FR2907301A1 - Procede d'interpolation d'une image compensee en mouvement et dispositif pour la mise en oeuvre dudit procede - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une interpolation vidéo compensée en mouvement qui ne soit sensible aux erreurs dans l'estimation des vecteurs de mouvement. L'invention propose un procédé d'interpolation vidéo compensée en mouvement dans lequel l'étape d'interpolation varie selon l'amplitude et/ou un indice de confiance du vecteur de mouvement estimé pour le pixel considéré. On fait varier le nombre de pixels à prendre en compte pour l'interpolation et les facteurs de pondération associés à ces pixels en fonction de l'amplitude et/ou de l'indice de confiance du vecteur de mouvement estimé.
Description
PROCEDE D'INTERPOLATION D'UNE IMAGE COMPENSEE EN MOUVEMENT ET DISPOSITIF
POUR LA MISE EN OEUVRE DUDIT PROCEDE Domaine de l'invention L'invention se situe dans le domaine du traitement d'images ou de vidéo et plus particulièrement dans le domaine de l'interpolation d'images avec compensation de mouvement.
Arrière-plan technologique de l'invention De nombreux traitements vidéo font appel à la compensation de mouvement pour améliorer la qualité du traitement, par exemple dans le cas d'une interpolation vidéo, ou pour réduire les volumes de données, par exemple dans le cas d'une compression vidéo. La présente invention concerne plus particulièrement l'interpolation avec compensation de mouvement, appelée également interpolation vidéo compensée en mouvement. Une interpolation vidéo compensée en mouvement comporte généralement une étape d'estimation de mouvement suivie d'une étape d'interpolation. L'estimation de mouvement consiste à définir un vecteur de mouvement pour chacun des points de l'image à interpoler, laquelle image est positionnée temporellement entre deux images source. Classiquement, l'étape d'estimation de mouvement est effectuée en 2 étapes : une étape de prédiction et une étape de correction. L'étape de prédiction consiste à définir, pour chacun des pixels de l'image à interpoler, un vecteur de mouvement à partir de vecteurs de mouvement déjà calculés pour des pixels voisins et de la projection d'un vecteur de mouvement calculé pour l'image source précédente et passant par le pixel considéré. Les vecteurs de mouvement déjà calculés sont par exemple ceux des n pixels voisins de la ligne de pixels précédente. La prédiction consiste alors à sélectionner, parmi les n+1 vecteurs de mouvement pré-calculés, le vecteur de mouvement générant la plus petite valeur de DFD (pour Displacement Frame Difference en langue anglaise). L'étape de correction consiste ensuite à faire tourner autour de son axe le vecteur de mouvement sélectionné pour réduire encore, si possible, la DFD du pixel considéré.
2907301 2 L'étape d'interpolation, qui suit l'étape d'estimation, est dans la plupart des cas une interpolation bilinéaire. Dans le cas d'une image à interpoler Tint entre une image source précédente Ipréc et une image source courante Icour, le vecteur de mouvement défini précédemment pointe sur un 5 point image de chacune des images source, ce point image étant soit un pixel, soit un point situé entre 4 pixels. Dans le cas d'une interpolation dite "simple trame", l'interpolation bilinéaire consiste alors à affecter au pixel considéré P de l'image lint une valeur qui est une fonction bilinéaire f des valeurs des 4 pixels pointés dans l'une des images source (généralement, 10 l'image source courante) par le vecteur de mouvement estimé. Par exemple, Si V1, V2, V3 et V4 désignent les valeurs des 4 pixels à proximité du point image pointé par le vecteur de mouvement dans l'image source courante et Si a1, a2, a3 et a4 sont des facteurs de pondération représentatifs de la proximité desdits pixels avec le point image, la valeur affectée au pixel de ~4 4 15 l'image lint est lai . Vi /lai . Si le vecteur de mouvement pointe sur un ~i=1 i=1 pixel particulier parmi les 4 pixels, le facteur de pondération affecté aux 3 autres pixels est nul et la valeur affectée au pixel considéré est la valeur de ce pixel particulier. Dans le cas d'une interpolation dite "double trame", l'interpolation bilinéaire se fait de la même façon mais avec 8 pixels, à savoir 20 4 pixels de l'image source précédente et 4 pixels de l'image source courante. L'estimation de mouvement n'étant jamais sans erreur, ce type d'interpolation compensée en mouvement comporte des défauts visibles dans les zones d'image qui disparaissent ou apparaissent entre deux images sources successives car il n'y pas de mise en correspondance entre pixels 25 alors possible. Résumé de l'invention L'invention propose une nouvelle interpolation vidéo compensée en mouvement qui soit moins critique, notamment pour les zones 30 d'apparition ou de disparition d'objets, que celle définie précédemment. L'invention propose un procédé