專利名稱：確定對應(yīng)于圖像影像范圍的運動矢量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定分別對應(yīng)于一個圖像中各個影像范圍的運動矢量的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在圖像處理中已知，分別為圖像序列中一個圖像的各個影像范圍分配運動矢量，所述運動矢量規(guī)定了這個影像范圍的位置相對于圖像序列的在先或隨后的圖像中這個影像范圍的位置的移動。由此得到的運動信息例如用于在生成一個或多個在時間上位于圖像序列的各圖像之間的中間圖像時，以便校正在中間圖像中運動對象的位置，即能夠在運動方面正確地顯示運動對象。另外，關(guān)于在多個連續(xù)圖像中運動的對象或影像范圍的運動信息也可以被用于壓縮存儲連續(xù)圖像的圖像信息。
產(chǎn)生這樣的運動矢量的多種方法中的一種可能的方法是例如在Blume，H.的“Nichtlineare fehlertolerante Interpolation vonZwischenbildern”，F(xiàn)ortschrittberichte VDI，1997，第57頁之后，第5.1.3章中介紹的所謂的塊匹配(Blockmatching)方法。在該方法中，一個圖像序列的當(dāng)前圖像被劃分成多個相同大小的塊。對于這些塊中的每一個，在塊的在先或隨后圖像中搜索其圖像內(nèi)容與當(dāng)前圖像的各個塊的內(nèi)容最相符的塊。于是，當(dāng)前圖像的這個塊和與當(dāng)前圖像的這個塊最相符的在先或隨后圖像的塊之間的移動矢量構(gòu)成當(dāng)前圖像的這個塊的運動矢量。
在所謂的完全搜索算法(Full-Search-Algorithmus)中，將當(dāng)前圖像的每個塊與在先或隨后圖像的每個塊進行比較，以便確定單個區(qū)域的運動矢量。此外，為了降低完全搜索算法中所需的巨大計算量，已知采用預(yù)計估計方法，其中在確定一個塊的運動矢量時考慮來自在先運動估計的運動信息。
借助于塊估計方法的運動估計的質(zhì)量主要取決于塊分辨率，即單個塊的大小。其中，單個的塊越小，即單個塊中圖像的分辨率越好，并因此為每個圖像確定了較多的運動矢量，則質(zhì)量越好。但是反過來，當(dāng)塊變越小時增加了計算量。當(dāng)然，當(dāng)塊變小時，對估計誤差來說更容易出錯。因此，最優(yōu)的塊大小在4×8(行×像素)以上。由此產(chǎn)生在圖像處理中可明顯識別的塊結(jié)構(gòu)。
為了在確定運動矢量時提高分辨率，由US5,148,269已知，將圖像分割為預(yù)定數(shù)量的主塊并首先進行塊估計，以便為這些主塊中的每一個分配一個運動矢量。然后，每個單個的主塊被分割成分別對應(yīng)于一個運動矢量的多個子塊。此時，為了產(chǎn)生子塊的運動矢量，要考慮各個主塊的運動矢量以及與該主塊相鄰的其他主塊的運動矢量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種確定運動矢量的方法，其中該方法在可接受的計算量額外開銷下提高了分辨率，并且提供了一種執(zhí)行上述方法的裝置。
這個任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法和根據(jù)權(quán)利要求14的裝置來完成。優(yōu)選實施例是從屬權(quán)利要求的主題。
