[发明专利]一种基于光流法的视频插帧方法及系统

权利要求书

1.一种基于光流法的视频插帧方法，其特征在于，包括：

运动矢量计算过程：

对输入视频的帧序列，采用光流法计算得到相邻两帧之间的双向运动矢量；所述相邻两帧包括前向参考帧和后向参考帧；

可靠性判断处理过程：

取后向参考帧的某一像素为当前像素，当前像素从后向参考帧指向前向参考帧的运动矢量为当前像素的前向运动矢量；

当前像素的前向运动矢量指向前向参考帧的像素为前向参考像素，前向参考像素从前向参考帧指向后向参考帧的运动矢量为前向参考像素的后向运动矢量；

计算当前像素在后向参考帧中的灰度值与前向参考像素在前向参考帧中的灰度值的差值，若该灰度值的差值大于等于灰度值差值的阈值，则判断当前像素的前向运动矢量是不可靠的；否则，若该灰度值的差值小于灰度值差值的阈值，则计算当前像素的前向运动矢量和前向参考像素的后向运动矢量间的距离，若当前像素的前向运动矢量和前向参考像素的后向运动矢量间的距离小于运动矢量阈值距离，则判断当前像素的前向运动矢量是可靠的，否则判断当前像素的前向运动矢量是不可靠的；

根据可靠性判断的结果对所述相邻两帧中的闭塞区域进行标记，并更新所述闭塞区域的不可靠运动矢量；

内插帧映射过程：

根据所述闭塞区域的标记信息以及更新后所得的运动矢量场，将前向参考帧向内插帧映射得到前向内插帧，将后向参考帧向内插帧映射得到后向内插帧；将所述前向内插帧和所述后向内插帧合成内插帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述当前像素在后向参考帧中的灰度值与前向参考像素在前向参考帧中的灰度值的差值的计算式为

AD_t(x)＝|F_t(x)-F_t+1(x+V_x)|

其中，AD_t(x)为所述当前像素在后向参考帧中的灰度值与前向参考像素在前向参考帧中的灰度值的差值，F_t(x)为当前像素在后向参考帧中的灰度值，F_t+1(x+V_x)为前向参考像素在前向参考帧中的灰度值，V_x为当前像素从后向参考帧到前向参考帧的前向运动矢量，x为当前像素在后向参考帧中的位置，x+V_x为前向参考像素在前向参考帧中的位置，t为后向参考帧的序号，t+1为前向参考帧的序号；

所述当前像素的前向运动矢量和前向参考像素的后向运动矢量间的距离的计算式为

其中，MVD_t(x)为所述当前像素的前向运动矢量和前向参考像素的后向运动矢量间的距离，为当前像素的前向运动矢量，为前向参考像素的后向运动矢量，x为当前像素在后向参考帧中的位置，x′为前向参考像素在前向参考帧中的位置，t为后向参考帧的序号，t+1为前向参考帧的序号，||·||代表欧几里得距离。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，更新不可靠运动矢量的方式为：

用某像素的双向运动矢量中的可靠运动矢量取反值来替换不可靠的运动矢量。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将前向参考帧向内插帧映射得到前向内插帧，将后向参考帧向内插帧映射得到后向内插帧包括：

对于前向参考帧或后向参考帧中的某一像素，判断该像素的运动矢量是否可靠；

若该像素的运动矢量可靠，则进一步判断该像素是否发生″冲突″；

若该像素的运动矢量不可靠，则判断该像素是否属于″遮挡″和/或″暴露″区域；若属于，则进一步判断该像素是否发生″冲突″；若不属于，则丢弃该像素；

若判断该像素是否发生″冲突″的结果为否，则对该像素进行映射；

若判断该像素是否发生″冲突″的结果为是，则判断该像素的运动矢量是否比与其发生″冲突″的已经被映射的像素更可靠，若是，则对该像素进行映射；若否，则丢弃该像素；

″冲突″表示：在该像素之前，已经有别的像素在该像素的位置被映射了。