[发明专利]运动估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，更具体地涉及一种运动估计方法和装置。

背景技术

运动估计(Motion Estimation)是视频处理(例如，视频编码、视频去交织)中广泛使用的一种技术。运动估计的基本思想是将图像序列中的每一帧划分成许多互不重叠的宏块，并认为每个宏块内所有像素的位移量相同，然后在参考帧的某一特定搜索范围内根据一定的匹配准则找出与当前宏块最相似的块(即，当前宏块的匹配块)，匹配块与当前宏块的相对位移即为当前宏块的运动矢量。

在视频压缩时只需保存当前宏块相对于其匹配块的运动矢量和残差数据，就可以在视频解压缩时完全恢复出当前宏块。通常在视频处理中需要在参考帧的很大搜索范围内进行运动搜索才能找出当前宏块的最佳运动矢量(即，找出与当前宏块最相似的匹配块)。为了得到当前宏块的最佳运动矢量，需要在搜索范围内进行全搜索。全搜索检查所有可能的运动矢量候选，并且提供最精确的结果，但是处理时间非常长。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供了一种新颖的运动估计方法和装置。

根据本发明实施例的运动估计方法包括：通过分别对当前帧中的像素和参考帧中的像素进行采样，得到与当前帧对应的当前画面和与参考帧对应的参考画面；通过在参考画面中进行全搜索，找出当前画面中的每个基本像素单元的最佳运动矢量，作为当前帧中的每个宏块的多像素精度的最佳运动矢量，其中当前画面中的每个基本像素单元分别与当前帧中的每个宏块相对应，并且参考画面中的每个基本像素单元分别与参考帧中的每个宏块相对应。

根据本发明实施例的运动估计装置包括：像素采样单元，用于通过分别对当前帧中的像素和参考帧中的像素进行采样，得到与当前帧对应的当前画面和与参考帧对应的参考画面；第一搜索单元，用于通过在参考画面中进行全搜索，找出当前画面中的每个基本像素单元的最佳运动矢量，作为当前帧中的每个宏块的多像素精度的最佳运动矢量，其中当前画面中的每个基本像素单元分别与当前帧中的每个宏块相对应，并且参考画面中的每个基本像素单元分别与参考帧中的每个宏块相对应。

通过本发明，可以在非常短的时间内找出当前帧中每个宏块的多像素精度的最佳运动矢量。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了对参考帧/当前帧进行采样的示例；

图2示出了在16×16的帧间编码模式下用于搜索当前帧中的任意一个宏块的整像素精度的最佳运动矢量的参考区域；

图3示出了根据本发明实施例的运动估计装置的框图；以及

图4示出了根据本发明实施例的运动估计方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更清楚的理解。本发明绝不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了相关元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。

为了在有限的时间内在参考帧上执行全搜索从而找出当前宏块的最佳运动矢量，本发明提出了一种快速全搜索方法。

根据本发明的一个实施例，为了执行快速全搜索，首先需要对参考帧和当前帧进行采样。图1示出了对参考帧/当前帧进行采样的示例。其中，图1中所示的像素帧可以被看作参考帧，也可以被看作当前帧。

如图1所示，对参考帧/当前帧中的每个4×4块中的像素进行采样，以得到参考画面/当前画面。其中，对参考帧/当前帧中的每个4×4块中的一个特定位置的像素进行采样；并且参考帧/当前帧中的所有4×4块的像素采样位置都是相同的。例如，图1中示出了对参考帧/当前帧中的每个4×4块的第一行、第一列的像素进行采样。但是本领域技术人员应该明白，每个4×4块的像素采样位置不限于图1中所示的位置，而可以是预先设定的任何位置。另外，参考帧中的像素采样位置与当前帧中的像素采样位置相同。