d'interpolation vidéo compensée en mouvement dans lequel l'étape d'interpolation proprement dite varie selon l'amplitude du vecteur de mouvement estimé et/ou un indice de confiance. On fait varier le nombre de pixels à prendre en compte pour l'interpolation et 2907301 3 les facteurs de pondération associés à ces pixels en fonction de l'amplitude et/ou de l'indice de confiance du vecteur de mouvement estimé. L'invention concerne donc un procédé d'interpolation d'au moins un pixel d'une image compensée en mouvement à partir des pixels d'au 5 moins deux images source, comprenant les étapes suivantes : - pour le pixel de l'image à interpoler, estimer un vecteur de mouvement à partir des images source, - déterminer une information représentative de l'estimation dudit vecteur, 10 sélectionner un motif d'interpolation pour le pixel de l'image à interpoler en fonction de ladite information représentative de l'estimation dudit vecteur, le motif d'interpolation identifiant des pixels dans au moins l'une des images source et associant à chacun des pixels identifiés un facteur de pondération, et 15 - interpoler le pixel de l'image à partir des pixels et des facteurs du motif d'interpolation sélectionné. L'information représentative de l'estimation du vecteur peut être soit l'amplitude du vecteur estimé, soit un indice de confiance se rapportant à l'estimation du vecteur, ou bien les deux.
20 Selon un mode de réalisation particulier, on ne prend en compte que l'amplitude du vecteur de mouvement estimé pour sélectionner le motif d'interpolation. Dans ce cas, on peut considérer plusieurs niveaux d'interpolation. Si l'amplitude du vecteur de mouvement estimé du pixel de l'image 25 à interpoler est inférieur ou égal à un premier seuil non nul, le motif d'interpolation comporte les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et le facteur de pondération affecté à chacun des pixels d'image source dépend de leur proximité au pixel à interpoler. Il s'agit alors d'une 30 interpolation simple trame. Dans le cas d'une interpolation double trame, le motif d'interpolation comporte les n pixels de chacune des images source les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et le facteur de pondération affecté à chacun des pixels d'image source dépend de leur proximité au pixel à interpoler et de la position 35 temporelle de l'image à interpoler par rapport aux deux images source. Si le vecteur de mouvement estimé d'un pixel de l'image à interpoler est supérieur au premier seuil, le motif d'interpolation comporte, 2907301 4 dans le cas d'une interpolation simple trame, les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et les facteurs de pondération affectés aux pixels d'image source sont tous égaux. Dans le cas d'une interpolation double 5 trame, le motif d'interpolation comporte les n pixels les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler dans chacune des images source, n étant supérieur ou égal à 2, et le facteur de pondération affecté à chacun des pixels d'image source dépend de leur proximité au pixel à interpoler et de la position temporelle de la image à interpoler par rapport aux deux images 10 source. Le nombre n de pixels augmente avantageusement avec l'amplitude du vecteur estimé. Selon un autre mode de réalisation particulier, on ne prend en compte qu'un indice de confiance se rapportant au vecteur de mouvement 15 estimé pour sélectionner le motif d'interpolation. Cet indice de confiance dépend par exemple de la variance des vecteurs de mouvement dans une fenêtre de m x m pixels englobant le pixel à interpoler. Dans ce cas, on peut également considérer plusieurs niveaux d'interpolation. Si l'indice de confiance du vecteur de mouvement du pixel de 20 l'image à interpoler est supérieur à un premier seuil de confiance, le motif d'interpolation comporte, dans le cas d'une interpolation simple trame, les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et le facteur de pondération affecté à chacun des pixels d'image source dépend de leur proximité au pixel 25 à interpoler. Dans le cas d'une interpolation double trame, le motif d'interpolation comporte les n pixels de chacune des images source les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et le facteur de pondération affecté à chacun des pixels d'image source dépend de leur proximité au pixel à interpoler et de la position temporelle de 30 la image à interpoler par rapport aux deux images source. Si l'indice de confiance du vecteur de mouvement du pixel de l'image à interpoler est inférieur ou égal au premier seuil de confiance, le motif d'interpolation comporte, dans le cas d'une interpolation simple trame, les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position 35 spatiale du pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et les facteurs de pondération affectés aux pixels d'image source sont égaux. Dans le cas