Corrección de campo de vectores de movimiento.

Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento para corregir un campo (Mn) de vectores de movimiento que comprende vectores de movimiento de regiones respectivas de una imagen (102),

comprendiendo la unidad de corrección de vectores de movimiento:

- un analizador (210) dispuesto para analizar contenido de imagen de una región (R0) de oclusión y contenido de imagen de varias regiones (R1, R2) de no oclusión en un entorno espacial de la región de oclusión de la imagen (102) y para obtener valores de propiedad de imagen respectivos de la región de oclusión (R) y las regiones (R1, R2) de no oclusión;

- un evaluador (220) dispuesto para evaluar valores de similitud que se basan en un valor de propiedad de imagen de la región (R0) de oclusión y valores de propiedad de imagen adicionales de las regiones (R1, R2) de no oclusión respectivas;

- un selector (230) dispuesto para seleccionar una región (R2) de no oclusión particular a partir de las diversas regiones (R1, R2) de no oclusión basándose en el valor de similitud correspondiente; y

- una unidad (240) de sustitución de vector dispuesta para sustituir el vector de movimiento de la región (R0) de oclusión por el vector de movimiento de la región (R2) de no oclusión particular seleccionada

Corrección de campo de vectores de movimiento La invención se refiere a una unidad de corrección de vectores de movimiento para corregir un campo de vectores de movimiento que comprende vectores de movimiento de regiones respectivas de una imagen.

La invención se refiere además a un aparato de procesamiento de imágenes que comprende una unidad de corrección de vectores de movimiento de este tipo, a un método para corregir un campo de vectores de movimiento que comprende vectores de movimiento de regiones respectivas de una imagen y a un producto de programa informático que va a cargarse por una disposición informática, que comprende instrucciones para corregir un campo de vectores de movimiento que comprende vectores de movimiento de regiones respectivas de una imagen.

Un vector de movimiento de una región indica normalmente un sentido y una magnitud de movimiento de la región de una imagen a la siguiente o de la siguiente imagen a la previa en una secuencia de imágenes. Un campo de vectores de movimiento que comprende un conjunto de vectores de movimiento puede usarse para definir sustancialmente todos los movimientos en una imagen de entrada. El campo de vectores de movimiento es útil para predecir la siguiente imagen a partir de la imagen previa en una secuencia de imágenes que implican un movimiento de objetos en una escena, para por ejemplo una secuencia de vídeo. Cuando hay un movimiento de un objeto en primer plano, que está más próximo a la cámara frente a objetos de fondo, algunas regiones de los objetos de fondo están cubiertas y algunas otras regiones de los objetos de fondo no están cubiertas. Las regiones de cobertura y de no cobertura se denominan generalmente regiones de oclusión.

La estimación de un campo de vectores de movimiento mediante una unidad de estimación de movimiento diseñada para estimar vectores de movimiento basándose en comparar valores de píxel de pares de imágenes se conoce a partir del artículo “True-motion estimation with 3D-recursive Search Block Matching”, por G. de. Haan et. al en IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 3, n.º 5, octubre de 1993, páginas 368-379. Otras unidades de estimación de vectores de movimiento también son posibles. Una unidad de estimación de movimiento, que estima un movimiento entre dos imágenes consecutivas de una secuencia de vídeo no puede funcionar bien en regiones de oclusión, puesto que es habitual en estas regiones que algunas partes de información de fondo estén disponibles en alguna de las dos imágenes. Por tanto, un campo de vectores de movimiento estimado podría comprender vectores de movimiento erróneos provocados por regiones de cobertura y/o de no cobertura.

Estimar y asignar los vectores de movimiento correctos a regiones de oclusión, es decir corregir el campo de vectores de movimiento de una imagen, es un área de investigación activa. Asignación correcta de vectores de movimiento significa asignar el vector de movimiento del objeto de fondo a la región de cobertura en la imagen previa y asignar el vector de movimiento del objeto de fondo a la región de no cobertura en la siguiente imagen. Asignar el vector de movimiento del objeto en primer plano a la región de no cobertura en la imagen previa y asignar el vector de movimiento del objeto en primer plano a la región de cobertura en la siguiente imagen también se consideran como asignación correcta. Un vector de movimiento asignado erróneamente puede provocar artefactos tales como “efecto halo” en los márgenes de los objetos, cuando se predice una imagen siguiente a partir de la imagen previa o se interpola a partir de dos imágenes consecutivas para, por ejemplo, en conversión ascendente en el tiempo.

