�ݺ�ߣ

Обзор методов оценки
«истинного» движения
Денис Сумин
Video Group
CS MSU Graphics & Media Lab

CS MSU Graphics & Media Lab (Video Group)
www.compression.ru/video/
Only for
Maxus 
Содержание
 Введение
 3-D Recursive Search Block Matching
 Multi-Pass TME* with Vector Propagation
 Latest TME Algorithm
 Заключение
* TME — True Motion Estimation
2

Only for
Maxus 
Постановка задачи
Различие задач ME и TME

3
Гришин С. и др., “Обзор блочных методов оценки движения в
цифровых видео сигналах”, Тематический сборник “Программные
системы и инструменты”, 2008

Only for
Maxus 
Приложения TME
Или зачем нам это нужно
Классические задачи:
 Frame Rate Up Conversion
 Deinterlacing
Сейчас нам нужен TME для реализации:
 поиска областей открытия
 восстановления фона
 распространения глубины во времени
 построения карт диспаритета
4

Only for
Maxus 
Что есть сейчас
ME и фильтрация поля векторов
5
Исходный кадр
Кадр из последовательности от компании «Fufengda»

Only for
Maxus 
6
Карта векторов ME

Only for
Maxus 
7
Карта LRC

Only for
Maxus 
 Multi-Pass TME with Vector Propagation
9

Only for
Maxus 
Исходный 3-D RS
Набор векторов-кандидатов

10G. de Haan, et al., “Truemotion estimation with 3-D recursive search
block matching,” IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 1993

Only for
Maxus 
Исходный 3-D RS
Сходимость метода
Из полученных кандидатов
выбирается вектор
с наименьшей SAD.
Использование векторов-
кандидатов с различных
направлений позволяет
3-D RS достаточно быстро
сходиться к реальному
направлению движения
вблизи границ объектов
11G. de Haan, et al., “Truemotion estimation with 3-D recursive search
block matching,” IEEE Trans. Circuits Syst. Video Technol., 1993

Only for
Maxus 
Improved 3-D RS
Предложенные улучшения
12
Двунаправленность Подразбиение блоков
S. Li, et al. "An improved 3-DRS algorithm for video de-
interlacing", Proc. Picture Coding Symp., 2006

Only for
Maxus 
Improved 3-D RS
Результаты (1)
13
Значения PSNR для восстановленных (deinterlacing)
кадров для исходного 3-D RS, двунаправленного (Bi3-D
RS) и двунаправленного с подразбиением блоков
(Improved 3-D RS):

Only for
Maxus 
Improved 3-D RS
14
3-D RS

Only for
Maxus 
Improved 3-D RS
15
Improved 3-D RS

Only for
Maxus 
Improved 3-D RS
16
3-D RS

Only for
Maxus 
Improved 3-D RS
17
Improved 3-D RS

Only for
Maxus 
18

Only for
Maxus 
Multi-Pass TME with Vector
Propagation
19
S.-C. Tai, et al, “A multi-pass true motion estimation scheme with
motion vector propagation for frame rate up-conversion
applications,” IEEE/OSA J. Display Technol., Jul. 2008

Only for
Maxus 
Набор векторов-кандидатов
 Predicted Motion Vector (PMV)
 Update Vector Set:
20
Набор шаблонов для PMV
Набор векторов-кандидатов:

Only for
Maxus 
Выбор вектора
21
— номер прохода

Only for
Maxus 
Пример использования
метрики искажения (1)
22
Использование метрики SAD (3-D RS)
Результирующее поле векторов для разных методов:

Only for
Maxus 
Пример использования
метрики искажения (2)
23
Результирующее поле векторов для разных методов:
Применение предложенной метрики искажения

Only for
Maxus 
Сходимость алгоритма

24

Only for
Maxus 
Распространение векторов
Полученные «истинные» вектора
предлагаются соседям в качестве кандидатов
для большей гладкости векторного поля
25
Без распространения С распространением

Only for
Maxus 
Результаты FRUC (1)
Vectra
26
3-D RSS.-C. Tai, et al, “A multi-pass true motion estimation scheme with

Only for
Maxus 
Vectra
27
TCSBPS.-C. Tai, et al, “A multi-pass true motion estimation scheme with

Only for
Maxus 
Vectra
28
ProposedS.-C. Tai, et al, “A multi-pass true motion estimation scheme with