d'une interpolation double trame, le motif d'interpolation comporte les n pixels 2907301 5 les plus proches de la position spatiale du pixel à interpoler dans chacune des images source, n étant supérieur ou égal à 2, et le facteur de pondération affecté à chacun des pixels d'image source dépend de leur proximité au pixel à interpoler et de la position temporelle de la image à 5 interpoler par rapport aux deux images source. Le nombre n de pixels diminue avantageusement avec la valeur de l'indice de confiance du vecteur estimé. Selon un autre mode de réalisation particulier, on prend en compte l'amplitude du vecteur et l'indice de confiance se rapportant au 10 vecteur pour sélectionner le motif d'interpolation. Enfin, l'invention concerne également un dispositif d'interpolation d'au moins un pixel d'une image compensée en mouvement à partir d'au moins deux images source, comprenant : 15 - une mémoire pour stocker les images source; - un estimateur de mouvement pour estimer, pour le pixel de l'image à interpoler, un vecteur de mouvement à partir des images source, - un circuit de détermination pour déterminer une information représentative de l'estimation dudit vecteur, et 20 - un circuit d'interpolation pour sélectionner un motif d'interpolation pour le pixel de l'image à interpoler en fonction de ladite information représentative de l'estimation dudit vecteur, le motif d'interpolation identifiant des pixels dans au moins l'une des images source et associant à chacun des pixels identifiés un facteur de pondération et interpoler le pixel à partir des 25 pixels et des facteurs du motif d'interpolation sélectionné. Liste des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui 30 va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est un organigramme représentant les étapes du procédé de l'invention dans un premier mode de réalisation basé sur l'amplitude du vecteur de mouvement estimé; 35 - la figure 2 est un schéma montrant différents motifs d'interpolation à appliquer en fonction de l'amplitude du vecteur de mouvement estimé; 2907301 6 - la figure 3 illustre plus particulièrement l'interpolation dans le cas où le vecteur de mouvement estimé est inférieur à un seuil SA1; - la figure 4 illustre plus particulièrement l'interpolation dans le cas où le vecteur de mouvement estimé est compris entre le seuil SA1 et un 5 seuil SA2; - la figure 5 illustre plus particulièrement l'interpolation dans le cas où le vecteur de mouvement estimé est supérieur au seuil SA2; - la figure 6 est un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé de la figure 1; 10 - la figure 7 est un organigramme représentant les étapes du procédé de l'invention dans un second mode de réalisation basé sur un indice de confiance de mouvement estimé; - la figure 8 est un schéma montrant différents motifs d'interpolation à appliquer en fonction d'un indice de confiance du vecteur de 15 mouvement estimé; - la figure 9 est un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé de la figure 7, - la figure 10 est un organigramme représentant les étapes du procédé de l'invention dans un troisième mode de réalisation basé sur 20 l'amplitude et un indice de confiance du vecteur de mouvement estimé; - la figure 11 est un schéma montrant différents motifs d'interpolation à appliquer en fonction de l'amplitude et d'un indice de confiance du vecteur de mouvement estimé; -la figure 12 est un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé 25 de la figure 10. Description détaillée de l'invention Comme indiqué précédemment, le principe de l'invention est de faire varier le motif d'interpolation, c'est-à-dire le nombre de pixels sur 30 lesquels est basée l'interpolation et/ou les facteurs de pondération associés, en fonction de l'amplitude du vecteur de mouvement estimé pour le pixel considéré et/ou d'un indice de confiance associé au vecteur de mouvement estimé. Trois modes de réalisation sont décrits ci-après: un premier mode 35 de réalisation basé uniquement sur l'amplitude du vecteur de mouvement estimé, un deuxième mode de réalisation basé uniquement sur un indice de 2907301 7 confiance du vecteur de mouvement estimé et un troisième mode de réalisation combinant les deux modes précités. La figure 1 est un organigramme montrant les étapes du premier 5 mode de réalisation du procédé de l'invention. Il comprend : - une étape 100 d'estimation de mouvement pour estimer un vecteur de mouvement (Vx,Vy) pour chaque pixel de l'image à interpoler, - une étape 110 pour déterminer l'amplitude A du vecteur de mouvement estimé (A =1 jVx2 + Vy2 ), 10 - une étape 120 de sélection d'un motif d'interpolation pour chaque pixel de l'image à interpoler en fonction de l'amplitude du vecteur de mouvement estimé pour ce pixel, - une étape d'interpolation 130 pour générer une image interpolée en utilisant, pour chaque pixel de cette image, le motif