[發明專利]基于三維小波視頻編碼的幀間塊模式選擇方法

有效

• 申請號: 201210274098.0
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102801976A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 蔡秀霞;姜樹明;張元元;魏志強;張建峰
• 申請（專利權）人: 山東省科學院情報研究所
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明屬于幀間塊選擇技術領域，涉及基于三維小波視頻編碼的幀間塊模式選擇方法。

背景技術

視頻數據的幀與幀之間，不僅在像素上存在相關性，而且在一定區域內，幀間也存在相關性，因此為充分利用幀間運動信息，除去幀間冗余信息，進行幀間的運動補償是很有必要的。

運動補償主要包括以下幾部分：

1）從當前幀中分割出運動目標；

2）在參考幀中尋找參考目標；

3）用位移進行運動補償；

4）對運動補償信息進行編碼。

現實中的物體運動變化包括各個方向的平移、物體的旋轉，物體大小形狀的縮變等等是相當復雜的，但考慮到實時性運算，目前的運動估計算法僅考慮剛體運動的變化，因此現有的編碼標準采用二維平移運動模型——塊匹配方法。

基于塊的匹配估計算法的最基本假設是：二維圖像平面上的物體為剛體，且只考慮平移運動。該算法核心思想是先把整幅圖像分成若干個固定大小圖像塊，然后基于一種優化準則，在參考幀的運動搜索區域范圍內找出當前塊的最佳匹配的子塊。現有文獻中S.-J?Choist?and?J.W.woods.Motion-compensated3-D?subband?coding?of?video[J].IEEE?Trans?on?Image?Processing,1999,8(2):155-167.提出的基于四叉樹結構分層變尺寸塊匹配（Hierarchical?Variable?Size?Block?Matching，HVSBM）自適應估計算法也是一種基于塊的運動補償方法，該方法被廣泛應用于三維小波視頻編碼中。該方法進行運動估計的四叉樹結構可變塊匹配運動估計過程是：先輸入初始塊，根據鄰域塊得到的初始塊的初始估計運動矢量，如果輸入的塊的大小大于預定的最小塊尺寸，則根據匹配估計技術，分別估計出分割后的四個子塊對應的運動矢量，并估算編碼運動矢量消耗的碼字；如果用當前輸入的原始塊作為運動補償塊后估算的代價值，大于分割后的四個子塊代價值的和，那么就將原始輸入的塊進行四叉樹劈分，并用各個子塊的新估計得到的運動矢量代替初始的塊的運動矢量估計值。如此再對每個子塊進行遞歸迭代循環搜索，最后記錄下四叉樹的樹深、所有的葉節點的預測模式以及每一個葉節點對應的運動矢量值，這樣就可以得到將原始輸入塊進行四叉樹劈分以后整個四叉樹對應的所有運動矢量。該方法一直被小波視頻壓縮編碼系統所采用。可以發現該方法雖然使得塊劃分大小可變，但是，此類方法中塊劃分的形狀存在限制，即僅存在方形塊，這在很大程度上降低了塊劃分的靈活性，進而影響了運動補償的性能，整體上降低了視頻編碼的性能。

發明內容

本發明解決的問題在于提供了一種基于三維小波視頻編碼的幀間塊模式選擇方法，給出了混合四叉樹和二叉樹塊劃分的方法，能夠提高運動補償過程中塊劃分的靈活性，進而提高三維小波視頻壓縮編碼的性能，為了盡量減少因增加塊類型導致的增加運動估計次數，我們采用增加紋理閾值信息的方式預先選擇塊劃分類型，只有預先選擇的塊類型才進行運動估計得到真正的代價值。

本發明是通過以下技術方案來實現：

基于三維小波視頻編碼的幀間塊模式選擇方法，包括以下步驟：

1）用每一個父親塊像素的整體平均絕對差值MAD、垂直方向平均絕對差值MADV和水平方向平均絕對差值MADH作為紋理復雜度的參考，從孩子類型child1、child2和child3中選擇一個，如果選擇了孩子類型child1，則執行步驟4），否則執行步驟2）；

2）如果步驟1)中選擇了child2則為child2、child4、child5此三類；如果步驟1)中選擇了child3則為child3、child6、child7此三類；計算前述三類二叉樹孩子類型各自所對應的兩個子塊的各自像素均值；

3）計算前述三類二叉樹孩子類型各自所對應的兩個子塊對應的均值的差，對應均值差最小的二叉樹即為最終塊劃分模式；

4）最后將父親塊運動補償代價值，和所有孩子類型的運動補償代價值之和進行比較，如果父親塊的運動補償代價值小則不進行塊劃分，如果所有孩子塊運動補償代價值之和小，則保留相應孩子類型并進行塊劃分。

所述的父親塊像素整體平均絕對差值MAD、垂直方向平均絕對差值MADV和水平方向平均絕對差值MADH通過以下幾個公式得到。