Only for
Maxus 
Vectra
29

Only for
Maxus 
Vectra: сравнение MVF
30

Only for
Maxus 
Объективное сравнение
31

Only for
Maxus 
Bus
32

Only for
Maxus 
Bus
33
TCSBPS.-C. Tai, et al, “A multi-pass true motion estimation scheme with

Only for
Maxus 
Bus
34
ProposedS.-C. Tai, et al, “A multi-pass true motion estimation scheme with

Only for
Maxus 
Bus
35

Only for
Maxus 
Скорость работы
36

Only for
Maxus 
Выводы
 Достоинства
 Высокая скорость работы
 Высокое качество результатов в статье
 Недостаток
 Наличие в алгоритме неочевидных
эвристических порогов, что может ограничить
класс входных данных
37

Only for
Maxus 
38

Only for
Maxus 
Алгоритм

39
Dikbas. S., Altunbasak. Y., "A Novel True-Motion Estimation
Algorithm and Its Application to Motion-Compensated Temporal
Frame Interpolation," Image Processing, IEEE , 2012

Only for
Maxus 

Обозначения в статье
40

Only for
Maxus 
Преобразование
функционала
41
Мера качества вектора-
кандидата (например, SAD)
Мера различия
соседних блоков

Only for
Maxus 
Оценка взаимодействия
соседних блоков
42
Исходный кадр Карта границ
BDM (оценка искажения блока)

Only for
Maxus 
43

Only for
Maxus 
44

Only for
Maxus 
Процесс поиска векторов
45

Only for
Maxus 
46

Only for
Maxus 
47

Only for
Maxus 
Foreman
48
Ground truth

Only for
Maxus 
Foreman
49
Apple FCS

Only for
Maxus 
Foreman
50
Proposed

Only for
Maxus 
Foreman
51
Ground truth

Only for
Maxus 
Football
52
Ground truth

Only for
Maxus 
Football
53
Apple FCS

Only for
Maxus 
Football
54
Proposed

Only for
Maxus 
Football
55
Ground truth

Only for
Maxus 
Сравнение карт SSIM
56
Source
SSIM map
of FCS output
SSIM map
of the
proposed
method

Only for
Maxus 
Сравнение карт SSIM
57
Source
SSIM map
of FCS output
SSIM map
of the
proposed
method

Only for
Maxus 
Выводы
 Достоинства
 Высокое качество результатов в статье
 Интересные идеи оценки весов для векторов-
кандидатов
58

Only for
Maxus 
59

Only for
Maxus 
Заключение
Идеи Антона Зачесова:
 надо выбирать вектор в зависимости от
того, что на исходнике в этом месте (цвет
ровный, граница, текстура)
 нужна иерархичность
 нужен учёт LRC при поиске векторов
(в дополнение к SAD)
60

Only for
Maxus 
Литература
1. G. de Haan, P. W. A. C. Biezen, H. Huijgen, and O. A. Ojo, “Truemotion
estimation with 3-D recursive search block matching,” IEEE Trans.
Circuits Syst. Video Technol., vol. 3, no. 5, pp. 368–379, Oct. 1993.
2. S.-C. Tai, Y.-R. Chen, Z.-B. Huang, and C.-C. Wang, “A multi-pass true
motion estimation scheme with motion vector propagation for frame
rate up-conversion applications,” IEEE/OSA J. Display Technol., Jul.
2008, vol. 4, no. 2, pp. 188–197.
3. Dikbas, S., Altunbasak, Y., "A Novel True-Motion Estimation Algorithm
and Its Application to Motion-Compensated Temporal Frame
Interpolation," Image Processing, IEEE Transactions on , vol.PP, no.99,
pp.1
4. Гришин С., Ватолин Д., Лукин А., Путилин С., Стрельников К.,
“Обзор блочных методов оценки движения в цифровых видео
сигналах”, Тематический сборник “Программные системы и
инструменты”, 2008, vol. 9, pp. 50–62
61

Only for
Maxus 
Литература
5. S. Li , J. Du , D. Zhao , Q. Huang and W. Gao "An improved 3-DRS
algorithm for video de-interlacing", Proc. Picture Coding Symp., 2006
62

�ݺ�ߣ

Обзор методов оценки True-motion

More Related Content

Обзор методов оценки True-motion