確定分別對應(yīng)于一個圖像的各個影像范圍的運動矢量的方法包括以下方法步驟-利用第一塊光柵(Blockraster)將圖像分割為多個第一主塊，并執(zhí)行第一種估計方法，以便為每個第一塊提供一個運動矢量，-利用其位置相對于第一塊光柵-最好在水平和垂直方向上-偏移的另一塊光柵將圖像至少一次分割為多個其他主塊，并執(zhí)行另一種估計方法，以便為每個其他主塊提供一個運動矢量，-將圖像分割為多個子塊，其中每個子塊由第一光柵的一個主塊與至少一個其他光柵的每一個主塊之間的重疊區(qū)域構(gòu)成，以及-根據(jù)對應(yīng)于相應(yīng)子塊的主塊的運動矢量為每個子塊產(chǎn)生一個運動矢量。
其中，對于第一種估計方法和其他估計方法，可以采用適于為圖像的各個影像范圍確定運動矢量的任何常規(guī)塊估計方法。因為與完全搜索方法相比具有較少的計算開銷，所以優(yōu)選地選用預(yù)計估計方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于，在執(zhí)行具有兩個相互偏移的塊光柵的塊估計方法時，已經(jīng)將該方法的分辨率提高了一個因數(shù)，即在方法結(jié)束時分別為其提供運動矢量的塊的大小比為其執(zhí)行塊估計方法的主塊的大小要小一個因數(shù)。一般而言，如果為每個塊估計方法使用用于將圖像分割為主塊的其他光柵，則矢量場的分辨率，即每個圖像確定的運動矢量的數(shù)量，隨著執(zhí)行的塊估計方法的數(shù)量呈指數(shù)增長。而計算開銷則隨著執(zhí)行的塊估計方法的數(shù)量基本上呈線性增加。
由第一個和至少一個其他光柵所構(gòu)成的主塊的大小最好總是相等的。
最好這樣實現(xiàn)至少一個其他光柵相對于第一光柵的偏移，使得每次產(chǎn)生具有相同大小的子塊。在利用第一光柵和相對于第一光柵偏移的第二光柵執(zhí)行兩次連續(xù)塊估計方法的方法中，這意味著，第二光柵在水平方向上相對于第一光柵偏移一個主塊的水平尺寸的一半，并且第二光柵在垂直方向上相對于第一光柵偏移一個主塊的垂直尺寸的一半。
如果為了進一步提高矢量場的分辨率，分割n個光柵，其中n＞2，以便將圖像分割為相同大小的主塊，則這樣選擇各個光柵，使得子塊的尺寸在水平和垂直方向上分別是主塊在水平和垂直方向上尺寸的1/n。
利用各個子塊分別位于其重疊區(qū)域中的主塊的運動矢量構(gòu)成子塊的運動矢量。這可以用不同方式來實現(xiàn)，其中最好選擇對應(yīng)于子塊的主塊的運動矢量作為子塊的運動矢量。
為了選擇一個主塊的運動矢量，可以考慮在估計方法期間對應(yīng)于每個運動矢量的品質(zhì)值(Gütemaβ)。正如開始所解釋的那樣，在確定當(dāng)前圖像的影像范圍的運動矢量的塊估計方法中，將當(dāng)前圖像的這個影像范圍與在先或隨后的圖像的一個影像范圍進行比較。為了比較影像范圍，例如通過分別計算位于要比較的影像范圍內(nèi)的各個相同位置上的各個像點的圖像信息值的差，將要比較的影像范圍的像點的圖像信息值(例如亮度或色度值)逐個像點地相互比較。其中，各個運動矢量的品質(zhì)值構(gòu)成了所有這些差值的絕對值的和或者所有這些差值的平方和。其中，這個值越小，矢量的品質(zhì)因數(shù)越大。
其中，可以使用具有“較好”品質(zhì)值的主塊運動矢量作為一個子塊的運動矢量。
另外也存在這樣的可能性，即為一個主塊的每個運動矢量分配用于每個子塊的品質(zhì)值。通過為各個子塊逐塊地將各個像點的圖像信息值的絕對值或平方進行累加，這個品質(zhì)值可能在塊估計方法期間已經(jīng)被確定。其中最好選擇對于各個子塊具有最佳品質(zhì)值的主塊的運動矢量作為一個子塊的運動矢量。
另一種可能性在于，借助于統(tǒng)計排列的濾波器(例如中值濾波器)由覆蓋子塊的主塊的矢量確定一個子塊的運動矢量。
在另一種實施方式中規(guī)定，在將主塊的一個運動矢量分配給子塊時，使用主塊運動矢量的收斂判據(jù)。例如，如果一個運動矢量與一個相鄰主塊的運動矢量的偏差小于一個預(yù)定的差矢量，則認為該運動矢量收斂。
