帧频提升技术不仅可以用于消除液晶显示器的固有残影和拖尾现象,而且在视频格式转换、低比特率视频编码以及3D技术等领域都有重要意义,近年来得到高速发展和应用。简单的帧频提升算法有帧重复、帧平均等,由于只是前后两帧的线性组合而未考虑场景运动,所以内插效果较差,基于运动估计/运动补偿的帧频提升算法充分考虑图像像素点的运动轨迹,并做出相应的运动补偿从而大大提高内插图像质量,因此被广泛采用。本论文的研究目的是通过对帧频提升算法中运动估计、运动矢量校正和运动补偿算法的研究,改善内插帧效果,提高倍频视频序列的图像质量,为帧频提升技术在视频处理领域的应用提供理论和技术支撑。论文旨在获取高质量内插帧的同时,也注意增强算法的适用性,以便于实现。论文首先介绍了基于运动估计/运动补偿的帧频提升的理论基础和经典算法,然后在此基础上重点研究了运动估计、运动矢量校正与运动补偿技术在帧频提升中的应用以及帧频提升系统的实现。论文主要研究成果如下:①为提高估计运动矢量的可靠性,提出了一种基于双重准则的分级运动估计算法。选择双向运动估计以避免单向运动估计的重叠和空洞问题;利用SAD和匹配置信度的双重匹配准则,在保证较低运算量的前提下改善块匹配的准确性;同时针对块内目标运动不一致的情况,通过分级运动估计精确块运动矢量。②为保证内插图像质量,提出了一种基于三维1-norm矢量中值滤波的运动矢量校正算法和结合高低相关区域划分的运动补偿算法。三维1-norm矢量中值滤波算法以有效的方式去除奇异运动矢量,避免出现过平滑现象;结合高低相关的运动补偿算法对图像中的高相关区域进行均值补偿,低相关区域进行重叠块运动补偿,减少块效应。③针对提出的帧频提升算法在软件平台上实现整个帧频提升系统,并设计开发一款帧频提升对比软件,实现两个视频序列同时对比播放功能,用于展示帧频提升算法的视频处理效果。论文力求在研究方法上有所突破,以上研究成果经过实验结果分析对比证明了本文算法的有效性。