[發明專利]一種基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法

無效

• 申請號: 201010166543.2
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN101835047A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 羅笑南;李冠彬
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法，其特征在于，包括原有UMHexagonS運動估計算法四個級別的搜索及在搜索過程中根據最佳匹配點處殘差下降率的大小劃分運動類型，在非均勻多重六邊形搜索階段根據不同的運動類型自適應的選擇合適的搜索策略的運動估計算法，并且在搜索過程中采用提前終止的搜索控制策略；

基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法包括四個級別的搜索：

第一級搜索起始點預測，采用中值預測法得到當前塊的預測點作為下一級非對稱十字型搜索的起始搜索點；

第二級非對稱十字型搜索：以第一級搜索起始點預測得到的結果作為起始搜索點，在搜索窗口內采用非對稱十字型搜索；搜索模板水平方向的搜索范圍設置為搜索窗的寬度W，垂直方向的搜索范圍設為W/2，在某些特殊的富含大量垂直方向上運動的序列中，垂直搜索范圍可以擴大到W，經過非對稱十字型搜索得到的具有最小匹配誤差的匹配點將作為下一級的起始搜索點；

第三級非均勻多重六邊形搜索：以第二級搜索得到的最佳匹配點作為本級的起始搜索點，并計算該點的殘差下降率，根據殘差下降率的大小劃分當前塊的運動類型，若當前塊被劃分為靜止塊，則直接輸出當前的運動矢量作為計算結果，算法提前終止；否則若當前塊被劃分為小運動類型，則對范圍為-2到2的方形區域內的所有像素點進行全搜索，并對圖2中指示的最內層的兩個六邊形搜索模板進行搜索；若當前塊被劃分為中運動類型，則只對圖2中指示中運動的第三個六邊形搜索模板進行搜索，若當前塊被劃分為大運動塊，則搜索最外層的大六邊形；將本級已搜索過的點與起始點進行對比，匹配誤差最小者作為本級的最佳匹配點，同時作為下一級的起始搜索點；

第四級為擴展六邊形搜索：以第三級搜索得到的最佳匹配點作為本級的起始搜索點，先用半徑為2的六邊形模板進行搜索，直至最佳匹配點為六邊形的中心，然后改用半徑為1的小六邊形模板繼續搜索，搜索直到最佳匹配位置點位于小六邊形的中心為止，此時相應的運動矢量即為最終運動估計矢量。

2.根據權利要求1所述的基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法，其特征在于，所述的中值預測法采用當前塊E相鄰的左邊塊A、上邊塊B和右上方塊C的運動矢量取中值來作為當前塊的預測運動矢量。

3.根據權利要求1所述的基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法，其特征在于，所述的殘差下降率即Error?Descent?Rate，簡稱EDR，是指匹配誤差朝著最優匹配點的減小速度，即單位像素點內匹配誤差的減少量；根據如下方法進行計算，首先標記搜索中心點為A，并計算搜索中心點的匹配誤差，記為D_A，接著依次計算與A點相鄰的四個點的匹配誤差，并把最小匹配誤差的點記為B，匹配誤差記為D_B，則中心點的殘差下降率計算公式如下：EDR＝D_B/D_A。

4.根據權利要求1所述的基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法，其特征在于，所述的根據殘差下降率的大小劃分當前塊的運動類型，劃分規則如下：若EDR＞1，則判定為靜止塊；若EDR≤T₁，則判定為小運動塊；若T₁＜EDR≤T₂，則判定為中運動類型，否則若T₂＜EDR≤1則判定為大運動類型，其中T₁和T₂為兩個閾值，取值范圍定義為：0.85≤T₁＜T₂≤0.95。

5.根據權利要求1所述的基于殘差下降率的快速UMHexagonS運動估計算法，其特征在于非均勻多重六邊形搜索階段，根據非對稱十字型搜索階段得到的最佳匹配點計算該點的殘差下降率，設定運動類型劃分準則的兩個閾值T₁和T₂，若EDR＞1，則直接輸出當前的運動矢量作為計算結果，算法終止；若EDR≤T₁，則對范圍為-2到2的方形區域內的所有像素點進行全搜索，并對圖2中指示的最內層的兩個六邊形搜索模板進行搜索；若T₁＜EDR≤T₂，則只對圖2中指示中運動的第三個六邊形搜索模板進行搜索，否則，若T₂＜EDR≤1，則搜索最外層的大六邊形；將本級已搜索過的點與起始點進行對比，匹配誤差最小者作為本級的最佳匹配點，同時作為下一級的起始搜索點。