在本發(fā)明所述方法的一種實施方式中規(guī)定，從分配給一個子塊的至少兩個運動矢量中選出一個收斂的運動矢量。如果多個運動矢量收斂，則可以考慮用品質(zhì)值作為進一步的選擇標(biāo)準(zhǔn)，或者考慮借助于統(tǒng)計排列的濾波器進行上述濾波。
用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置包括-利用第一塊光柵將圖像分割為多個第一主塊的裝置，以及執(zhí)行第一種估計方法以便為每個第一塊提供一個運動矢量的裝置，-利用其位置相對于第一塊光柵偏移的另一塊光柵將圖像至少一次分割為多個其他主塊的裝置，以及執(zhí)行另一種估計方法以便為每個其他主塊提供一個運動矢量的裝置，-將圖像分割為多個子塊的裝置，其中由一個第一主塊和至少一個其他光柵的每一個主塊之間的重疊區(qū)域構(gòu)成每個子塊，以及-根據(jù)對應(yīng)于相應(yīng)子塊的主塊的運動矢量為每個子塊產(chǎn)生一個運動矢量的裝置。


以下借助于附圖詳細描述本發(fā)明。
圖1示意性地表示利用兩個相互偏移的光柵分割成主塊的圖像。
圖2表示根據(jù)圖1的圖像的放大截面圖。
圖3表示利用三個塊光柵分割成主塊的圖像的一個截面圖。
圖4表示用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的確定運動矢量的方法的裝置。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了一個圖像序列中的一個圖像Px，所述圖像序列以未詳細表示的方式包括時間上連續(xù)的、多個分別具有相同構(gòu)造的圖像。圖像Px例如是一系列電視或視頻圖像中的一個圖像。
為了執(zhí)行運動估計，使用一個第一光柵R1將圖像Px分割成多個相同大小的主塊Ax，在圖1中用虛線標(biāo)出了其中的一個。為第一光柵R1的這些主塊Ax中的每一個分配一個運動矢量。這個運動矢量以基本已知的方式描述了由各個主塊Ax代表的圖像內(nèi)容相對于圖像序列的在先或隨后的圖像中具有相同圖像內(nèi)容的一個主塊的位置的偏移。為了將運動矢量分配給第一光柵R1的各個主塊，可以采用任意的塊估計方法，尤其是如在上述的Blume參考文獻中介紹的那種塊估計方法。
根據(jù)本發(fā)明，利用其位置相對于第一光柵R1的位置偏移的第二光柵R2將圖像Px分割成其他主塊Bx，在圖1中用虛線標(biāo)出了其中一個。第二光柵R2的主塊Bx的尺寸最好與第一光柵R1的主塊Ax的尺寸一致。
第一光柵R1的一個主塊Ax與第二光柵R2的一個主塊Bx發(fā)生重疊的影像范圍構(gòu)成了圖像Px的子塊。在圖1中用附圖標(biāo)記AxBx表示一個這樣的子塊，它由第一光柵R1的用陰影線表示的主塊與第二光柵R2的用陰影線表示的主塊相重疊而構(gòu)成。
為這些子塊AxBx中的每一個分配一個適當(dāng)?shù)?、與構(gòu)成各個子塊AxBx的主塊Ax、Bx的運動矢量Vax、Vbx相關(guān)的運動矢量Vaxbx。由于光柵R1、R2相互偏移設(shè)置，子塊AxBx小于兩個光柵R1、R2的主塊Ax、Bx，使得通過為每個子塊AxBx分配一個適當(dāng)?shù)倪\動矢量Vaxbx提高了運動估計分辨率。其中，兩個光柵R1、R2最好這樣相互偏移，使得各個子塊大小相同。在兩個光柵R1、R2的主塊Ax、Bx大小相同的情況下，這意味著兩個光柵R1、R2在圖像的水平方向上相互偏移一個主塊水平寬度l1的一半，并且在垂直方向上相互偏移一個主塊垂直寬度l2的一半。
為了借助于構(gòu)成子塊的主塊Ax、Bx的運動矢量Vax、Vbx生成子塊AxBx的運動矢量Vaxbx，可以有不同的方法，以下借助于圖2詳細介紹。
