专利名称：视频图像补偿方法及监视器的制作方法
技术领域：
本发明属于视频处理领域，尤其涉及视频图像补偿方法及监视器。
背景技术：
随着现代显示技术的不断进步，人们可以看到越来越清晰的画面，但由于各个技术方面的限制，诸如数据采集、信号编解码、信号传输等等因素的制约，使得我们观看的画面还是有很多欠缺，视觉效果还不够理想。为了改善视觉效果，发展了一代一代的运动补偿技术。最早的是普通的隔行视频，使用该技术显示出来的视频图象具有非常明显的晃动及飞彩；后来出现了 3D梳状滤波器 (3D COMB FILTER)技术，对相对静止画面画质有了显著改善，但对以24帧/s的视频信号的图象转成视频信号播放，由于IXD或LED屏的刷新率通常是与帧率不匹配的50HZ或60HZ，所以在屏幕上显示的视频图像仍是非常晃眼，于是发展了 3 2和2 2 PULL DOWN技术，它采用的是在两帧图像之间插入一个与前一帧相同的图像帧，所以视觉效果依然不很理想；于是又有了运动估计和运动补偿(Motion Estimate and Motion, MEMC)技术,该运动画质补偿技术经常在液晶电视中用到，其原理是采用动态映像系统，在传统的两帧图像之间加插一帧与前一帧图像相同的运动补偿帧，比如原始的帧顺序是123456，采用MEMC技术，插帧后的顺序为1 IC 2 2C 3 3C 4 4C5 5C 6，采用MEMC技术后，将普通平板电视的50/60HZ刷新率提升至100/120HZ，使运动画面优于常态响应效果。但MEMC不能对各种场景下的图像都能起到相应的补偿作用，当屏幕中的物体运动的路线无法预测时，则MEMC算法有失效的可能，另外如果图像为现在流行的网络视频，一般帧率都较低时，MEMC就失去了效果，播出的图像处理效果并不理想，还是会有比较严重的抖动现象。
发明内容
本发明实施例提供了一种视频图像补偿方法，旨在解决现有的视频图像补偿方法难以对各种场景下的图像都起到相应的补偿作用，播放效果不理想的问题。本发明实施例是这样实现的，一种视频图像补偿方法，所述方法包括下述步骤获取图像数据的原始数据和原始帧率；获取数据终端的图像刷新率；根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧；将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成帧。本发明实施例的另一目的在于提供一种视频图像补偿监视器，所述监视器包括图像原始参数获取单元，用于获取图像数据的原始数据和原始帧率；数据终端参数获取单元，用于获取数据终端的图像刷新率；插入帧生成单元，用于根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧；
视频播放单元，用于将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成中贞。本实施例中，由于插入帧的图像数据并不是直接采用图像的原始数据，而是对原始数据进行处理获取的原始数据的运动矢量，并参照获取的运动矢量运算出所插帧的图像数据，因此，所插帧的图像数据能够反映物体的运动轨迹，能够对各种场景下的图像起到相应的补偿作用，从而在播放包含插入帧的合成帧时更平滑，不会产生严重的抖动现象，使播出的图像处理效果更理想。
图I是本发明第一实施例提供的一种视频图像补偿方法流程；图2是本发明第一实施例提供的预测序列位置分布图； 图3是本发明第一实施例提供的双矩形训练窗口 ；图4是采用本发明第一实施例提供的视频图像补偿方法处理前、后的对比图像；图5是本发明第二实施例提供的一种视频图像补偿监视器结构；图6是本发明第二实施例提供的另一种视频图像补偿监视器结构。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例中，通过获取图像数据的原始数据、原始帧率，以及获取数据中的图像刷新率来估算物体的运动轨迹，并将估算的结果作为插入帧的数据插入到图像数据的原始数据之间，最后播放混合了原始数据和插入数据的视频图像。本发明实施例提供了一种视频图像补偿方法及监视器。所述方法包括获取图像数据的原始数据和原始帧率；获取数据终端的图像刷新率；根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧；将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成帧。所述监视器包括图像原始参数获取单元，用于获取图像数据的原始数据和原始帧率；数据终端参数获取单元，用于获取数据终端的图像刷新率；插入帧生成单元，用于根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧；视频播放单元，用于将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成中贞。本实施例中，由于插入帧的图像数据并不是直接采用图像的原始数据，而是对原始数据进行处理获取的原始数据的运动矢量，并参照获取的运动矢量运算出所插帧的图像数据，因此，所插帧的图像数据能够反映物体的运动轨迹，能够对各种场景下的图像起到相应的补偿作用，从而在播放包含插入帧的合成帧时更平滑，不会产生严重的抖动现象，使播出的图像处理效果更理想。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一:图I示出了本发明第一实施例提供的视频图像补偿方法流程，本实施例中，通过在两个图像帧之间插入估算的图像帧来达到平滑视频的效果，详述如下步骤S11，获取图像数据的原始数据和原始帧率。本实施例中，捕捉并缓存输入的图像数据，再利用CPU高速的计算处理能力对捕捉的信号逐点比较，从而捕捉出图像数据的原始数据及原始帧率。其中，图像数据包括经过处理前的图像数据，也包括经过处理后的图像数据。比如，在接收的图像数据为经过 前端播放器的播放、SOC芯片的处理以及SCALER的转化的低压差分信号(Low VoltageDifferential Signaling, LVDS)时，本实施例侦测的图像数据的原始帧率为该LVDS未经过前端播放器播放、SOC芯片处理以及SCALER的转化处理的原始帧率。