[發明專利]一種非均勻鋸齒搜索的運動估計方法

無效

• 申請號: 200910045942.0
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101489132A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 王賀;滕國偉;王國中;張錦輝;嚴濤
• 申請（專利權）人: 上海廣電（集團）有限公司中央研究院
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈 蘅;李時云

技術領域

本發明涉及數字視頻編碼技術，尤其涉及一種非均勻鋸齒搜索的運動估計方法。

背景技術

隨著AVS、H.264等高級視頻編碼技術逐漸成熟，采用相應技術的數字視頻編碼器逐步有了市場需求，對于視頻編碼器的研究也成為一項重要的工作。幀間預測是視頻編碼器中的重要部分，而幀間預測的主要途徑是基于單個宏塊的運動估計(ME，motion?estimation)，最佳匹配塊在運動估計中通過搜索來確定。由于全搜索方法的控制邏輯相對簡單，而且數據復用效率高，所以當前基于超大規模集成電路(VLSI)的視頻編碼器大多采用全搜索方案，由于全搜索對搜索窗(SW，search?window)內所有搜索點進行搜索，每個搜索點代表一個宏塊位置，以33×33大小的SW為例，搜索點有1089個，如此多的搜索點使得ME的并行數達到了5～8路，所以資源消耗和功耗較大。除了全搜索方法，還有運動估計的快速算法，但是一般是面向串行執行過程設計的，而且控制邏輯復雜，所以難以應用于VLSI結構。如果能夠在VLSI結構上利用快速算法的原理減少搜索點數目，可以極大降低VLSI邏輯資源消耗。

在清華大學視頻通信研究組提出的JVT-F017提案中(參見Zhibo?Chen，PengZhou，Yun?He，Yidong?Chen，＂Fast?Integer?Pel?and?Fractional?Pel?Motion?Estimationfor?JVT＂，JVT-F017，Joint?Video?Team(JVT)of?ISO/IEC?MPEG?&?ITU-T?VCEG(ISO/IEC?JTC1/SC29/WG11?and?ITU-T?SG16Q.6)，Awaji，December，2002)，提出了一種快速搜索方法，并被H.264參考軟件接納，但是搜索點之間的數據難以復用，所以很難應用于VLSI實現。此外，公開日為2008年6月4日，公開號為CN101193303的中國專利，提供了一種快速搜索方法，但此方法面對的應用對象還是軟件，不利于硬件實現。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種非均勻鋸齒搜索運動估計方法，所述方法結合運動估計的統計特征在一定的搜索范圍內設定特征點和特征區域，通過非均勻的鋸齒搜索實現搜索點數的減少，降低并行數。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段：一種非均勻鋸齒搜索的運動估計方法，所述方法是先將當前編碼幀劃分為互不重疊的、固定大小的塊，然后針對每個要被編碼的當前塊，在參考幀的一搜索區域內搜索出與當前塊匹配誤差最小的塊，即最佳匹配塊，最后根據最佳匹配塊所在點，即最佳匹配點的位置，輸出最佳匹配塊與當前塊的相對位移，即運動矢量，所述的搜索過程是這樣實現的：

步驟1、在大小為S*T的搜索區內，以搜索區的中心為原點(0，0)，根據最佳匹配點出現的概率，選取八個特征點和一個特征區，所述八個特征點的坐標分別為P1(-m，n)、P2(-k，l)、P3(k，l)、P4(m，n)、P5(m，-n)、P6(k，-l)、P7(-k，-l)和P8(-m，-n)，所述特征區為以搜索區的中心為中心，大小為a*a的區域，其中S，T，m，n，k和l均為自然數，且0<k<m<(S-1)/2，0<n<l<(T-1)/2；

步驟2、設通過搜索區中心的水平軸和豎直軸與搜索區邊界的交點分別為A(-(S-1)/2，0)、B((S-1)/2，0)、C(0，(T-1)/2)和D(0，-(T-1)/2)，在點A、B、C和D中選取離搜索區中心較遠的兩點分別作為搜索起始點和搜索終止點；將通過搜索區中心的水平軸和豎直軸穿過的點，以及特征區內的點作為全搜索點；

步驟3、從搜索起始點開始逐點搜索最佳匹配點，搜索路徑經過全部特征點及全搜索點，搜索路徑沿單方向水平或豎直移動，路徑不重復，并且每移動一個點計算一次累計絕對值差SAD值，并保留最小的SAD值及其坐標，直至搜索終止點；

步驟4、保存最小的SAD值及其坐標，SAD最小值所在坐標對應的塊即為本次搜索的最佳匹配塊。

所述的m的取值范圍為[4，(s-1)/2)；k的取值范圍為[3，m)；n的取值范圍為[2，(s-1)/2)；及l的取值范圍為(n，(s-1)/2)，其中s取S和T中的較小值。

當所述的S等于T時，搜索起始點和搜索中止點分別為點(A，B)或(C，D)中的任一組。

所述的a的取值可以為3、5或7中的任一值。