圖2示出了在主塊中使用兩個相互偏移的塊光柵R1、R2而分割的圖像的截面。其中，附圖標(biāo)記A1表示由第一光柵R1構(gòu)成的主塊，而附圖標(biāo)記B1-B4分別表示由第二光柵構(gòu)成的主塊，它分別與第一光柵R1的主塊A1部分重疊。下面主塊A1被稱為第一光柵R1的“第一主塊”，而主塊B1-B4被稱為第二光柵R2的“第一到第四主塊”。為第一光柵R1的第一主塊A1分配一個借助于主塊估計方法所確定的第一運動矢量Va1。相應(yīng)地，為第二光柵R2的第一到第四主塊B1-B4分配借助于塊估計方法所確定的運動矢量Vb1-Vb4。
第一光柵R1的第一主塊A1被分割成四個子塊A1B1、A1B2、A1B3、A1B4，它們分別由這個第一主塊A1與第二光柵R2的第一到第四主塊中一個相重疊而構(gòu)成。為了提高運動估計的分辨率，為這些子塊A1B1-A1B4中的每一個分配一個適當(dāng)?shù)倪\動矢量Va1b1-Va1b4，該運動矢量是利用構(gòu)成各個子塊的兩個主塊的運動矢量而得到的。也就是說，第一子塊A1B1的運動矢量Va1b1是第一光柵R1的第一主塊A1的運動矢量Va1與第二光柵R2的第一主塊B1的運動矢量Vb1的函數(shù)，即滿足Va1b1＝f(Va1，Vb1)(1a)相應(yīng)地，對于其他子塊的運動矢量滿足Va1b2＝f(Va1，Vb2)(1b)Va1b3＝f(Va1，Vb3)(1c)Va1b4＝f(Va1，Vb4)(1d)在根據(jù)本發(fā)明所述方法的一種實施方式中，為了產(chǎn)生子決的運動矢量，建議分別選擇構(gòu)成各個子塊的主塊的運動矢量中的一個。即滿足Va1b1＝Va1或Vb1(2a)Va1b2＝Va1或Vb2(2b)Va1b3＝Va1或Vb3(2c)Va1b4＝Va1或Vb4(2d)為了選擇主塊的運動矢量中一個，存在這樣的可能性，即為一個主塊的每個運動矢量分配一個品質(zhì)值，并且選擇具有“較好”品質(zhì)值的運動矢量作為子塊的運動矢量。以下借助于第一光柵R1的第一主塊A1來說明產(chǎn)生這樣的品質(zhì)值的過程。
以下假設(shè)，主塊A1具有m×n個像點，并且A1(x，y)表示構(gòu)成主塊A1的像點A1(1，1)至A1(m，n)中任意一個。在下面A1-Va1表示在時間上處于具有主塊A1的圖像之先或之后的圖像中的第一光柵R1的一個主塊，其中在先或隨后的圖像中的這個主塊A1-Va1的位置相對于當(dāng)前圖像的主塊A1的位置偏移運動矢量Va1。通過將各個像點A1(x，y)與A1-Va1(x，y)逐點地相互比較，為偏移矢量Va1分配一個品質(zhì)值Ga1。由此計算出各個像點的差，并且將這些差的絕對值或平方累加，即滿足Gal=Σx=1mΣy=1n|Al(x,y)-Al-Val(x,y)|---(3)]]>除了絕對值差之外，也可以累加像點差的平方，以計算品質(zhì)值Ga1，因此滿足Gal=Σx=1mΣy=1n[Al(x,y)-Al-Val(x,y)]2---(4)]]>在這兩種情況下，品質(zhì)值Ga1越小，即主塊A1的圖像內(nèi)容與偏移運動矢量Va1的主塊A1-Va1的圖像內(nèi)容之間的差別越小，則運動矢量Va1的“品質(zhì)”越好。
對應(yīng)于產(chǎn)生第一光柵R1的第一主塊A1的一個品質(zhì)值Ga1，計算第二光柵R2的主塊B1-B4的品質(zhì)值Gb1-Gb2。其中從構(gòu)成一個子塊的主塊中選擇具有最好品質(zhì)值的主塊運動矢量作為子塊的運動矢量。
品質(zhì)值Ga1、Gb1通常在塊估計期間在確定對應(yīng)于一個主塊的運動矢量的過程中已經(jīng)被求得，并且能夠直接從塊估計中得到。
