動作補償解交錯之設定

本節說明動作計估計解交錯的相關參數設定，包含了重疊區塊動作估計比對，搜尋 範圍與宏塊設定，與使用圖場內插的動作估計等，都是可提昇移動向量的準確性。

(1) 重疊區塊動作估計

為使移動向量更精確一致，許多動作估計都會加入簡單且有效的重疊區塊動作估計 比對(Overlap Block Motion Estimation, OBME)，它可以有效的比對到較均勻的移動向 量，提高比對的準確度。因為動作估計在比對的時候，如果影像的移動是一致的，會有 利動作的判斷。但比對的方式不是很準確，導致移動向量會出現的誤差，就要額外的處 理並判斷影像的移動，例如平滑移動向量處理，或平均移動向量等。除可避免不必要的 問題產生，使用OBME 還可增加移動向量的準確性與一致性。

(2)搜尋範圍與宏塊設定

為了有比較好的影像品質，在多數的研究中，解交錯的動作估計，通常優先考慮使 用完全搜尋，由於快速搜尋法比對的移動向量不是很準確或是很一致的話，將會使得動 作估計失去其價值，也會將其比對的結果不準確而影響後續的判斷。為求一致的比對結 果，本文採取完全搜尋來比對所要的移動向量。

比對準則以差異絕對值總和(SAD)來計算差異的總量，來得到最小差異的方塊。SAD 關係式表示(2.12)。在影像的比對法則中 SAD 與 MAD 的計算，其計算複雜度比較簡單，

但如果是MSE(Mean Square Error)的話，其計算的複雜度會因為 MSE 需要計算到差異平 方而增加許多。由於SAD 只需對差異的絕對值做加總的運算，運算量是比對法中最少 的，也有其準確性，所以直接採用SAD 的比對的方法。

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另外由圖 29 的比較得知，16x16、16x8、8x8 以下的宏塊(Macro Block, MB)其 MSE 會比較平均，所以本文使用16x8 在宏塊在動作比對中。因為宏塊的設定除了得依據影 像尺寸來決定外，搜尋範圍的大小與準確度亦有很密切的關係。動作補償中，需要準確 的移動向量做補償，因此宏塊大小也會影響到效能表現。小宏塊會不容易找到正確的移 動向量，但比對的宏塊要是太大，其計算會比較複雜，太大的宏塊也會使邊緣的影像變 的不連續，所以決定比對宏塊要適合比對的影像，其補償的畫質才會比較好。

Macro Block Compare

23 25 28

169

151 164 222

189 197 200 251

858

8×8 16×8 16×16 32×16

Block Size

MSE

Mobile Stefan Foreman

圖 29 宏塊大小之效能比較

搜尋範圍(Search Range, SR)也會與宏塊大小與影像內容有關，所以為了搭配宏塊大 小來搜尋移動向量，本文設定搜尋範圍為[-16,+15]，因為±16 的搜尋範圍已經是超出宏 塊的水平大小，通常影像如果快速移動速度超出一個宏塊，代表影像內容也會是移動快 速的，可能會是較模糊的影像，而超出一個宏塊的移動向量，其影像內容變化也很大，

直接補償到現在的畫面效果也不一定很好。以CIF 來說水平大小為 352 個像素，宏塊的 水平方向大小有16 點，是整個 CIF 影像的 1/22，如果加上移動搜尋區域蘭說，通常超 過的這範圍的影像代表移動很快，移動快的物體通常也會是較模糊的影像。所以本文設 定搜尋範圍為[-16,+15]的大小在 CIF 的影像上。所以目前的 CIF 的影像，所以先以較小 的區塊比對進行研究。

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(3)圖場差異的動作估計改進

為解決而奇偶圖場差異，在K. Sugiyama 與 H. Nakamura [5]的研究中，就有使用了 半像素(Sub-Pixel)做動作估計。A.J. Patti 等人的研究中[18]也是相同。另外在 O. Kwon[19]

的研究中亦有使用1/4 像素內插(Quad-Pixel))的畫面做動作估計的比較，使用了子像素 內插的動作估計取代圖場的差異，即現在圖場的原始影像，比對前一個圖場線性內插的 影像，如果比對的移動向量是零，就可以把前一個場的資料直接補償到現在的圖場內，

如圖 30 之動作補償。這是因為子像素內插得到的像素，其位置對應上的就沒有奇偶圖 場的差異，又可得到準確的移動向量，不會因為圖場不同而有會有比對的移動向量誤 差。可解決圖場不同的問題。所以本文所提的雙圖場影像下，動作估計比對預內插的像 素來比對，可解決極性不同的問題，亦可以得到較準確的移動向量。

圖 30 子像素圖場差比對法

(4)圖場轉換

由於單方向的動作估計在圖場轉換(Sense Change)上，動作估計無法對圖場轉換的 移動向量偵測其變化度是如何，基於這個原因，本文在圖場轉換的方法上，其因為圖場 內容變化很大，其對應的移動向量大小與移動方向會很亂，跟相鄰的移動向量做比對，

決策部份會使因移動向量不一致以及變化很大，判斷輸出會是空間性的內插，不會是時 間性的內插，減少在鏡頭切換下能有錯誤的補償。

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