[发明专利]一种3D视频图像编码中的快速运动搜索方案

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编码领域，具体来说，涉及一种3D视频图像编码中的快速运动搜索方案，主要应用于3D视频图像监测、传输、显示中需要对视频图像进行编码的场合。 

背景技术

近年来，随着信息和通信技术的发展，3D视频在许多通信场合中得到了广泛的应用，例如电话会议、网络视频、视频点播等。3D视频的基础和核心是运动图像编码，即将原始的图像信号(例如RGB等)按照一定的视频编码标准编码为一定格式的码流，该码流复原后相对于原始图像信号必须有一定的复原度。由于大多数3D视频通信具有较高的实时性要求，3D视频的广泛应用对视频编码的快速性提出了更高的要求。 

目前的主流视频编码标准多采用帧内、帧间多模式混合编码方式，需要对每种模式进行运动搜索，运动搜索过程即视频图像的宏块在参考帧内进行块匹配的过程。随着视频编码器的编码图像尺寸和目标分辨率逐渐扩大，搜索适宜的运动向量成为视频编码中最占计算量(最多可占50％以上)的过程，这给实时编码带来了很大困难。因此，研究如何减少运动搜索是十分必要的。 

针对这一问题，已有论文和专利中提出了一些快速运动搜索方案，典型的有三步法、新三步法、非对称六边形搜索法(H.264标准中建议搜索方案)等。为了减少计算量，大多数快速运动搜索都加入了提前终止条件。这些快速运动搜索方法相对于传统的全搜索方法需要的计算量有了很大降低。但是，实际应用表明，这些算法对于大尺寸视频图像和大运动向量的搜索速度和效果都不很理想。 

由上面的介绍和分析可以看出，如何利用视频图像中的运动特性，设计实用的快速运动搜索方案，确定各宏块需要分配多少的搜索资源，以及搜索到何等程度可以结束搜索，避免全搜索的巨大计算量，同时改善现有方案的搜索效果，这些是3D视频编码需要解决的关键技术问题。 

发明内容

本发明提供一种3D视频图像编码中的快速运动搜索方案，主要应用于3D数字视频图像监测、传输、显示中需要对视频图像进行编码的场合，其包括以下步骤： 

步骤1：设置阈值SAD_TA，SAD_TI，MV_T，每个视频宏块对应一个EFF_IDEX，表示其有 效性； 

步骤2：若视频宏块采用帧间预测编码，则通过比较帧间SAD数值和阈值SAD_TI以及比较运动矢量数值与阈值MV_T的大小关系确定该宏块的EFF_IDEX值； 

步骤3：若视频宏块采用帧内预测编码，则通过比较帧内SAD数值和阈值SAD_TA的大小关系确定该宏块的EFF_IDEX的值； 

步骤4：根据待检测宏块在前一帧中同一位置对应宏块的EFF_IDEX及周围已完成运动搜索宏块的EFF_IDEX来设置当前宏块的搜索级别； 

步骤5：根据步骤4中确定的搜索级别选择相应的搜索模式； 

步骤6：根据步骤4中确定的搜索级别选择相应的系数，并根据SAD_TI和此系数计算提前终止搜索阈值ES_T； 

步骤7：对该宏块进行运动搜索，若搜索得到的TOT_SAD_I结果小于步骤6计算的ES_T或者达到步骤4中设置的搜索级别，则退出搜索，记录运动搜索得到的TOT_SAD_I数值。 

效果说明 

本发明提出了一种3D视频图像编码中的快速运动搜索方案，该方案分别设置帧内预测方式和帧间预测方式阈值，判定视频图像的每个宏块是否为有效宏块，并提供了一种根据已编码宏块的有效性来确定当前宏块的搜索级别的方法。 

本发明提供了一种根据宏块不同的搜索级别确定运动搜索范围的方法，提供了一种根据宏块不同的搜索级别设计提前终止搜索阈值，并判断是否可以提前终止运动搜索的方法。 

本发明可实现对3D视频图像快速编码，编码后的3D视频图像具有良好的视觉效果，相对于传统的编码方案的搜索计算量有了很大降低，并具有易于软件和硬件实现的优点。此外，本发明对于目前的各种视频编码制式有良好的兼容性。 

附图说明

图1：3D视频图像编码的一般流程图； 

图2：帧间预测运动搜索示意图； 

图3：判断宏块的有效性流程图； 

图4：依据宏块有效性进行快速搜索流程图； 

图5：搜索级别1的搜索范围示意图； 

图6：搜索级别2的搜索范围示意图； 

图7：搜索级别3的搜索范围示意图； 

图8：各搜索级别求取提前终止搜索阈值的系数。 

具体实施方式