《面向高刷新頻率的視頻幀速率變換算法》是依託上海大學，由王旭智擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向高刷新頻率的視頻幀速率變換算法
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王旭智
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高端平板顯示器工藝的快速發展帶動其刷新頻率於2009年初達到200Hz，視頻幀速率變換已經勢在必行。幀速率變換算法是視頻後處理（Post Processing）算法流水線中的一個重要模組，它的主要功能是通過插值把原有視頻源的幀速率調整到顯示器的刷新頻率。本項目針對傳統算法容易產生的視頻跳動（judder）、模糊（blur）、運動物體的光暈（Halo）以及遮擋效應，面向硬體IC實現，研究並實現一種高性能、低複雜度的幀速率變換算法，該算法包括能夠剔除無效幀的電影模式識別算法、保持運動向量場平滑連續性的運動估計算法以及區域區分的自適應運動補償型插值算法。該項目的完成為我國高端平板顯示與HDTV IC的發展奠定堅實的算法理論基礎。
結題摘要
視頻幀速率變換算法是視頻後處理算法流水線中最為複雜的模組之一，它的主要功能是通過插值把原有視頻源的幀速率調整到顯示器的刷新頻率。隨著各種高性能顯示設備的飛速發展，大量視頻格式標準並存，更高刷新率和更高解析度仍是顯示設備的發展方向。而幀速率上變換技術用於實現不同幀速率視頻間的轉換，將視頻從一個較低幀速率上變換到一個較高幀速率，是視頻格式轉換重要組成部分。在高性能多媒體系統中，幀速率上變換在改善畫面、提升圖像觀賞質量等方面，均起到重要作用，為觀賞者提供更加清晰、流暢的視覺感受。此外，在移動終端、視頻會議等多種低速率視頻套用中，幀速率上變換可恢復由於頻寬受限而在編碼端被丟掉的視頻幀，提高輸出視頻質量，減小視覺上的停滯感和跳躍感。高性能的幀速率變換算法被少數幾家國外消費電子公司所掌握，譬如飛利浦、英特爾、Micronas、Broadcom以及Samsung等，而且，這些算法專利技術已經明顯滯後於平板顯示的快速發展。本自然基金項目的研究立足於大幅提升幀速率變換算法的性能與硬體IC的可實現性；同時，突破國外專利壁壘，為我國高端平板顯示與HDTV IC的發展奠定堅實的算法理論基礎，具有重要的意義。幀速率上轉換算法主要包括兩個過程：運動估計和運動補償。運動估計目的在於根據前後相鄰視頻幀內物體的運動信息，獲取幀內每個像素的運動矢量；運動補償則根據運動估計得到的運動矢量進行插值生成新幀，並將待插新幀插入到原視頻序列中，從而提高視頻幀速率。高性能、低複雜度一直是幀速率上轉換算法追求的目標。針對上述兩個環節，按照立項的研究計畫，負責人進行了大量的科學研究，提出了基於時空結合特性的運動估計算法和基於自適應運動補償的幀速率上轉換算法，大幅降低了幀速率上轉換算法運算複雜度，確保了視頻質量。還提出了基於重複插值的運動檢測模型，可以有效地檢驗幀速率上轉換算法性能。並且，利用最新的CUDA，建立了幀速率變換算法測試軟體平台，用以進行各種算法的性能比較。開發了硬體接口平台，用以驗證算法的硬體實現效果。在研究過程中，培養了多名研究生，申請了多項發明專利，發表了十餘篇EI論文，注重國際學術交流，參加了多次ICME、ICONIP、ICALIP等國際會議，與華盛頓大學、密蘇里大學、台灣大學、香港科技大學等高校的知名學者保持了良好的聯繫，有利於開展下一步的科研工作。
