[發明專利]基于旋轉縮放的自適應運動搜索方法

有效

• 申請號: 201810508561.0
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN109495756B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 胡強;吳旻燁;石志儒
• 申請（專利權）人: 曜科智能科技（上海）有限公司
• 主分類號: H04N19/503
• 分類號: H04N19/503;H04N19/137;H04N19/176
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所(普通合伙) 31235
• 代理人: 周曉玲

基于旋轉縮放的自適應運動搜索方法，包括：從候選參考的區塊中獲取參考運動參數，初始化搜索；設置初始搜索步長開始搜索；搜索平移運動參數，得到最優點A；以A為初始點，進行對于旋轉和縮放參數的搜索，并得到當前最優點B；同時四個參數進行梯度下降式搜索，直到誤差降低小于設定的閾值或者迭代次數大于設定的上限；分別對四個參數進行步長為最后迭代步長的絕對值，正、反方向各進行兩點式搜索，得到最終最優值。本發明可以更好的刻畫物體的運動，尋找到更合適的參考區塊；可以將物體運動細節刻畫的更精細，可以在遠離搜索區域時更快的跳出搜索循環；能夠避免精度不夠和像素值波動的問題，使得在非整數點時的像素值更為準確。

技術領域

本發明屬于視屏編碼和場景檢測領域，涉及在視頻編碼中基于物體的剛性旋轉縮放的運動搜索方法，具體地說是一種基于旋轉縮放的自適應運動搜索方法，不僅可用于降低編碼碼字，也可以作為輔助技術用于場景檢測和重建，進而成為無人駕駛、地圖采集、地貌測繪以及三位場景重建等場景中。。

背景技術

在傳統的視頻幀間參考區塊的搜索過程中，主要針對的是2D平移的搜索。其基于的假設是物體的所有運動可近似的等效為在視屏面上的剛體平移運動。然而這個假設是相對比較粗糙的，在現實世界中沒有絕對的剛體，而往往在視屏拍攝過程中，物體的運動也是會比平移復雜的多。為了彌補采用這種假設預測的誤差，通常還需要在預測之后將預測值與實際值進行比較，并對其殘差進行描述，通過預測和殘差的和來還原真實的像素值。然而，在編碼過程中，為了刻畫殘差通常需要相當一部分的碼字，這就間接降低了同樣碼流下視頻的質量。

近幾年來，隨著硬件設備的發展，視頻的清晰度不斷增高。在更高清的視頻中如何更加有效的編碼提出了許多挑戰，其中有兩方面非常有研究價值：其一是物體的運動刻畫，如上所述，在傳統的運動搜索中，物體被近似的刻畫成了在二維平面上平移的剛體，然而在高清視頻中這種近似的效果的差異相比于低碼率下的視頻，會更嚴重的暴露出來，因此需要有更合適的運動模型去更精確的刻畫物體的運動；另一方面，在高碼率的視屏中，殘差的量化通常會采用更小的步長，這就意味著較大而不規律的殘差刻畫會需要非常高的碼字，因此如何能更精確的表達預測值也是提高編碼效率的重要手段。

CN 201610716184.0號中國專利申請公開了一種候選框搜索步長的獲取方法，該方法包括獲取待搜索圖像；獲取所述待搜索圖像中各個原始分區的圖像信息以及各個原始分區各自對應的泊松分布函數；根據每個原始分區的圖像信息和泊松分布函數，確定每個原始分區的分區類型；根據所述分區類型，確定在每個原始分區中的候選框搜索步長。

CN 201610035012.7號中國專利申請公開了一種HEVC中屏幕內容壓縮的快速幀內模式決策和塊匹配方法，屬于視頻編解碼領域。其說明書44-48段公開了運用動態步長搜索的方法。

發明內容

本發明為基于旋轉縮放的自適應運動搜索方法、在動態場景的的幀間編碼過程中能夠有效的搜索最匹配的參考區塊，旨在提供一種基于旋轉縮放的自適應運動搜索方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案包括如下步驟：

步驟一：從候選參考的區塊中獲取參考運動參數，以該區塊為起點初始化搜索；

步驟二：設置初始搜索步長開始搜索，在搜索過程中更新步長；

步驟三：搜索平移運動參數，得到最優點A；

步驟四：以A為初始點，進行對于旋轉和縮放參數的搜索，并得到當前最優點B；

步驟五：比較A、B的參數，若一樣則跳出循環；若不一樣則重復步驟四；

步驟六：用步驟五得到的點作為初始點，同時對x方向運動矢量、y方向運動矢量、旋轉角度和縮放尺度參數進行梯度下降式搜索，直到誤差降低小于設定的閾值或者迭代次數大于設定的上限；