[發明專利]一種基于AVS的亞像素運動估計的裝置

有效

• 申請號: 201210116960.5
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102647595A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 解曉東;王飛;李源;賈惠柱;高文
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/36;H04N7/46
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及數字圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于AVS的亞像素運動估計的裝置。

背景技術

二十世紀九十年代以來，數字視頻壓縮技術被廣泛應用于通信、個人計算機、廣播電視、消費電子等領域，堪稱數字媒體產業的核心技術。以MPEG-2為代表的信源編碼標準獲得了巨大的成功。進入新世紀以來，以H.264/AVC和AVS為代表的新一代信源編碼標準出現了。AVS標準是我國具有自主知識產權的信源編碼標準。2006年2月，AVS視頻標準已經正式被批準為國家標準，進入了產業化推廣的階段。由于AVS視頻標準的主要應用對象是標準清晰度/高清晰度電視，編碼過程的計算復雜度較大，對編碼器的硬件設計提出了挑戰。

編碼器的核心算法是幀間預測。幀間預測的主要目的是去除視頻序列中的時域冗余，它是混合視頻編碼框架中對性能影響最為重要的一個環節，也是復雜度最高、耗費芯片面積最大和功耗最高的環節。幀間預測包括整像素運動估計和亞像素運動估計。整像素運動估計是在整像素基礎上進行的，在參考幀中搜索到與當前塊最匹配的塊作為當前塊的預測塊。亞像素運動估計是在整像素運動估計得到的最佳匹配位置基礎上，插值出1/4精度的參考像素，然后在插值得到的1/4精度參考像素中搜索當前塊的最佳匹配塊。

發明內容

本發明解決的技術問題在于如何提高運動估算的處理速度。

為了解決以上問題，本發明公開了一種基于AVS的亞像素運動估計的裝置，由輸入端、輸出端和內部模塊構成，其輸入端包括：并行輸入的整像素運動估計所得到的整像素運動矢量、搜索參考像素窗和原始宏塊信息，運動矢量預測模塊計算得到的各模式的預測運動矢量和上層控制信息；其輸出端包括：各模式最匹配亞像素運動矢量，最匹配模式，最匹配亮度亞像素塊，最匹配色度亞像素塊；其內部模塊包括：順序相連的1/2插值和代價計算單元、1/4運動矢量預選單元、跳躍插值單元、代價比較單元、參考模式選擇單元、色度差值單元。

進一步，作為一種優選，所述內部模塊采用三級流水結構，1/2插值和代價計算單元和1/4運動矢量預選單元為第一級流水，跳躍插值單元和代價比較單元為第二級流水，參考模式選擇單元和色度差值單元為第三級流水。

進一步，作為一種優選，所述三級流水結構，第一級流水只處理前向參考模式和后向參考模式的各種可變大小塊模式，第二級流水對前向參考模式、后向參考模式、直接參考模式和對稱參考模式的待處理子塊進行統籌調度以節省處理時間和電路面積，第三級流水根據前兩級流水的運算結果進行參考模式選擇和相應的色度亞像素插值。

進一步，作為一種優選，所述三級流水結構，1/2插值后的亞像素不需要全部被存儲起來備用，只需要保存最優匹配的像素點，如果最優點是整像素點則只保存整像素點。

進一步，作為一種優選，所述1/2插值和代價計算單元，只插值出緊鄰最優整像素點的水平方向和垂直方向上的4個1/2像素點，計算4個點的編碼代價，并比較這4個1/2像素點和最優整像素點的編碼代價，找出其中編碼代價最大和最小的兩個點，并把結果傳給1/4運動矢量預選單元。

進一步，作為一種優選，所述1/4運動矢量預選單元，從1/2插值和代價計算單元中得到最優整像素點周圍編碼代價最大和最小的兩個點的位置信息，并根據該信息預選出1/4最優匹配點。

進一步，作為一種優選，所述跳躍插值單元，直接利用整像素插值出1/4像素點，并且所用的插值公式可以配于不同的參數插值出1/2像素點。

進一步，作為一種優選，所述代價比較單元，只比較前向參考模式和后向參考模式中1/2插值、比較后得到的最匹配點和1/4跳躍插值后的得到的1/4像素點的編碼代價，選出最匹配點。

進一步，作為一種優選，所述參考模式選擇單元，比較每種可變大小塊模式在每種參考模式中的編碼代價，選擇最佳的參考模式。

進一步，作為一種優選，：所述色度差值單元，在參考模式選擇之后，根據最佳參考模式下的最匹配參考點的運動矢量，插值出色度的分像素點。