在本实施例中，若图像数据从网络摄像机或网络视频中获取，由于基于网络的信号帧频通常较低，则侦测获取的图像数据的原始帧率通常也较低。作为本发明一优选实施例，在获取图像数据的原始数据和原始帧率的步骤之前，进一步包括下述步骤侦测图像数据的原始帧率是否发生变化，并在图像数据的原始帧率发生变化时，获取变化后的帧率。由于网络视频的帧一般都会局限于网络的状态，因而容易造成帧率不稳定，为了保证获取准确的图像数据的原始帧率，本实施例连续侦测图像数据的原始帧率是否发生变化，若没有发生变化，则不更改之前获取的图像数据的原始帧率，若发生变化，则使用变化后的帧率代替之前获取的图像数据的原始帧率。步骤S12，获取数据终端的图像刷新率。本实施例中，数据终端的图像刷新率包括50Hz、60Hz、75Hz、·..、或120Hz等，不同数据终端的图像刷新率可能不同，常见的液晶电视刷新率为IOOHz或120Hz。步骤S13，根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧。本实施例中，根据图像数据的原始数据生成插入帧的数据,根据原始帧率和数据终端的图像刷新率判断需生成的插入帧的帧数。比如，若原始帧率为12 60帧，数据终端的图像刷新率为50Hz、60Hz、75Hz、...，或120Hz，则生成相应的插入帧，以使图像数据的帧率从12 60帧转换为稳定的50Hz、60Hz、75Hz、· · ·，或120Hz等。作为本发明一优选实施例，根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧的步骤具体包括Al、采用获取的原始数据构造预测模型的预测序列，该预测模型基于马尔科夫模型建立，用于预测图像数据。A2、确定预测模型的预测系数。A3、根据预测序列和预测系数建立的预测模型预测图像数据。A4、根据预测的图像数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧。本实施例中，利用马尔科夫模型构建预测模型，以便对图像数据的原始数据序列进行预测。假设预测模型为
权利要求
1.ー种视频图像补偿方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤 获取图像数据的原始数据和原始帧率； 获取数据终端的图像刷新率； 根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧； 将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成帧。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，在所述获取图像数据的原始数据和原始帧率的步骤之前，进ー步包括下述步骤 侦测图像数据的原始帧率是否发生变化。
3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧的步骤具体包括 采用获取的原始数据构造预测模型的预测序列，所述预测模型基于马尔科夫模型建立，用于预测图像数据； 确定预测模型的预测系数； 根据预测序列和预测系数建立的预测模型预测图像数据； 根据预测的图像数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定预测模型的预测系数的步骤具体包括 根据获取的原始数据构造ー个M维向量，所述向量的维数M根据预设的双矩形的训练窗ロ的长和宽确定； 根据所述M维向量以及马尔科夫模型的阶数构造预测矩阵； 结合最小平方(Least Square, LS)准则，根据M维向量和预测矩阵确定预测模型的预测系数。
5.一种视频图像补偿监视器，其特征在于，所述监视器包括 图像原始參数获取単元，用于获取图像数据的原始数据和原始帧率； 数据终端參数获取単元，用于获取数据终端的图像刷新率； 插入帧生成単元，用于根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧； 视频播放単元，用于将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成帧。
6.如权利要求5所述的监视器，其特征在于，所述监视器包括 帧率判断単元，用于侦测图像数据的原始帧率是否发生变化。
7.如权利要求5所述的监视器，其特征在于，所述插入帧生成単元包括 预测序列确定模块，用于采用获取的原始数据构造预测模型的预测序列，所述预测模型基于马尔科夫模型建立，用于预测图像数据； 预测系数确定模块，用于确定预测模型的预测系数； 预测数据确定模块，用于根据预测序列和预测系数建立的预测模型预测图像数据； 预测帧确定模块，用于根据预测的图像数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧。
8.如权利要求7所述的监视器，其特征在于，所述预测系数确定模块包括 向量构造模块，用于根据获取的原始数据构造ー个M维向量，所述向量的维数M根据预设的双矩形的训练窗ロ的长和宽确定； 预测矩阵构造模块，用于根据所述M维向量以及马尔科夫模型的阶数构造预测矩阵；预测系数获取模块，用于结合最小平方(Least Square,LS)准则，根据M维向量和预测矩阵确定预测模型的预测系数。
全文摘要
本发明适用于视频处理领域，提供了一种视频图像补偿方法及监视器，所述方法包括步骤获取图像数据的原始数据和原始帧率；获取数据终端的图像刷新率；根据获取的图像数据的原始数据、原始帧率以及获取的数据终端的图像刷新率生成插入帧；将生成的插入帧和原始图像进行合成处理，并播放合成处理后获取的合成帧。本发明实施例中，由于插入帧的图像数据并不是直接采用图像的原始数据，而是对原始数据进行处理获取的原始数据的运动矢量，并参照获取的运动矢量运算出所插帧的图像数据，因此，所插帧的图像数据能够反映物体的运动轨迹，能够对各种场景下的图像起到相应的补偿作用，从而在播放包含插入帧的合成帧时更平滑，播出的图像处理效果更理想。
文档编号G09G5/393GK102685437SQ20121002454
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者张鑫, 王宝雄, 苏簪斗 申请人:深圳市创维群欣安防科技有限公司