d'interpolation 15 sélectionné pour ce pixel. La figure 2 illustre plus particulièrement l'étape d'interpolation 130 et montre différents types d'interpolation (interpolation bilinéaire, interpolation par moyennage) et différents motifs à appliquer en fonction de l'amplitude du vecteur de mouvement estimé. On peut noter que le sens du vecteur de 20 mouvement (vecteur de mouvement positif ou négatif) n'intervient pas dans le choix de l'interpolation. Dans ce mode de réalisation, on utilise des interpolations bilinéaires ou par moyennage basées sur une pluralité de pixels voisins. Pour chacun de ces types d'interpolation, plus l'amplitude du vecteur de mouvement estimé est élevée, plus le nombre de pixels du motif 25 d'interpolation augmente. Si l'amplitude du vecteur de mouvement est inférieure ou égale à un premier seuil SA1, le mouvement est considéré comme faible. Le seuil SA1 est par exemple fixé à 2 pixels (par trame). L'interpolation est alors par exemple une interpolation bilinéaire basée sur 4 pixels, ces 4 pixels étant les 30 pixels voisins du pixel considéré dans les images source. On entend par pixels voisins les pixels d'image source dont les coordonnées spatiales sont proches de celles du pixel considéré de l'image à interpoler. Dans le cas d'une interpolation simple trame, seuls les 4 pixels voisins de l'une des images source sont utilisés. Ce cas est illustré par la figure 3. Les 4 pixels 35 voisins sont notés P1, P2, P3 et P4, les valeurs vidéo associées à ces 4 pixels sont désignés par V1, V2, V3 et V4 et les facteurs de pondération associés sont notés a1, a2, a3 et a4. La valeur du facteur a; est fonction de la distance 2907301 8 séparant le pixel associé P; et le pixel à interpoler. Dans l'exemple de la figure 3, le pixel P1 est le plus proche du pixel à interpoler et son facteur, a1, est donc le plus élevé. Le pixel P4 est le plus éloigné du pixel à interpoler et son facteur, a4, est donc le plus faible. La valeur affectée au pixel à interpoler ~4 4 5 est alors égale à lai . Vi /lai . Bien entendu et, comme indiqué ~i=1 i=1 précédemment, si le vecteur de mouvement pointe sur un pixel particulier parmi les 4 pixels, le facteur de pondération affecté aux 3 autres pixels est nul. Dans le cas d'une interpolation double trame, l'interpolation bilinéaire se fait sur les 4 pixels voisins de l'image source précédente et les 4 pixels de 10 l'image source courante. Si V1, V2, V3 et V4 désignent les valeurs des 4 pixels voisins de l'image source courante et a1, a2, a3 et a4 désignent les facteurs de pondération associés et si V'1, V'2, V'3 et V'4 désignent les valeurs des 4 pixels voisins de l'image source précédente et a'1, a'2, a'3 et a'4 désignent les facteurs de pondération associés, la valeur affectée au pixel à interpoler est //4 /4 //4 /4 15 alors égale à8• lai .Vi / lai +(1-1:3). la'i•V'i / j~i=1 cette formule, R est un facteur qui dépend de la position temporelle de l'image à interpoler par rapport aux images sources. Si l'image à interpoler est positionnée temporellement à mi-distance entre les images source, 8=1/2. Si l'image à interpoler est plus de l'image source courante que de 20 l'image source précédente, R est supérieur à 1/2. Si l'amplitude du vecteur de mouvement estimé pour un pixel donné est nulle, le vecteur de mouvement pointe alors sur le pixel de mêmes coordonnées spatiales dans l'une et l'autre des images sources précédente et courante. L'interpolation bilinéaire revient à recopier la valeur du pixel 25 correspondant, c'est-à-dire de mêmes coordonnées spatiales, de l'une des images sources précédente ou courante. Il est noter que, si les images source précédente et courante sont des images progressives obtenues par désentrelacement d'une séquence vidéo entrelacée, il se peut que les valeurs des pixels qui devraient être égales (parce que reliées par un vecteur 30 de mouvement nul) ne le soient pas. Dans ce cas, on peut quand même recopier l'une ou l'autre des valeurs des pixels pointés par le vecteur de mouvement ou éventuellement faire la moyenne. Si l'amplitude du vecteur de mouvement est supérieure au seuil SA1 et inférieure ou égale à un deuxième seuil SA2 supérieur à SA1, le Dans 2907301 9 mouvement est considéré comme moyen. Le seuil SA2 est par exemple fixé à 6 pixels (par trame). L'interpolation est alors une étape de moyennage basée sur les 4 pixels voisins P1, P2, P3 et P4 du pixel considéré dans les images source. Ce cas est illustré par la figure 4. Les facteurs de 5 pondération des 4 pixels voisins sont égaux (a1=a2=a3=a4=a). Dans le cas d'une interpolation simple trame, la valeur affectée au pixel à interpoler est ~4 4 /4 alors égale à la; .V; /la; = lV; /4. Dans le cas d'une interpolation ~i=1 i=1 ~i=1 double trame avec (a'1=a'2=a'3=a'4=a'), la valeur affectée au pixel à interpoler est alors égale à //4 /4 la; • V; / la; +(1-R) ~i=1 / 4 /4 R• IV; +(1-R).