在另一種實施方式中規(guī)定，為每個主塊運動矢量分配一個用于每個子塊的品質(zhì)值。參考圖2中的例子，這意味著，為第一主塊A1的運動矢量Va1分配四個品質(zhì)值，即第一子塊A1B1的品質(zhì)值Ga1B1、用于第二子塊A1B2的第二品質(zhì)值Ga1B2、用于第三子塊A1B3的第三品質(zhì)值Ga1B3、以及用于第四子塊A1B4的第四品質(zhì)值Ga1B4。假設(shè)子塊A1B1-A1B4分別包括i×j個像點。于是，各個對應(yīng)于子塊A1B1-A1B4的品質(zhì)值Ga1B1-Ga1B4滿足GalB1=Σx=1iΣy=1j|Al(x,y)-Al-Val(x,y)|---(5a)]]>GalB2=Σx=1iΣy=1j|Al(x+i,y)Al-Val(x+i,y)|---(5b)]]>GalB3=Σx=1iΣy=1j|Al(x,y+j)-Al-Val(x,y+j)|---(5c)]]>GalB4=Σx=1iΣy=1j|Al(x+i,y+j)-Al-Val(x+i,y+j)|---(5d)]]>取代各個像點差的絕對值，相應(yīng)的等式(4)當(dāng)然也可以產(chǎn)生各個差值的平方，以產(chǎn)生各自的品質(zhì)值。對應(yīng)于為第一光柵R1的第一主塊A1的運動矢量Va1產(chǎn)生品質(zhì)值Ga1B1，生成一個相應(yīng)的品質(zhì)值Gb1A1，它表示用于第一子塊A1B1的第二光柵R2的第一主塊B1的運動矢量Vb1的品質(zhì)值。將這兩個品質(zhì)值相互比較，以便用具有“較好”品質(zhì)值的運動矢量作為這個第一子塊A1B1的運動矢量。其中在根據(jù)等式(5a)-(5d)為主塊計算品質(zhì)值時，滿足其品質(zhì)值具有最小絕對值的運動矢量為“較好”。
除了利用品質(zhì)值之外，還存在這樣的可能性，即在選擇對應(yīng)于子塊的主塊運動矢量時利用收斂判據(jù)。其中，如果一個主塊的運動矢量與相鄰主塊運動矢量之間的差矢量的絕對值小于一個預(yù)定極限值，則認為這個主塊運動矢量為收斂的。為了說明這種收斂判據(jù)的應(yīng)用，觀察第一光柵R1的第一主塊A1的運動矢量Va1以及與第一主塊A1相鄰的主塊A2的運動矢量Va2。其中，如果滿足|Va1-Va2|＜Δmax(6)，則認為第一主塊的運動矢量Va1為收斂。其中|·|表示差矢量Va1-Va2的絕對值。
優(yōu)選地，為了評估一個主塊的一個運動矢量是否收斂，觀察兩個相鄰的主塊。對于第一光柵R1的主塊，最好根據(jù)處理方向分別觀察事先水平相鄰的主塊以及事先已垂直處理的位于上方的主塊，使得如果滿足以下條件|Va1-Va2|＜Δmax(7a)|Va1-Va3|＜Δmax(7b)，則認為運動矢量Va1收斂，其中Va3表示位于主塊A1上方的主塊A3的運動矢量。
為了評估第二光柵R2的一個主塊的運動矢量是否收斂，最好觀察位于相應(yīng)主塊右側(cè)的主塊以及位于該主塊下方的主塊。于是，例如如果滿足|Vb1-Vb2|＜Δmax(8a)|Vb1-Vb3|＜Δmax(8b)，則第二光柵R2的第一主塊B1的運動矢量Vb1被視為收斂。
如果對應(yīng)于一個子塊的兩個主塊運動矢量中只有一個收斂，則選擇收斂的那個主塊運動矢量作為相應(yīng)的子塊的運動矢量。如果這兩個主塊運動矢量都收斂，則用其他選擇標(biāo)準(zhǔn)(例如上述品質(zhì)值)來選擇主塊運動矢量中的一個。
根據(jù)本發(fā)明的方法當(dāng)然并不局限于只有兩個空間上相互偏移的、分別限定圖像主塊的光柵的應(yīng)用。