En la técnica anterior se conocen un método y una unidad para determinar los vectores de movimiento correctos en regiones de oclusión de una imagen actual eligiendo vectores de movimiento apropiados estimados de la imagen actual a la previa y de la actual a la siguiente. Una realización de un método de este tipo se describe en una solicitud de patente publicada con el número WO 03/067523. En esta solicitud de patente se describe un método para asignar un vector de movimiento estimado de la imagen actual a la previa para un área de cobertura en la imagen actual y asignar un vector de movimiento estimado de la imagen actual a la siguiente a un área de no cobertura en la imagen actual. Por consiguiente, se requieren tres imágenes consecutivas para asignar un vector de movimiento correcto a una región de oclusión de una imagen, lo que da como resultado una latencia mayor en comparación con una estimación y corrección de movimiento con dos imágenes consecutivas. Una latencia mayor no es deseable en algunas aplicaciones de consumo para, por ejemplo, televisión en la que el sonido tiene que ser sincrónico con el flujo de vídeo.

El documento “Motion compensating interpolation considering occluding, appearing and disappearing areas”, por P. Robert, Signal Processing of HDTV III, 1992 Elsevier Science Publishers B.V., describe un método para corregir un vector de movimiento en una región de oclusión usando interpolación a partir de vectores de movimiento del entorno.

Un objeto de la invención es proporcionar una unidad de corrección de vectores de movimiento tal como se menciona en el párrafo inicial con una latencia reducida en comparación con la unidad descrita en la técnica anterior.

Este objeto se consigue porque la unidad de corrección de vectores de movimiento comprende:

- un analizador dispuesto para analizar contenido de imagen de una región de oclusión y contenido de imagen de varias regiones de no oclusión en un entorno espacial de la región de oclusión de la imagen y obtener valores de propiedad de imagen respectivos de la región de oclusión y las regiones de no oclusión;

- un evaluador dispuesto para evaluar valores de similitud que se basan en un valor de propiedad de imagen de la región de oclusión y valores de propiedad de imagen adicionales de las regiones de no oclusión respectivas;

- un selector dispuesto para seleccionar una región de no oclusión particular a partir de las diversas regiones de no oclusión basándose en el valor de similitud correspondiente; y

- una unidad de sustitución de vector dispuesta para sustituir el vector de movimiento de la región de oclusión por el vector de movimiento de la región de no oclusión particular seleccionada.

La unidad de corrección de vectores de movimiento según la invención puede corregir un campo de vectores de movimiento estimado usando dos imágenes consecutivas. Corregir un vector de movimiento significa sustituir el vector de movimiento erróneo asignado previamente a la región de oclusión por el vector de movimiento correcto más probable. En otras palabras, corregir el campo de vectores de movimiento significa sustituir el vector de movimiento de la región de cobertura por el vector de movimiento del objeto de fondo en la imagen previa y sustituir el vector de movimiento de la región de no cobertura por el vector de movimiento del objeto de fondo en la imagen actual. En caso de que la región de cobertura se produzca en la imagen actual, tiene que asignarse el vector de movimiento del objeto en primer plano. Un campo de vectores de movimiento estimado con regiones de oclusión detectadas se pone a disposición en la entrada de la unidad de corrección de vectores de movimiento según la invención. El libro “Video processing for multimedia systems” por G. de. Haan, University Press Eindhoven, 2000, ISBN, 90-9014015-8, en el capítulo 4, describe métodos para la detección de regiones de oclusión y para la clasificación de cobertura/no cobertura que se usan preferiblemente. Sin embargo, también pueden emplearse otros métodos de estimación de campo de vectores de movimiento a partir de dos imágenes consecutivas, dados a conocer en la bibliografía.

Los vectores de movimiento que se calculan para una región de oclusión comprenden normalmente un vector de movimiento que corresponde al movimiento en primer plano, es decir el vector de movimiento en primer plano y un vector de movimiento que corresponde al movimiento del fondo, es decir el vector de movimiento de fondo. Sin embargo, no se conoce inicialmente qué vector de movimiento corresponde al objeto de fondo o al objeto en primer plano. La invención proporciona una solución a este problema proporcionando un analizador para analizar el contenido de imagen de una región de oclusión y de varias regiones de no oclusión en el entorno de la región de oclusión para extraer un valor de propiedad de imagen de cada región. Un evaluador calcula valores de similitud basándose... [Seguir leyendo]

1. Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento para corregir un campo (Mn) de vectores de movimiento que comprende vectores de movimiento de regiones respectivas de una imagen (102) , comprendiendo la unidad de corrección de vectores de movimiento:

- un analizador (210) dispuesto para analizar contenido de imagen de una región (R0) de oclusión y contenido de imagen de varias regiones (R1, R2) de no oclusión en un entorno espacial de la región de oclusión de la imagen

(102) y para obtener valores de propiedad de imagen respectivos de la región de oclusión (R) y las regiones (R1, R2) de no oclusión;

- un evaluador (220) dispuesto para evaluar valores de similitud que se basan en un valor de propiedad de imagen de la región (R0) de oclusión y valores de propiedad de imagen adicionales de las regiones (R1, R2) de no oclusión respectivas;

- un selector (230) dispuesto para seleccionar una región (R2) de no oclusión particular a partir de las diversas regiones (R1, R2) de no oclusión basándose en el valor de similitud correspondiente; y

- una unidad (240) de sustitución de vector dispuesta para sustituir el vector de movimiento de la región (R0) de oclusión por el vector de movimiento de la región (R2) de no oclusión particular seleccionada.

2. Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento según la reivindicación 1, en la que el analizador (210) está dispuesto para obtener un parámetro de textura como valor de propiedad de imagen.

3. Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento según la reivindicación 1, en la que el analizador (210) está dispuesto para obtener un parámetro de luminancia como valor de propiedad de imagen.

4. Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento según la reivindicación 1, en la que la unidad (200) de corrección de vectores de movimiento está dispuesta para localizar una de las diversas regiones (R1, R2) de no oclusión en el entorno espacial de la región (R0) de oclusión basándose en una combinación de un vector (V1) de movimiento de la región (R0) de oclusión y un vector (V2) de movimiento adicional de la región (R0) de oclusión para analizar, evaluar y seleccionar la región de no oclusión particular.

5. Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento según la reivindicación 1, en la que la unidad de corrección de vectores de movimiento está dispuesta para localizar una de las diversas regiones (R1, R2) de no oclusión en un entorno temporal que comprende la imagen (102) y una imagen (100) adicional, siendo la imagen

(102) y la imagen (100) adicional imágenes consecutivas de una secuencia de imágenes, basándose en un vector (-V1, -V2) de movimiento de la región (R0) de oclusión para analizar, evaluar y seleccionar la región de no oclusión particular.

6. Unidad (200) de corrección de vectores de movimiento según la reivindicación 1, en la que el evaluador (220) está dispuesto para evaluar valores de similitud adicionales que se basan en un segundo valor de propiedad de imagen de la región (R0) de oclusión y valores de propiedad de imagen correspondientes de las regiones (R1, R2) de no oclusión respectivas, basándose en una petición del selector (230) .

7. Aparato (500) de procesamiento de imágenes que comprende:

- un receptor (510) para recibir una señal que representa una secuencia de imágenes que comprende una imagen;

- un estimador (520) de movimiento para estimar un campo de vectores de movimiento de la imagen;

- un detector (530) de oclusión para detectar regiones de oclusión de la imagen;

- una unidad (540) de corrección de vectores de movimiento para corregir el campo de vectores de movimiento estimado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6; y

- una unidad (550) de procesamiento de imágenes con compensación de movimiento para compensar el movimiento de la imagen basándose en el campo de vectores de movimiento corregido.

8. Aparato (500) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 7, en el que la unidad (550) de procesamiento de imágenes con compensación de movimiento está dispuesta para desentrelazar la secuencia de imágenes recibida basándose en el campo de vectores de movimiento corregido.

9. Aparato (500) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 7, en el que la unidad (550) de procesamiento de imágenes con compensación de movimiento está dispuesta para convertir ascendentemente en el tiempo la secuencia de imágenes recibida basándose en el campo de vectores de movimiento corregido.

10. Aparato (500) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 7, en el que la unidad (550) de

procesamiento de imágenes con compensación de movimiento está dispuesta para convertir la secuencia de imágenes en una secuencia de imágenes en múltiples vistas basándose en el campo de vectores de movimiento corregido.

11. Aparato (500) de procesamiento de imágenes según la reivindicación 7, en el que la unidad (550) de procesamiento de imágenes con compensación de movimiento está dispuesta para reducir ruido en la secuencia de 10 imágenes recibida basándose en el campo de vectores de movimiento corregido.

12. Aparato (500) de procesamiento de imágenes según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, que comprende además un dispositivo de visualización para visualizar la imagen con compensación de movimiento.

13. Método (600) para corregir un campo de vectores de movimiento de una imagen que comprende vectores de movimiento de regiones respectivas de una imagen, comprendiendo el método:

- analizar (610) contenido de imagen de una región (R0) de oclusión y contenido de imagen de varias regiones (R1, R2) de no oclusión en un entorno espacial de la región (R0) de oclusión de la imagen (102) y obtener valores de propiedad de imagen respectivos de la región (R0) de oclusión y las regiones (R1, R2) de no oclusión;

- evaluar (620) valores de similitud que se basan en un valor de propiedad de imagen de la región (R0) de oclusión y valores de propiedad de imagen adicionales de las regiones (R1, R2) de no oclusión respectivas;

- seleccionar (630) una región (R2) de no oclusión particular a partir de las diversas regiones (R1, R2) de no oclusión basándose en el valor de similitud correspondiente; y

- sustituir (640) el vector de movimiento de la región (R0) de oclusión por el vector de movimiento de la región (R2) de no oclusión particular seleccionada.

14. Producto (700) de programa informático para ordenar a un ordenador que realice el método según la 25 reivindicación 13.