1V'; /4 ~i=1 ~i=1 Enfin, si l'amplitude du vecteur de mouvement est supérieure au seuil SA2, le mouvement est considéré comme élevé. L'interpolation est alors une étape de moyennage basée sur 8 pixels voisins, par exemple ceux montrés à la figure 5. Les facteurs de pondération de ces 8 pixels voisins 15 sont égaux (=a). Dans le cas d'une interpolation simple trame, la valeur 8 Vi /8. Dans le cas d'une ~i=1 interpolation double trame, la valeur affectée au pixel à interpoler est alors /8 8 égale à R. lm +(1-8). ~i=1 ~i=1 La figure 6 représente un dispositif apte à mettre en oeuvre le 20 procédé décrit précédemment. Ce dispositif comprend au moins deux mémoires d'image 200 aptes à mémoriser chacune une image source, à savoir l'image source courante et l'image source précédente, un estimateur de mouvement 210 pour déterminer un vecteur de mouvement (Vx,Vy) pour chacun des pixels de l'image à interpoler à partir de l'image source courante 25 à l'entrée du dispositif et de l'image source précédente stockée dans une des mémoires d'image 200, un circuit 220 pour déterminer l'amplitude A des vecteurs de mouvement estimés provenant de l'estimateur 210 et un interpolateur 230 pour générer l'image interpolée à partir des images source courante et précédente stockées dans les mémoires d'image 200 et des R. 10 //4 /4 la i.v i / lai ~~i=1 ~i=1 i affectée au pixel à interpoler est alors égale à 2907301 10 amplitudes A déterminées par le circuit 220. L'interpolateur 230 compare, pour chaque pixel à interpoler, l'amplitude A du vecteur de mouvement estimé pour ce pixel aux seuils SA1 et SA2 et à la valeur nulle et applique ensuite le motif d'interpolation approprié.
5 La figure 7 est un organigramme montrant les étapes du second mode de réalisation du procédé de l'invention. Il comprend : - une étape 300 d'estimation de mouvement pour estimer un vecteur de mouvement (Vx,Vy) pour chaque pixel de l'image à interpoler, 10 - une étape 310 pour déterminer un indice de confiance C pour les vecteurs de mouvement estimés, et - une étape 320 de sélection d'un motif d'interpolation pour chaque pixel de l'image à interpoler en fonction de l'indice de confiance du vecteur de mouvement estimé, et 15 -une étape d'interpolation 330 pour générer une image interpolée en utilisant, pour chaque pixel de cette image, le motif d'interpolation sélectionné pour ce pixel. Dans ce mode de réalisation, plus cet indice de confiance est faible, plus le nombre de pixels utilisé par le motif d'interpolation est élevé.
