yùn)動向量，能夠檢測揭露現(xiàn)象的發(fā)生。在運(yùn)動估計之后，當(dāng)前第n-1幀中的每一個塊都被指定了一個前向運(yùn)動向量，利用在當(dāng)前第n-1幀本身平面上的前向運(yùn)動向量來定位被這些向量所指的相鄰塊。同樣地， 根據(jù)當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量MV在當(dāng)前第n-1幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量。在當(dāng)前第n-1幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量 MVpast 禾口 MVnext0接著比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量MV的一致性，參圖6所示， 若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致(相似)，與MVpast不一致(非常不同)，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象。對應(yīng)地，本實施方式中一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測裝置，其包括
用于進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量的單元。運(yùn)動向量包括后向運(yùn)動向量和前向運(yùn)動向量；
用于根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的單元。其中，past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的大小關(guān)系為next投影運(yùn)動向量=-k*past投影運(yùn)動向量，k>0，且k為可配置參數(shù)，“_”表示 past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量方向相反；
用于在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為MVpast和MVnext的單元；
用于比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象的單元。進(jìn)一步地，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象具體為
當(dāng)運(yùn)動向量為后向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量MV的一致性，若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致，與MVnext不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象；
當(dāng)運(yùn)動向量為前向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量MV的一致性，若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致，與MVpast不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種能在發(fā)生覆蓋或揭露現(xiàn)象時，如具有運(yùn)動背景的前景物體附近，提高物體的邊緣處的圖像質(zhì)量的機(jī)制。在當(dāng)前幀中沿著運(yùn)動的軌跡線， 通過比較運(yùn)動向量MVpast、MVnext和當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV,看它們之間是否一致以及相互之間的關(guān)系，來確定是否有覆蓋或揭露現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟51、進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量；52、根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量；53、在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為 MVpast 和 MVnext ；54、比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的大小關(guān)系為next投影運(yùn)動向量=-k*past投影運(yùn)動向量，k為系統(tǒng)配置的大于0的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)動向量包括后向運(yùn)動向量和前向運(yùn)動向量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟S4具體為當(dāng)運(yùn)動向量為后向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量MV的一致性，若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致，與MVnext不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象；當(dāng)運(yùn)動向量為前向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量MV的一致性，若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致，與MVpast不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象。
6.一種如權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括用于進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量的單元； 用于根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的單元；用于在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為MVpast和MVnext的單元；用于比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象的單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量方向相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量的大小關(guān)系為next投影運(yùn)動向量=-k*past投影運(yùn)動向量，k為系統(tǒng)配置的大于0的參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動向量包括后向運(yùn)動向量和前向運(yùn)動向量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 用于當(dāng)運(yùn)動向量為后向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的后向運(yùn)動向量 MV的一致性，若后向運(yùn)動向量MV與MVpast —致，與MVnext不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有覆蓋現(xiàn)象的單元；用于當(dāng)運(yùn)動向量為前向運(yùn)動向量時，比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的前向運(yùn)動向量 MV的一致性，若前向運(yùn)動向量MV與MVnext —致，與MVpast不一致，則判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域有揭露現(xiàn)象的單元。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于運(yùn)動向量投影的靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的檢測方法，包括以下步驟S1、進(jìn)行運(yùn)動估計，獲取當(dāng)前幀中每一個塊的運(yùn)動向量；S2、根據(jù)當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV在當(dāng)前幀平面上進(jìn)行運(yùn)動向量投影，得到past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量；S3、在當(dāng)前幀中獲取past投影運(yùn)動向量和next投影運(yùn)動向量所指向塊的運(yùn)動向量分別為MVpast和MVnext；S4、比較MVpast和MVnext與當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，判定靜止物體和運(yùn)動背景區(qū)域的覆蓋或揭露現(xiàn)象。本發(fā)明在當(dāng)前幀中沿著運(yùn)動的軌跡線，通過比較運(yùn)動向量MVpast、MVnext和當(dāng)前塊的運(yùn)動向量MV的一致性，來確定是否有覆蓋或揭露現(xiàn)象的發(fā)生，提高了物體的邊緣處的圖像處理質(zhì)量。
文檔編號G06T7/20GK102542575SQ20111040063
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者周一士, 崔峰, 沈操 申請人:蘇州希圖視鼎微電子有限公司