[發明專利]視頻編碼的運動補償匹配方法和系統

有效

• 申請號: 201510847233.X
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105516726B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 王濤;柯金杰;顧思斌;潘柏宇;王冀
• 申請（專利權）人: 傳線網絡科技(上海)有限公司
• 主分類號: H04N19/436
• 分類號: H04N19/436;H04N19/51;H04N19/176
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本發明涉及一種視頻編碼的運動補償匹配方法和系統，其中該方法包括：CPU從待處理視頻中提取當前幀圖像和參考幀圖像，并將所提取的幀圖像發送給GPU；GPU對所述參考幀圖像進行至少一次插值處理，得到多個插值圖像；GPU對所述當前幀圖像進行劃分得到多個預測塊；GPU根據各所述預測塊在所述參考幀圖像和各所述插值圖像內進行塊匹配搜索；根據所述塊匹配搜索的結果，確定所述當前幀圖像的期望圖像塊的運動向量。本發明采用GPU執行幀圖像的插值、分塊與塊匹配搜索的大量運算，采用CPU處理少量運算，由于采用GPU處理編碼過程中最復雜也是最耗能的搜索部分，能夠充分利用顯卡的大規模并發性，從而大幅提升視頻編碼速度。

技術領域

本發明涉及多媒體技術領域，尤其涉及一種視頻編碼的運動補償匹配方法和系統。

背景技術

在數據壓縮技術中，視頻編碼需要采用搜索算法。傳統的搜索算法包括：全搜索法(Full Search Method，FSM)、菱形搜索(Diamond Search，DS)法、三步(Three StepSearch，TSS)算法、四步(Four Step Search，FSS)算法、八邊形算法、雙十字算法等。傳統的搜索算法多基于上下文的參考宏塊，可以很好的參考上下文，利用區域圖像運動的相似性，并對中央處理器(Central Processing Unit，CPU)進行了優化調整，能夠得到較好的畫質和編碼速度。

但是，由于上述算法都是基于CPU給出的搜索模板的算法，隨著圖像分辨率、幀率大幅提升，CPU的并行處理無法滿足精確的圖像處理要求，在CPU上執行的搜索算法劣勢凸顯，存在處理速度慢、精確度低等問題。

發明內容

技術問題

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是，如何在視頻編碼中進行運動補償，以快速、準確地獲得期望的圖像塊的運動向量，從而減少壓縮時間，改善編碼質量。

解決方案

為了解決上述技術問題，根據本發明的一實施例，提供了一種視頻編碼的運動補償匹配方法，包括：

中央處理器CPU從待處理視頻中提取當前幀圖像和參考幀圖像，并將所提取的幀圖像發送給圖形處理器GPU；

所述GPU對所述參考幀圖像進行至少一次插值處理，得到多個插值圖像；

所述GPU對所述當前幀圖像進行劃分得到多個預測塊；

所述GPU根據各所述預測塊在所述參考幀圖像和各所述插值圖像內進行塊匹配搜索；

根據所述塊匹配搜索的結果，確定所述當前幀圖像的期望圖像塊的運動向量。

對于上述方法，在一種可能的實現方式中，所述GPU根據各所述預測塊在所述參考幀圖像和各所述插值圖像內進行塊匹配搜索，包括：

所述GPU根據所述預測塊的位置在所述參考幀圖像內進行第一菱形蜂窩匹配搜索，以確定期望的整像素區域的位置和運動向量；

對于各所述插值圖像，所述GPU根據所述期望的整像素區域的位置在所述插值圖像內進行第二菱形蜂窩匹配搜索，以確定期望的分像素區域的位置和運動向量。

對于上述方法，在一種可能的實現方式中，所述GPU根據所述預測塊的位置在所述參考幀圖像內進行第一菱形蜂窩匹配搜索，以確定期望的整像素區域的位置和運動向量，包括：

所述GPU根據所述預測塊的位置在所述參考幀圖像內確定第一菱形區域的中心，并在所述第一菱形區域內選取多個第一方形區域；

根據所述第一菱形區域的頂點像素和各所述第一方形區域的邊界像素，在所述參考幀圖像內確定多個第一搜索塊，并將各所述第一搜索塊的像素與所述預測塊的像素進行比較；