20 En effet, on peut apporter plus de flou dans l'image interpolée lorsque l'on a peu confiance en la valeur du vecteur de mouvement estimé. Cet indice de confiance est déterminé par exemple en analysant la dispersion de la valeur des vecteurs de mouvement dans une zone d'image englobant le pixel considéré. Plus les valeurs des vecteurs de mouvement dans cette zone sont 25 dispersées, plus l'indice de confiance associé au pixel considéré est faible. L'indice de confiance C est par exemple inversement proportionnel à la variance des vecteurs de mouvements dans une fenêtre de 5x5 pixels 5,5 1.J(VX33 ùVXi,j)2ù(VY3,3 ùVYij)2 englobant le pixel considéré : C i û ' " ' Le deuxième terme de l'équation est normalisé pour être compris entre 0 et 30 1. Le pixel de coordonnées (3,3) désigne le pixel courant. Vx;,i et Vy;,i désignent respectivement les composantes horizontale et verticale du vecteur de mouvement du pixel (i,j). Vxmax et Vymax désignent les composantes maximales horizontale et verticale des vecteurs de 24\1(2. Vxmax )2 +(2. VYmax )2 2907301 11 mouvement. Dans le cas d'un codage sur 8 bits de chacune de ces composantes, VXmax = VXmax = 255. La figure 8 illustre plus particulièrement l'étape d'interpolation 330 et montre des exemples d'interpolation à appliquer en fonction de la valeur 5 de l'indice de confiance associé au vecteur de mouvement estimé. Si la valeur de l'indice de confiance est inférieure ou égale à un premier seuil SC1, l'indice de confiance est considéré comme faible. L'interpolation est alors par exemple une interpolation par moyennage basée sur 8 pixels, ces 8 pixels étant les pixels voisins du pixel considéré dans les 10 images source. Dans le cas d'une interpolation simple trame, seuls les 8 pixels voisins de l'une des images source sont utilisés. Si on réutilise les notations définies pour le premier mode de réalisation en regard des figures 2 à 5, la valeur affectée au pixel à interpoler est alors égale à 8 8 8 la.Vi /la= IVi /8. Dans le cas d'une interpolation double trame, ~i=1 i=1 ~i=1 15 l'interpolation se fait sur les 8 pixels voisins de l'image source précédente et les 8 pixels de l'image source courante. La valeur affectée au pixel à interpoler est alors égale à • 8 8 (3• IVi +(1-R).
1V'i /8. • ~i=1 ~i=1 Si la valeur de l'indice de confiance est supérieure au seuil SC1 et 20 inférieure ou égale à un deuxième seuil SC2 supérieur à SC1, l'indice de confiance est considéré comme moyen. L'interpolation est alors par exemple une interpolation par moyennage basée sur 4 pixels, ces 4 pixels voisins du pixel considéré dans les images source. Dans le cas d'une interpolation simple trame, seuls les 4 pixels voisins de l'une des images source sont 25 utilisés. Si on réutilise les notations définies pour le premier mode de réalisation en regard des figures 2 à 5, la valeur affectée au pixel à interpoler ~4 4 /4 est alors égale à la • Vi /la = IVi /4. Dans le cas d'une interpolation ~i=1 i=1 ~i=1 double trame, l'interpolation se fait sur les 4 pixels voisins de l'image source précédente et les 4 pixels de l'image source courante. La valeur affectée au 30 pixel à interpoler est alors égale à • ~4 /4 (3• IVi +(1-R).
1V'i /4. • ~i=1 ~i=1 2907301 12 Enfin, si la valeur de l'indice de confiance est supérieure au seuil SC2, l'indice de confiance est considéré comme fort. L'interpolation est alors par exemple une interpolation bilinéaire basée sur 4 pixels, ces 4 pixels étant les pixels voisins du pixel considéré dans les images source. Dans le cas 5 d'une interpolation simple trame, seuls les 4 pixels voisins de l'une des images source sont utilisés. Si on reprend les notations définies pour le premier mode de réalisation en regard des figures 2 à 5, la valeur affectée au ~4 4 pixel à interpoler est alors égale à lai . Vi /lai . Dans le cas d'une ~i=1 i=1 interpolation double trame, l'interpolation bilinéaire se fait sur les 4 pixels 10 voisins de l'image source précédente et les 4 pixels de l'image source courante. La valeur affectée au pixel à interpoler est alors égale à ~4 ~i=1 La figure 9 représente un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment. Ce dispositif comprend au moins deux 15 mémoires d'image 400 aptes à mémoriser chacune une image source, à savoir l'image source courante et l'image source précédente, un estimateur de mouvement 410 pour déterminer un vecteur de mouvement pour chacun des pixels de l'image à interpoler à partir de l'image source courante à l'entrée du dispositif et de l'image source précédente stockée dans une des 20 mémoires d'image 400, un circuit 420 pour déterminer un indice de confiance C pour chacun des vecteurs de mouvement estimés provenant de