[发明专利]一种子像素运动向量估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理的技术领域，特别是涉及一种子像素运动向量估计方法和装置。

背景技术

随着高分辨率拍摄设备的普及化，互联网视频量急速增长。为了高效地存储和传输高清视频，业界势必采用具有更高压缩编码效率的新一代视频编码标准。例如，新一代视频编码标准H.265/HEVC(High Efficiency Video Coding，高效视频编码标准)，与上一代视频编码标准H.264/AVC(Advanced Video Coding，高阶视讯编码)相比，新一代视频编码标准有更多的编码模式可以选择，与此同时也给编码器带来了更高难度的挑战。

编码模式包括帧间编码，在帧间编码中由于当前视频图像和邻近视频图像中的景物存在着一定的相关性，因此，可以将当前视频图像分成若干块，并设法搜索出每个视频图像块在邻近视频图像中的位置，并得出两者之间的空间位置的相对偏移量，得到的相对偏移量就是通常所指的运动向量，任意一帧视频图像选择运动向量的过程则被称为运动向量估计。将运动向量和经过运动匹配后得到的预测误差，共同发送到编码器，在编码器按照运动向量指明的位置，从已经解码的邻近的参考视频图像中找到相应的视频图像块，和当前视频图像块相减得到预测误差，然后对预测误差执行变换和量化，然后将量化系数编入码流。当进行解码时，反量化反变换得到重构的残差视频图像块，和预测视频图像块相加后就可以得到重构的当前视频图像块。

由于当前视频编码块的运动可能指向分像素位置，所以运动向量估计分为两个部分，第一部分是整像素运动向量估计，通过在一个设定区域中搜索，得到最佳的整像素匹配视频图像块，得到最佳的正像素匹配视频数据块对应的整像素运行向量。在执行完第一部分的正像素运动向量后，进行分像素运动估计即子像素运动向量估计，通过子像素运动估计确定最佳的子像素运动向量，则得到最终的运动向量。

下面参照图1对现有的子像素运动向量估计方法进行说明，其中，图1中菱形代表整像素点，正方形代表半像素点，圆形代表四分之一像素点。

假设经过上述第一部分的正像素运动向量估计后，得到的最佳整像素运动向量指向A像素点，现有的分像素运动向量估计过程，则首先对围绕在像素点A周围的8个半像素点K、L、M、N、P、Q、R、V及A共9个像素点进行匹配，对9个像素点进行匹配即求出每个像素点的像素匹配成本，选出匹配成本最小的像素点。其次，对选出的匹配成本最小的这个像素点周围的8个四分之一像素点再进行匹配(如果匹配成本最小的是像素点M，则M周围的8个四分之一像素点即为a、b、c、d、e、f、g、h，如果匹配成本最小的是像素点A，那么A周围8个四分之一像素点即为k、j、f、m、n、q、p、r)，计算每个像素点的匹配成本，将计算得到的匹配成本最小的像素点对应的向量确定为最终的最佳子像素运动向量。

可见，现有的子像素运动向量估计过程需要进行17次匹配，由于匹配次数多，不仅匹配的复杂度高，并且还会影响对视频编码块的编码速度、增加视频编码器的处理负荷。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的子像素运动向量估计方法和装置。

依据本发明的一个方面，提供了一种子像素运动向量估计方法，包括：确定当前视频编码块的最佳整像素运动向量对应的第一像素点，和预测的运动向量对应的第二像素点；判断所述第一像素点对应的运动向量与所述第二像素点对应的运动向量的水平分量、以及所述第一像素点对应的运动向量与所述第二像素点对应的运动向量的垂直分量之间的绝对差是否均在四分之一像素之内；若均在四分之一像素之内，则设定初始搜索中心为第二像素点，若至少有一个所述绝对差不在四分之一像素之内，则设定初始搜索中心为第一像素点；若均在四分之一像素之内，则计算所述第二像素点的像素匹配成本，并判断所述第二像素点的像素匹配成本是否小于设定像素匹配成本阈值；若小于设定阈值，则按照第一设定规则执行钻石搜索，根据钻石搜索结果确定当前视频编码块的子像素运动向量。