EBMA塊匹配算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上EBMA算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以任一視頻的兩幀圖像為輸入，通過EBMA算法，計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償誤差等數(shù)據(jù)。2、 實(shí)驗(yàn)原理塊匹配算法是一種重要的基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法是在已估計(jì)的運(yùn)動(dòng)場上施加平滑約束，把圖像分割為互不重疊的稱為塊的區(qū)域，并且假定每個(gè)塊內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以用一個(gè)簡單的參數(shù)模型（如恒定、仿射、雙線性）特征化。塊匹配算法的原理即是，以視頻中的兩幀圖像為輸入，假設(shè)為第K幀（當(dāng)前幀）與第K-1幀（上一幀）。對當(dāng)前幀圖片以N*N的圖像塊為單位，分成一個(gè)個(gè)塊，且塊間不重疊。對于第x個(gè)圖像塊A，在第上一幀中，尋找與它最匹配的圖像塊A'，我們認(rèn)為

2、A圖像塊是由A'圖像塊平移而得到的。于是就把圖像塊A'到A的運(yùn)動(dòng)矢量MV記作圖像塊A的運(yùn)動(dòng)矢量。其原理圖如下圖所示：一般通過絕對平均誤差函數(shù)來進(jìn)行匹配：全搜索的塊匹配算法是一種塊匹配的搜索策略，是最簡單、最原始的塊匹配算法，可靠且能夠得到全局最優(yōu)的結(jié)果。其基本思想是在一個(gè)預(yù)定的搜索區(qū)域內(nèi)，將第m個(gè)圖像塊與目標(biāo)幀中所有候選塊進(jìn)行比較，并尋找具有最小誤差的一個(gè)，這兩個(gè)塊之間的位移差即為所估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量。全搜索塊匹配算法，假設(shè)圖像的搜索范圍為(-R,R)，為了減少計(jì)算量，設(shè)置搜索步長為1。在范圍內(nèi)，對每一個(gè)可能的圖像塊都進(jìn)行匹配計(jì)，尋找一個(gè)最優(yōu)的匹配塊。對每個(gè)塊，需要搜索次，則對每幀

3、圖像需要搜索的次數(shù)為。3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容輸入視頻中的兩幀圖像，以當(dāng)前幀圖像作為錨定幀，需要預(yù)測的下一幀圖像作為目標(biāo)幀，將其大小規(guī)定為256*256，并將其轉(zhuǎn)化為灰度圖像：對錨定幀圖片，進(jìn)行分塊，取塊大小為16*16。設(shè)置圖像的搜索范圍為（-16,16），步長為1。對目標(biāo)幀在圖像的搜索范圍內(nèi)搜索并計(jì)算MAD值，比較各塊MAD值得大小，找到MAD值最小的當(dāng)前塊在錨定幀中的最優(yōu)匹配快，并保存相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量：通過得到的運(yùn)動(dòng)矢量圖以及目標(biāo)幀預(yù)測估計(jì)當(dāng)前幀圖像，并計(jì)算殘差：其運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償誤差為26.4406。4、 結(jié)果分析可以看出，預(yù)測幀的圖像更加接近當(dāng)前幀的圖像。EBMA算法較為簡單，可以減少視頻中相鄰幀之間的

4、數(shù)據(jù)冗余，提高視頻圖像質(zhì)量。但計(jì)算量較大，耗時(shí)長，且從預(yù)測圖像中很容易看出，會(huì)產(chǎn)生分塊現(xiàn)象。5、 附錄A=imread('1.bmp');%讀入圖像B=imread('2.bmp');f2=rgb2gray(A);%將圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像f1=rgb2gray(B);%將圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像fp=0;f1 = imresize(f1,256,256);f2 = imresize(f2,256,256);figure,imshow(f2),title('目標(biāo)幀');figure,imshow(f1),title('錨定幀') N=16;

5、R=16;height=256;width=256; for i=1:N:height-N+1for j=1:N:width-N+1 MAD_min=256*N*N;dy=0;dx=0;for k= -R:1:R for l= -R:1:R if i+k<1 MAD=256*N*N; elseif i+k>height-N MAD=256*N*N; elseif j+l<1 MAD=256*N*N; elseif j+l>width-N MAD=256*N*N; else MAD=sum(sum(abs(double(f1(i:i+N-1,j:j+N-1)-double

6、(f2(i+k:i+k+N-1,j+l:j+l+N-1); endif MAD<MAD_minMAD_min=MAD;dy=k;dx=l;end;end;end; fp(i:i+N-1,j:j+N-1)= f2(i+dy:i+dy+N-1,j+dx:j+dx+N-1); iblk=floor(i-1)/N+1); jblk=floor(j-1)/N+1); mvx(iblk,jblk)=dx;mvy(iblk,jblk)=dy; end;end;row,col=size(f1);fp = imresize(fp,row,col)figure,imshow(uint8(fp),title('預(yù)測幀'); X,Y=meshgrid(N/2:N:256-N/2);Y=256-Y;figure,quiver(X,Y,mvx,mvy),title('運(yùn)動(dòng)矢量圖'); diff=abs(double(f1)-fp);figure,imshow(uint8(d