l'estimateur 410 et un interpolateur 430 pour générer l'image interpolée à partir des images source courante et précédente stockées dans les mémoires d'image 400 et des indices de confiance C déterminés par le 25 circuit 420. L'interpolateur 430 compare, pour chaque pixel à interpoler, l'indice de confiance C du vecteur de mouvement estimé pour ce pixel aux seuils SC1 et SC2 et applique ensuite le motif d'interpolation approprié. La figure 10 est un organigramme montrant les étapes d'un mode de réalisation du procédé de l'invention dans lequel le motif d'interpolation 30 est sélectionné en fonction de l'amplitude A et de l'indice de confiance C du vecteur de mouvement estimé. Il comprend : - une étape 500 d'estimation de mouvement pour estimer un vecteur de mouvement (Vx,Vy) pour chaque pixel de l'image à interpoler, ~4 //4 +(1-R). la'i•V'i i=1 i=1 / 2907301 13 - une étape 510 pour déterminer, pour chacun des vecteurs de mouvement estimés, son amplitude A (A = .IVx2 + Vy2) et un indice de confiance C (qui est par exemple la variance des vecteurs de mouvement dans une fenêtre de pixels englobant le pixel considéré comme décrit pour le 5 deuxième mode de réalisation), et - une étape 520 de sélection d'un motif d'interpolation pour chaque pixel de l'image à interpoler en fonction de l'amplitude et de l'indice de confiance du vecteur de mouvement estimé, et - une étape d'interpolation 530 pourgénérer une image interpolée 10 en utilisant, pour chaque pixel de cette image, le motif d'interpolation sélectionné pour ce pixel. Pour l'étape d'interpolation 530, on calcule par exemple une valeur, appelée par exemple amplitude modifiée et notée Amod, en fonction de laquelle un motif d'interpolation est sélectionné. Amod est par exemple égal à 15 Amod = A x (1-C). L'interpolation à appliquer en fonction de Amod est par exemple illustrée par la figure 10. Si Amod est inférieure ou égale à un premier seuil SA'1, l'interpolation appliquée est une interpolation bilinéaire basée sur les 4 pixels voisins du pixel considéré dans l'une ou les deux images source. Si Amod est supérieure au seuil SA'l mais inférieure ou égale 20 à un seuil SA'2 supérieur à SA1, l'interpolation est une étape de moyennage basée sur les 4 pixels voisins du pixel considéré dans l'une ou les deux images source. Enfin, si Amod est supérieure au seuil SA2, l'interpolation est une étape de moyennage basée sur un plus grand nombre de pixels voisins, par exemple 8 pixels.
25 La figure 11 représente un dispositif apte à mettre en oeuvre le procédé illustré par la figure 9. Ce dispositif comprend au moins deux mémoires d'image 600 aptes à mémoriser chacune une image source, à savoir l'image source courante et l'image source précédente, un estimateur de mouvement 610 pour déterminer un vecteur de mouvement (Vx,Vy) pour 30 chacun des pixels de l'image à interpoler à partir de l'image source courante à l'entrée du dispositif et de l'image source précédente stockée dans une des mémoires d'image 600, un circuit 620 pour déterminer l'amplitude A et l'indice de confiance C des vecteurs de mouvement estimés provenant de l'estimateur 610 et un interpolateur 630 pour générer l'image interpolée à 35 partir des images source courante et précédente stockées dans les mémoires d'image 600 et des amplitudes A et des indices de confiance C déterminés par le circuit 620.
2907301 14 Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment. L'homme du métier pourra notamment prévoir d'utiliser des types d'interpolation et des motifs d'interpolation autres que 5 ceux présentés ici, utilisant un nombre de pixels différents ou des facteurs de pondération différents.
Claims (16)
1) Procédé d'interpolation d'au moins un pixel d'une image 5 compensée en mouvement à partir d'au moins deux images source, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - pour ledit pixel de l'image à interpoler, estimer (100;300;500) un vecteur de mouvement à partir desdites images source, - déterminer (110;310;510) au moins une information 10 représentative de l'estimation dudit vecteur, sélectionner (120;320;520) un motif d'interpolation pour ledit pixel de l'image à interpoler en fonction de ladite information représentative de l'estimation dudit vecteur, ledit motif d'interpolation identifiant des pixels dans au moins l'une desdites images source et associant à chacun desdits pixels 15 identifiés un facteur de pondération (a;), et -interpoler (130;330;
530) ledit pixel de l'image à partir des pixels et des facteurs du motif d'interpolation sélectionné.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite 20 information représentative de l'estimation dudit vecteur est l'amplitude (A) dudit vecteur estimé.