圖3示出了一個圖像截面，該圖像利用三個在空間上相互偏移的光柵R1、R2、R3被分割成主塊。其中A1表示第一光柵R1的一個主塊，B1表示第二光柵R2的一個主塊，而C1表示第三光柵R3的一個主塊。這三個主塊A1、B1、C1在構(gòu)成一個子塊A1B1C1的區(qū)域內(nèi)重疊，并且根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)三個主塊的運動矢量Va1、Vb1、Vc1為其分配一個運動矢量。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，在使用n個在空間上相互偏移的光柵時(這些光柵被這樣相互偏移地設(shè)置，使得產(chǎn)生相同大小的子塊)，相對于只使用一個光柵時的矢量場分辨率，將矢量場分辨率提高了一個因數(shù)2n。為各個子塊計算運動矢量的開銷基本上只提高了因數(shù)n，這是因為用于確定主塊運動矢量的大多數(shù)計算開銷都得到了利用。在求得這些主塊的運動矢量之后，為了選擇對應(yīng)于一個子塊的主塊運動矢量中的一個作為這個子塊的運動矢量，其余的計算開銷相對很小。用于確定主塊運動矢量的運動估計可以并行地或者連續(xù)地實現(xiàn)。
為了借助于構(gòu)成子塊A1B1C1的主塊A1、B1、C1的運動矢量Va1、Vb1、Vc1生成這個子塊A1B1C1的運動矢量Va1b1c1，除了前面所述的方法外，也可以使用借助于所謂的統(tǒng)計排列濾波器來進行的濾波方法。這樣的統(tǒng)計排列濾波器的一個例子是中值濾波器。要生成的子塊運動矢量Va1b1c1和主塊A1、B1、C1的運動矢量Va1、Vb1、Vc1分別包括下面用矢量的x-和y-分量來表示的水平和垂直分量。
在一種生成子塊的方法中規(guī)定，借助于統(tǒng)計排列濾波器對主塊運動矢量Va1、Vb1、Vc1逐個分量地進行濾波，并且濾波器結(jié)果對應(yīng)于子塊的各個分量。在使用中值濾波器時，滿足Va1b1c1x＝Median(Va1x，Vb1x，Vc1x)(9a)Va1b1c1y＝Median(Va1y，Vb1y，Vc1y)(9b)其中，.x和.y表示各個矢量的x-和y-分量。
在這個方法中，可以根據(jù)濾波結(jié)果由不同主塊運動矢量的分量共同構(gòu)成子塊運動矢量Va1b1c1＝(Va1b1c1x，Va1b1c1y)。
在另一個方法中規(guī)定，對主塊運動矢量Va1、Vb1、Vc1的矢量絕對值進行中值濾波，并且選擇其絕對值作為濾波結(jié)果給出的主塊運動矢量作為子塊運動矢量。
圖3示意性地示出了用于確定子塊的運動矢量Vaxbx的裝置，其中同時進行用于生成主塊運動矢量的運動估計。該裝置包括一個輸入端，用于引入代表一個圖像序列中的連續(xù)圖像的圖像信號S1。該裝置包括一個第一運動估計裝置1，它使用一個第一光柵R1提供第一主塊運動矢量Ax。另外，該裝置包括一個第二運動估計裝置2，它使用第二光柵R2為一個圖像的主塊提供一組第二主塊運動矢量。這些主塊運動矢量Vax、Vbx被傳送到選擇裝置3，它分別為子塊從構(gòu)成相應(yīng)子塊的主塊的運動矢量中選擇一個運動矢量Vaxbx。這個單元3例如將從運動估計裝置1、2饋送到單元3的主塊運動矢量的品質(zhì)值和/或收斂判據(jù)作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。
附圖標(biāo)記列表A1、B1、C1 主塊A1B1-A1B4 子塊A1B1C1 子塊Ax、Bx 主塊AxBx子塊Px 一個圖像序列中的圖像R1、R2、R3 光柵Vax、Vbx主塊的運動矢量Vaxbx 子塊的運動矢量1、2用于進行逐塊運動估計的裝置3 用于由主塊運動矢量確定子塊運動矢量的裝置
權(quán)利要求
