[发明专利]基于格子玻尔兹曼的紫外极光视频帧率上转换方法

摘要

本发明公开了一种基于格子玻尔兹曼的紫外极光视频帧率上转换方法，主要解决现有视频帧率上转换方法不适合非刚体运动的极光视频帧率上转换的问题。其实现过程为：1)选取预处理后的极光视频的相邻两帧，2)计算两帧的灰度差；3)根据灰度差计算驱动两帧图像粒子流动的外力；4)利用外力迭代计算两帧图像的粒子位移场，记下粒子位移场不变时的迭代次数n；5)以为迭代次数，重新计算两帧图像的粒子位移场，并使两帧图像的粒子分别按照各自重新计算后的粒子位移场移动得到两幅新图像；6)将两幅新图像融合得到插值帧，完成紫外极光视频的帧率上转换。本发明提升了紫外极光视频的时间分辨率，可用于非刚体运动的视频的帧率上转换。

主权项

1.基于格子玻尔兹曼的紫外极光视频帧率上转换方法，包括：(1)从Polar卫星携带的紫外成像仪所拍摄的视频图像中，选取形态相似且时间上连续的紫外极光图像构成极光视频I＝{I1,I2,...,Im,...,Ik}，其中，Im为极光视频中第m个图像，m＝1,2,...,k，k为极光视频中图像的个数；(2)对极光视频I依次进行负值点清零、亮斑平滑、掩膜及去噪的预处理，得到预处理后的极光视频S＝{S1,S2,...,Sm,...,Sk}，其中，Sm为预处理后极光视频中第m个图像；(3)选取预处理后极光视频S中的相邻两帧图像Si和Si+1，并计算两者之间的灰度差F＝Si‑Si+1，其中i＝1,2,...,k‑1；(4)将Si和Si+1的每个像素看作流体粒子，根据灰度差F计算驱动Si的粒子向Si+1流动的外力G；(5)利用格子玻尔兹曼模型LBM模拟在外力G驱动下Si的粒子向Si+1流动的动态过程，并通过迭代计算Si的粒子向Si+1流动的粒子位移场；(6)当Si的粒子向Si+1流动的粒子位移场不再变化时，记下此时的迭代次数n；(7)取作为新的迭代次数，重新计算S_i的粒子向S_i+1流动的粒子位移场，并使S_i的粒子按照重新计算后的粒子位移场迁移，得到对S_i进行粒子迁移后的新图像C_i；(8)取作为迭代次数，计算S_i+1的粒子向S_i流动的粒子位移场，并使S_i+1的粒子按照粒子位移场迁移，得到对S_i+1进行粒子迁移后的新图像C_i+1；(9)将步骤(7)中得到的C_i和步骤(8)中得到的C_i+1按照下列公式融合得到位于S_i和S_i+1之间的插值帧：