[发明专利]基于分层块匹配的实时数字视频稳像方法

权利要求书

1.基于分层块匹配的实时数字视频稳像方法，其包括以下步骤：

步骤(1)：输入图像预处理；

分别在水平及垂直方向对输入亮度分量图像做N倍下采样处理；

步骤(2)：下采样图像运动搜索；

分别对亮度分量下采样图像M个搜索块进行设定范围的全搜索，并输出运动矢量及SAD统计信息；

步骤(3)：下采样图像运动信息提取；

根据亮度分量下采样图像各搜索块SAD统计信息判断其运动矢量有效性，再对有效搜索块统计运动矢量相似度，选取相似度最高者作为亮度分量下采样图像最佳运动矢量输出；

步骤(4)：原始图像精细搜索；

将亮度分量下采样图像最佳运动矢量在亮度分量原始图像等比例放大后，在亮度分量原始图像做设定范围求精全搜索，并输出亮度分量原始图像最终运动矢量；

步骤(5)：运动轨迹滤波；

对一定时间间隔内亮度分量原始图像运动轨迹做低通平滑滤波，并计算输出最终图像补偿量；

步骤(6)：运动补偿；

根据最终图像补偿量对当前图像进行补偿。

2.根据权利要求1所述基于分层块匹配的实时数字视频稳像方法，其特征在于：所述步骤(2)下采样图像运动搜索具体包括以下步骤：

步骤1：对各搜索块进行全搜索；

设搜索窗口宽为SW，高为SH，搜索块宽为BW，高为BH，待搜索位置的总数为SACND，搜索块内像素点数目为PNUM，则

SCAND＝SW×SH

PNUM＝BW×BH；

步骤2：在全搜索过程中统计SAD信息AVAIL_i，i＝0，1，2，3，……，M，i为搜索 块索引，设T0为自然数，CURSAD为搜索块当前位置SAD值，搜索块极小SAD阈值为MINSAD，则

MINSAD＝PNUM×PNUM；

各搜索块在遍历SCAND个搜索位置时，若当前位置CURSAD小于等于MINSAD，则相应AVAIL_i加上固定增量，反之，相应AVAIL_i保持不变。

3.根据权利要求1所述基于分层块匹配的实时数字视频稳像方法，其特征在于：所述步骤(3)下采样图像运动信息提取具体包括以下步骤：

步骤1：根据亮度分量下采样图像运动搜索输出的SAD统计信息判断各搜索块运动矢量有效性；

设T1为自然数，且0＜＝T1＜＝SCAND，若搜索块i的AVAIL_i小于T1则该搜索块运动矢量有效，反之，该搜索块运动矢量无效。具有有效运动矢量的搜索块称为有效块，反之，称为无效块；

步骤2：对有效块进行运动矢量相关性统计：

设有效块i的水平运动矢量为Xi，有效块i的垂直运动矢量为Yi，SIMXi为亮度分量下采样图像M个搜索块中运动矢量水平分量为Xi的有效块数目，SIMYi为为亮度分量下采样图像M个搜索块中运动矢量垂直分量为Yi的有效块数目，有效块i的运动矢量相似度为SIMi，则

SIMi＝SIMXi+SIMYi；

求取全部有效块的运动矢量相似度，取运动矢量相似度最大的有效块运动矢量为亮度分量下采样图像最优运动矢量。

4.根据权利要求1所述基于分层块匹配的实时数字视频稳像方法，其特征在于：所述步骤(5)运动轨迹滤波具体包括以下步骤：

步骤1：运动轨迹统计；

设i，n为自然数，表示输入图像帧索引，权利要求1步骤(4)输出的第n帧原始图像最终水平运动矢量为Xn，权利要求1步骤(4)输出的第n帧原始图像最终垂直运动矢量为Yn，第i帧相对于第0帧的水平偏移位置为SUMXi，第i帧相对于第0帧的垂直偏移位置为SUMYi，则

步骤2：运动轨迹滤波；

设T2为自然数，FIR_T2为阶拍数为T2的低通滤波器，第i帧图像最终水平补偿量为MCxi，第i帧图像最终垂直补偿量为MCyi，则

MCxi＝SUMXi-FIR_T2(SUMX_i-T2，SUMX_i-T2+1，SUMX_i-T2+2，......，SUMX_i)

MCyi＝SUMYi-FIR_T2(SUMY_i-T2，SUMY_i-T2+1，SUMY_i-T2+2，......，SUMY_i)。