1.用于確定對應(yīng)于一個圖像的各個影像范圍(AxBx)的運動矢量(Vaxbx)的方法，包括以下方法步驟-利用第一塊光柵(R1)將圖像(Px)分割為多個第一主塊(Ax；A1)，并執(zhí)行第一種估計方法，以便為每個第一塊(Ax；A1)提供一個運動矢量(Vax；Va1)，-利用其位置相對于第一塊光柵(R1)偏移的另一塊光柵(R2)將圖像至少一次分割為多個其他主塊(Bx；B1-B4)，并執(zhí)行另一種估計方法，以便為每個其他主塊(Bx；B1-B4)提供一個運動矢量(Vbx；Vb1-Vb4)，-將圖像分割為多個子塊(AxBx；A1B1-A1B4)，其中每個子塊(Ax，Bx；A1B1-A1B4)由第一主塊(Ax；A1)中的一個與至少一個其他光柵(R2)的每一個主塊(B1-B4)之間的重疊區(qū)域構(gòu)成，并且-根據(jù)對應(yīng)于相應(yīng)子塊(AxBx；A1B1-A1B4)的主塊(Ax，Bx；A1，B1-B4)的運動矢量(Vax，Vbx；Va1，Vb1-Vb4)生成每個子塊(AxBx；A1B1-A1B4)的運動矢量(Vaxbx；Va1b1-Va1b4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中主塊(Ax，Bx；A1，B1-B4)的尺寸分別相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中圖像被一次分割為多個其他主塊，其中其他光柵(R2)相對于第一光柵(R1)在圖像水平方向上的偏移為一個主塊(Ax，Bx)在水平方向上尺寸(l1)的一半，而該光柵在圖像垂直方向上的偏移為一個主塊(Ax，Bx)在垂直方向上尺寸(l2)的一半。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的方法，其中為了確定子塊(AxBx；A1B1-A1B4)的運動矢量(Vaxbx；Va1b1-Va1b4)，選擇對應(yīng)于子塊(AxBx；A1B1-A1B4)的主塊(Ax，Bx；A1，B1-B4)中一個的運動矢量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中在估計方法中，分別為一個主塊(A1)的每個運動矢量(Va1)確定一個品質(zhì)值(Ga1)，其中為了確定子塊(A1B1-A1B4)的運動矢量，根據(jù)所述品質(zhì)值(Ga1)選擇主塊(A1，B1-B4)中一個的運動矢量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中對于一個主塊(A1)的每個運動矢量(Va1)，為每個子塊(B1-B4)確定一個品質(zhì)值(Ga1B1，Ga1B2，Ga1B3，Ga1B4)，其中為了確定子塊(B1-B4)的運動矢量(Va1b1-Va1b4)，根據(jù)各個品質(zhì)值(Ga1B1，Ga1B2，Ga1B3，Ga1B4)選擇主塊(A1，B1-B4)中的一個的運動矢量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中為一個主塊(A1，B1-B4)的每個運動矢量(Va1，Vb1-Vb4)確定至少一個收斂判據(jù)，其中為了確定子塊(A1B1-A1B4)的運動矢量(Va1b1-Va1b4)，根據(jù)所述至少一個收斂判據(jù)選擇主塊(A1，B1-B4)中一個的運動矢量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中通過將一個主塊(A1)的各運動矢量(Va1)與在同一光柵中和所述主塊(A1)相鄰的主塊(A2，A3)的至少一個運動矢量(Va3，Va3)進行比較而確定一個收斂判據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中通過將對應(yīng)于一個主塊(A1)的運動矢量(Va1)與對應(yīng)于一個和所述主塊(A1)的左側(cè)相鄰的主塊(A2)以及對應(yīng)于一個在所述主塊(A1)上方相鄰的主塊(