[发明专利]用节目制作参数进行图象运动估计的装置及其方法

说明书

本发明涉及利用视频节目制作参数进行图象运动估计的装置及其方法，特别涉及将视频节目摄取和处理过程中，描述平移、缩放镜头，场景切换和特技动画等操作参数加以提取，并转换成一定的格式进行存储或传输的视频节目制作参数作为对平移或缩放镜头进行图象运动估计的装置及其方法。

由于在帧序列的相邻画面之间，运动的部分具有连续性，所以利用反映运动的位移信息(运动矢量)，在前一帧基础上可预测出当前图象。这种方法是当前国际上运动图象压缩标准MPBG-2的基本思想。在图象压缩编码中，寻找运动矢量的运动估计技术占有极为重要的地位，一般的处理方法是以帧序列为对象，进行前后帧间对应宏块(16×16象素点)的运动估计，找出各块的运动矢量V(为方便省去V上的矢量标志“箭头”，其它矢量也如此)，但是若将运动情况细分，可以分为图象中物体的运动和摄像机摇镜头的运动，在后一种情况下，随摄像机的动作，整幅图象呈一致有规律的运动，由此对于特定宏块，其运动矢量V可分为V_p和V_s的叠加：

V＝V_p+V_s

其中V_p为摄像机镜头摇动或缩放产生的运动矢量，V_s为图象中物体自身运动产生的运动矢量，V_s可称之为局部运动矢量。因为V_p对于整幅画不同的宏块呈一致规律，它可以根据摄像机操作信息经简单运算求出。

在进行运动估计时，以各宏块的V_p为基础，可在较小的搜索范围内寻找匹配--因为这时只要找到局部运动的匹配，所以运算量大为减小。并且这种方法可利用现有的搜索算法，只需在搜索之前加入全局运动矢量V_p作为偏置出发点，搜索完成后将V_p与V_s合成V即可。

全局运动矢量V_p下文简称WMV(Wholesome-Motion-Vector)。

传统运动估计方法，如图1所示，前一帧中静立人物位于图象左侧，双手向下，当前帧中人物位于图象右侧，双手上举，这两帧中人物位置和双手位置的不同分别是摄像机镜头的平移运动与被摄对象的局部运动的反映。

如上所述，图象内容的变化有两种原因，一种是上述的人工介入引起，一种是被摄对象自身运动引起的，而目前并不对原因加以区别，仅用统一的预分析方法来提取上述两种图象内容变化信息，以便控制后面的进一步处理。这是一种运算量较大，并且难以找到一种普遍适用的最优算法进行精确分析的方法。日本专利号平2-305287，题为“图象编码方法”，则是为有移动镜头的运动图象建立一套通过运动补偿，从而进行压缩的方法，但并未对摄像机操作过程中的参数进行变换与利用。

在本申请人申请的CN96119867.2号专利，题为“视频节目制作参数的提取方法及其系统”，提供了一种将视频节目摄取和处理过程中，描述平移，缩放镜头、场景切换和特技动画等操作的参数加以提取，并转换成一定的格式进行存储或传输的视频节目制作参数的提取方法及其系统。若能对这些参数加以利用，将大大优化相应的图象处理过程。根据该发明的方法及其系统结构，摄象机通过转换开关与编辑设备连接而构成视频和参数信号获取部分，上述的视频和参数信号获取部分的摄像机输出的视频信号，经过编辑设备完成编辑，或直接送到合成部分的合成电路。同时，摄像机和编辑设备通过转换开关与缓冲器连接。在操作的过程中，按动操作摄像机和编辑设备的操作面板的按键，所产生的视频节目制作参数信号，输出送到合成部分的合成电路进行与视频信号的合成。合成后的视频信号，可以用记录媒体，如磁带，进行存储。

节目制作参数信号由提取电路产生，在各自应用场合译码成为有用信息。节目制作参数语法结构，例如可以为：

特征码字子参数个数子参数1子参数2…校验码字例如，摄取某一帧图象时摄像机镜头相对于上一帧水平移动了5个单元(向右)，垂直移动了-3个单位(向上)，取平移操作(包括水平与垂直移动)特征码字为03，它含有水平量、垂直量两个子能数，则该节目制作参数为：

0 3 0 2 0 0 0 5 F F F D F C F C其中，-3以补码FFFD表示，FCFC为校验码字。合成部分将节目制作参数信号插入视频信号，例如，把节目制作参数信号加在视频信号的扫描消隐期中。利用节目制作参数时，就必须将视频信号与节目制作参数加以分离。并且还应将不同的节目制作参数进行分离，以便应用于不同场合。