3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, si l'amplitude du vecteur de mouvement estimé du pixel de l'image à interpoler 25 est inférieur ou égal à un premier seuil non nul (SA1), le motif d'interpolation comporte les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale dudit pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que le facteur de pondération affecté à chacun desdits pixels d'image source dépend de leur proximité audit pixel à interpoler. 30
4) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, si le vecteur de mouvement estimé dudit pixel de l'image à interpoler est inférieur ou égal à un premier seuil non nul (SA1), le motif d'interpolation comporte les n pixels de chacune des images source les plus proches de la position 35 spatiale dudit pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que le facteur de pondération affecté à chacun desdits pixels d'image source 2907301 16 dépend de leur proximité audit pixel à interpoler et de la position temporelle de ladite image à interpoler par rapport aux deux images source.
5) Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, si le vecteur de mouvement estimé d'un pixel de l'image à interpoler est supérieur audit premier seuil (SA1), le motif d'interpolation comporte les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale dudit pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que les facteurs de pondération affectés auxdits pixels d'image source sont égaux.
6) Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, si le vecteur de mouvement estimé d'un pixel de l'image à interpoler est supérieur audit premier seuil (SA1), le motif d'interpolation comporte les n pixels les plus proches de la position spatiale dudit pixel à interpoler dans chacune des images source, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que le facteur de pondération affecté à chacun desdits pixels d'image source dépend de leur proximité audit pixel à interpoler et de la position temporelle de ladite image à interpoler par rapport aux deux images source.
7) Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le nombre n de pixels augmente avec l'amplitude du vecteur estimé.
8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite information représentative de l'estimation dudit vecteur est un indice de confiance (C) se rapportant à l'estimation dudit vecteur.
9) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, si l'indice de confiance du vecteur de mouvement dudit pixel de l'image à interpoler est supérieur à un premier seuil de confiance (SC2), le motif d'interpolation comporte les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale dudit pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que le facteur de pondération affecté à chacun desdits pixels d'image source dépend de leur proximité audit pixel à interpoler.
10) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, si l'indice de confiance du vecteur de mouvement dudit pixel de l'image à interpoler est supérieur à un premier seuil de confiance (SC2), le motif 2907301 17 d'interpolation comporte les n pixels de chacune des images source les plus proches de la position spatiale dudit pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que le facteur de pondération affecté à chacun desdits pixels d'image source dépend de leur proximité audit pixel à interpoler et de 5 la position temporelle de ladite image à interpoler par rapport aux deux images source.
11) Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que, si l'indice de confiance du vecteur de mouvement dudit pixel de l'image à 10 interpoler est inférieur ou égal audit premier seuil de confiance (SC2), le motif d'interpolation comporte les n pixels de l'une des images source les plus proches de la position spatiale dudit pixel à interpoler, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que les facteurs de pondération affectés auxdits pixels d'image source sont égaux. 15
12) Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que, si l'indice de confiance du vecteur de mouvement dudit pixel de l'image à interpoler est inférieur ou égal audit premier seuil de confiance (SC2), le motif d'interpolation comporte les n pixels les plus proches de la position 20 spatiale dudit pixel à interpoler dans chacune des images source, n étant supérieur ou égal à 2, et en ce que le facteur de pondération affecté à chacun desdits pixels d'image source dépend de leur proximité audit pixel à interpoler et de la position temporelle de ladite image à interpoler par rapport aux deux images source. 25
13) Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le nombre n de pixels diminue avec la valeur de l'indice de confiance du vecteur estimé. 30
14) Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que l'indice de confiance se rapportant à l'estimation d'un vecteur de mouvement pour un pixel à interpoler dépend de la variance des vecteurs de mouvement dans une fenêtre de m x m pixels englobant ledit pixel. 35
15) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une information représentative de l'estimation dudit vecteur est 2907301 18 l'amplitude (A) dudit vecteur estimé et un indice de confiance se rapportant à l'estimation dudit vecteur.
16) Dispositif d'interpolation d'au moins un pixel d'une image 5 compensée en mouvement à partir d'au moins deux images source, caractérisé en qu'il comprend : - une mémoire (200;400;600) pour stocker lesdites images source; - un estimateur de mouvement (210;410;610) pour estimer, pour ledit pixel de l'image à interpoler, un vecteur de mouvement à partir desdites 10 images source, - un circuit de détermination (220;420;620) pour déterminer au moins une information représentative de l'estimation dudit vecteur, et - un circuit d'interpolation (230;430;630) pour sélectionner un motif d'interpolation pour ledit pixel de l'image à interpoler en fonction de ladite 15 information représentative de l'estimation dudit vecteur, ledit motif d'interpolation identifiant des pixels dans au moins l'une desdites images source et associant à chacun desdits pixels identifiés un facteur de pondération (a;) et interpoler ledit pixel à partir des pixels et des facteurs du motif d'interpolation sélectionné. 20
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