A3)的運動矢量(Va2，Va3)進行比較，來確定用于第一光柵(R1)一個主塊(A1)的至少一個收斂判據(jù)，并且其中通過將對應(yīng)于一個主塊(B1)的運動矢量(Vb1)與對應(yīng)于一個和所述主塊(B1)的左側(cè)相鄰的主塊(B3)以及對應(yīng)于一個在所述主塊下方相鄰的主塊的運動矢量(Vb2，Vb3)進行比較，來確定用于第二光柵(R2)的一個主塊的至少一個收斂判據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中利用濾波從對應(yīng)于子塊(AxBx；A1B1-A1B4)的主塊(A1，B1，C1)的運動矢量的相應(yīng)矢量分量中選擇子塊(A1B1C1)的運動矢量(Va1b1c1)的矢量分量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述濾波是借助于統(tǒng)計排列濾波器，尤其是中值濾波器來實現(xiàn)的濾波。
12.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，-其中確定對應(yīng)于子塊(A1B1C1)的主塊的運動矢量(Va1，Vb1，Vc1)的矢量絕對值，-其中得到濾波的矢量絕對值，將矢量絕對值中的一個作為濾波結(jié)果給出，并且-其中選擇其矢量絕對值作為濾波結(jié)果生成的主塊的運動矢量作為子塊的運動矢量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述濾波是借助于統(tǒng)計排列濾波器，尤其是中值濾波器來實現(xiàn)的濾波。
14.用于確定對應(yīng)于一個圖像的各個影像范圍的運動矢量的裝置，包括-利用第一塊光柵(R1)將圖像分割為多個第一主塊(Ax)的裝置(1)，以及用于執(zhí)行第一種估計方法、以便為每個第一塊(Ax)提供一個運動矢量(Vax)的裝置，-利用其位置相對于第一光柵(R1)偏移的另一塊光柵(R2)將圖像(Px)至少一次分割為多個其他主塊(Bx)的裝置(2)，以及用于執(zhí)行另一種估計方法、以便為每個所述其他主塊(Bx)提供一個運動矢量(Vbx)的裝置，-將圖像分割為多個子塊(Ax，Bx)的裝置，其中每個所述子塊由第一主塊中的一個與所述至少一個其他光柵的每一個主塊之間的重疊區(qū)域構(gòu)成，以及-根據(jù)對應(yīng)于相應(yīng)子塊(AxBx)的主塊(Ax，Bx)的運動矢量(Vax，Vbx)為每個子塊(AxBx)生成一個運動矢量(Vaxbx)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定對應(yīng)于一個圖像的各個影像范圍(AxBx)的運動矢量(Vaxbx)的方法和裝置。該方法包括利用第一塊光柵(R1)將圖像(Px)分割為多個第一主塊(Ax)，并執(zhí)行第一種估計方法，以便為每個第一塊(Ax；A1)提供一個運動矢量(Vax；Va1)，并利用其位置相對于第一塊光柵(R1)偏移的另一個塊光柵(R2)將圖像至少一次分割為多個其他主塊(Bx)，執(zhí)行另一種估計方法，以便為每個其他主塊(Bx)提供一個運動矢量(Vbx)，根據(jù)對應(yīng)于相應(yīng)子塊(AxBx)的主塊(Ax，Bx)的運動矢量(Vax，Vbx)，為由至少兩個光柵(R1，R2)的主塊的重疊區(qū)域構(gòu)成的每個子塊(AxBx)生成一個運動矢量(Vaxbx)。
文檔編號H04N7/12GK1680978SQ20051006481
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者馬克烏斯·舒, 克里斯蒂·圖斯切恩, 馬考·哈恩, 吉多·科爾邁爾 申請人:邁克納斯公司