[发明专利]一种中心偏移的运动估计实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编码技术，尤其涉及一种视频压缩编码过程中的中心偏移的运动估计实现方法。

背景技术

帧间预测是视频编码器中的重要部分，而帧间预测的主要途径是基于单个宏块的运动估计。运动估计的方法是先将当前编码帧划分为固定大小的块，然后针对每个要被编码的块，在参考帧的一定范围内搜索出与它匹配误差最小的块。对于搜索方法，目前采用的有全搜索方法和快速搜索方法，由于全搜索方法的实现逻辑相对简单，而且数据复用效率高，所以当前在VLSI(Very LargeScale Integration，超大规模集成电路)的应用大多采用全搜索方案，但是实现时运动估计的并行数达到了5～8路，所以资源消耗和功耗较大。另外有较多软件算法采用了中心偏移法(CB，Centre-biased)，即将宏块中心偏移后再进行搜索，将搜索中心的位置由原点(0，0)点移动到某个非原点的位置，然后进行搜索，试图提高搜索效率，保证一定的搜索精度，但是这些方法一般是面向串行执行过程设计的，所以难以应用于VLSI结构。如果能够在VLSI结构上实现中心偏移及快速搜索，那么将提高快速算法的预测精度，并且极大降低VLSI资源消耗。

现有技术中，中国专利公开号为CN101193303A，公开日为2008年6月4日，该专利提出了一种快速搜索方法，但此方法面对的应用对象还是软件，不利于硬件实现。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种中心偏移的运动估计实现方法，通过中心偏移后快速搜索实现；不仅提高了运动估计精度，提高数据的重用性，提高了效率，而且节省了资源。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：一种中心偏移的运动估计实现方法，所述方法是先将当前编码帧划分为互不重叠的、固定大小的块，然后针对每个要被编码的当前块，在参考帧的搜索区域内搜索出与当前块匹配误差最小的块，即最佳匹配块，最后根据最佳匹配块所在点，即最佳匹配点的位置，输出最佳匹配块与当前块的相对位移，即运动矢量，所述的搜索过程是这样实现的：

步骤1、根据当前块前面已进行运动估计的块的运动矢量，通过计算得出当前块的预测运动矢量；

步骤2、在搜索窗口内，将以搜索中心为中心的一个子区域定为全搜索区，将全搜索区内的所有点，全搜索区外、穿过搜索中心的水平线上的点，以及全搜索区外、穿过搜索中心的竖直线上的点定为搜索点；

步骤3、在搜索窗口内，将当前块的搜索中心移动到预测运动矢量指向的位置，称为偏移中心，其他所有搜索点与搜索中心同步移动，即实现当前块的中心偏移；

步骤4、确定两个搜索起点，从搜索起点开始按照步骤2确定的搜索点按两路并行搜索，每次搜索只在水平或者竖直方向移动一个点距离，每移动一个搜索点，计算一次累计绝对值差(SAD值)，并保存最小的SAD值及其对应的坐标；

步骤5、两路搜索遍历所有搜索点后，比较保存的SAD值及其坐标，取SAD较小者所在坐标对应的块即为搜索到的最佳匹配块。

当所述全搜索区的边界与所述搜索窗口的边界不重合时，所述的两个搜索初始点在穿过偏移中心的水平轴或竖直轴上，并且在所述搜索窗口的边界范围以内。

当所述全搜索区的边界与所述搜索窗口的边界存在重合时，一个搜索初始点位于该重合的边界的顶点，另一个搜索初始点位于穿过偏移中心的水平轴或竖直轴上，并且在所述搜索窗口的边界范围以内。

步骤3中所述的全搜索区为N*N形，N的取值为3、5或7。

步骤4中，若在搜索转折中经过的点为非搜索点，则只作移动，不作SAD计算。

由于采用了以上的中心偏移的运动估计实现方法，与现有技术相比具有以下优点：(一)由于搜索中心偏移后使搜索区域更接近于最佳匹配块所在位置，提高了非全搜索得到的运动估计精度；(二)大大减少了搜索点，提高了搜索效率，加之搜索逐点移动，提高了数据的重用性，节省了时钟周期，便于硬件实现。

附图说明

本发明的中心偏移的运动估计实现方法由以下的实施例及附图详细给出。

图1为本发明实施例的运动估计预测值计算示意图；

图2为本发明实施例的中心偏移的搜索区和搜索窗口的示意图；

图3为本发明实施例的搜索路径示意图；

图4为本发明实施例的中心偏移后全搜索区与搜索窗口边界重合时的搜索路径示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的中心偏移的运动估计实现方法作进一步的详细描述。