[发明专利]动态调整搜索窗的方法及装置、块匹配方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码与压缩技术领域，特别是涉及一种动态调整搜索窗的方法及其装置、一种块匹配方法及其装置。

背景技术

在视频编码与压缩中，块匹配算法作为一种十分有用的算法，主要用在运动向量的计算和补偿等方面。块匹配的基本思想是将当前帧(也称目标图像)分割成固定大小的块，然后在参考帧中寻找最匹配的块。具体的：将当前帧分成互不重叠的大小为m×n的块(每一个块包括m×n个像素)，当前帧中的每一个块都在参考帧中的一定区域(即搜索窗)内，按照一定的匹配准则搜索与之具有最小匹配误差的块(MiNiMail DistortioN Block，MDB)，则该块即为当前块的匹配块，匹配块与当前块之间的坐标位移就是运动矢量。视频解压缩的时候，只需保存运动矢量和残差数据就可以完全恢复出当前块。

块匹配算法的主要目的是计算两幅图像中目标块与匹配块的相关性。通过对图像目标块的相关系数的计算，反映出当前像素块之间的相互关系。对于当前帧的某一块，其坐标为(u₁，v₁)，对应在参考帧的搜索窗中的匹配块，坐标变为(u₂，v₂)。

由于在块匹配计算过程中，搜索窗的大小反映了计算像素的个数，涉及到像素相关性的相互影响问题，所以它将直接影响匹配结果。传统的块匹配过程中，针对不同的图像，对应的搜索窗大小固定，由于块匹配算法极大的计算复杂度以及匹配结果的不确定性和随机性，导致其在实际中的应用受到严重的限制。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提供一种块匹配中动态调整搜索窗大小的方法，在保证匹配的精确度的前提下，减少计算量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种块匹配中动态调整搜索窗大小的方法和装置，能够在保证匹配的精确度的前提下，减少计算量。

为了解决上述问题，本发明公开了一种动态调整搜索窗大小的方法，包括：

计算当前帧和参考帧的帧间相关系数；所述帧间相关系数为当前帧各点像素值之和与参考帧各点像素值之和的差的绝对值；

当所求得的帧间相关系数在第一预置阈值范围之内时，将搜索窗的大小减小为M₁×N₁；其中，所述搜索窗的初始大小为M₀×N₀；M₁＜M₀，N₁＜N₀。

优选的，所述方法还包括：

针对当前帧中待搜索的目标块，计算所述目标块像素的块内相关系数；所述块内相关系数为目标块上的每一点像素与各点像素算术平均值的差的绝对值之和；

当所求得的块内相关系数在第二预置阈值范围之内时，将搜索窗的大小减小为M₂×N₂；M₂＜M₀，N₂＜N₀。

优选的，所述第一预置阈值范围为：小于2A；其中，A为当前帧像素的个数。

优选的，依据帧间相关系数减小搜索窗的大小，具体为：

当所述帧间相关系数在大于等于A小于2A范围内时，M₁在大于等于M₀/2小于M₀的范围内等比例取值，N₁在大于等于N₀/2小于N₀的范围内等比例取值；

当所述帧间相关系数在大于等于A/2小于A范围内时，M₁在大于等于5小于M₀/2的范围内等比例取值，N₁在大于等于5小于N₀/2的范围内等比例取值；

其中，依据帧间相关系数搜索窗的大小最小调整为5×5；M₁和N₁取值为正整数。

优选的，所述第二预置阈值范围为小于2B；其中，B为目标块像素的个数。

优选的，依据块内相关系数减小搜索窗的大小，具体为：

当所述块内相关系数在大于等于B小于2B范围内时，M₂在大于等于M/2小于M的范围内等比例取值，N₂在大于等于N/2小于N的范围内等比例取值；