基于对称运动补偿的帧率上转换技术研究

摘要

随着信息技术的发展，多媒体通信已经逐步成为人们生活的重要组成部分。由于多媒体数据需要极大的数据量，因此，为了满足存储和传输的要求，必须对其进行压缩。虽然当今的视频压缩技术已经可以提供较高的压缩比，但对于某些传输带宽受到限制的场合，仍然需要新的技术来提供足够低的码率。目前低比特率编码技术通常有两种思想，即降低输入视频的时间分辨率或空间分辨率。如果保持现有的帧率不变，则必然带来解码端输出视频质量的下降。或者在保证视频帧质量的条件下，降低帧率。在这种情况下，在解码端引入一种帧率上转换机制使得解码序列能够恢复到原始的帧率是十分必要的。
　　 本文首先介绍了视频编解码的关键技术及目前主流视频编解码标准，然后详细介绍了当前帧率上转换技术的研究状况和代表算法，并在此基础上提出了一种基于对称运动补偿的帧率上转换技术，有效避免了直接使用传统运动估计进行运动补偿内插时出现的重叠和空洞问题。同时，针对于剧烈运动和场景切换等状况，本文提出了一种运动补偿外推算法，解决了使用内插算法时因无法找到准确的匹配块而导致的模糊和错误现象。
　　 此外，在参考了镜头切换相关理论的基础之上，本文还提出了一种基于压缩域的镜头平移检测及恢复算法，当视频序列内出现镜头快速或缓慢平移时，可以依据码流中得到的运动矢量、帧内块分布和残差等相关信息进行检测及恢复，从而使新插入的视频帧获得更好的主观和客观效果。