[发明专利]运动估计方法以及运动估计装置

说明书

一种用于运动估计的装置以及方法。运动估计装置包括候选集产生电路以及运动向量判断电路。候选集产生电路选择相邻区块的运动向量加入至当前帧的当前区块的运动向量候选集。当前区块与相邻区块的其中之一属于相同的行(或是相同的列)，且所述相邻区块的其中之一是当前帧的区块或先前帧的区块。运动向量判断电路耦接至候选集产生电路以接收运动向量候选集。运动向量判断电路依据运动向量候选集来判断当前帧中的当前区块的运动向量。

技术领域

本发明有关于一种运动估计方法以及运动估计器，且特别有关于一种适用于并行处理的运动估计方法以及运动估计器。

背景技术

运动估计(motion estimation)在帧速率转换(frame rate up conversion,FRC)中为相当重要的技术。运动估计是指寻找最佳或第二最佳运动向量(Motion Vector)。通常图像帧(image frame)可能会被分成多数个区块(blocks)。运动向量可能指示区块的运动方向与运动距离。通常相邻帧(neighboring frames)在时间与空间上表现出强烈的相关性，且通常彼此间具有相似或是相同的部分。相关技术呈现三维递归搜寻(threedimension recursive,3DRS)区块匹配器，其具有设置为当前区块(current block)的左上和右上相邻区块的最佳运动向量的两个候选运动向量，其中，相对应的收敛方向或搜寻方向是从左到右与从上到下。

请参照图1，图1是依照传统的三维递归搜寻(3DRS)运动估计的候选集的示意图。传统的3DRS运动估计方法是藉由使用候选集的运动向量来计算在当前帧(current frame)中的当前区块B0的运动向量。请参照图1，当前帧的区块B0具有候选集，包括在当前帧中，当前区块B0的左上方区块104的空间候选运动向量Sa，在先前帧(previous frame)中，当前区块B0的右上方区块106的空间候选运动向量Sb，在先前帧中，区块108的时间候选运动向量Ta，在先前帧中，区块110的时间候选运动向量Tb以及在先前帧中，区块102的时间候选运动向量T0。请注意，先前帧的区块102与当前帧中的区块B0为相同的位置。先前帧的区块102，108，110以及当前帧的区块104，106具有先前各自的运动估计处理。当运动向量T0、Ta与Tb被称为时间运动向量(因为其相关区块设置于先前帧中)时，运动向量Sa、Sb被称为空间运动向量(因为区块104与106设置于与区块B0相同的帧中)。

图2是说明前向(forward)运动估算算法以及后向(backward)运动估算算法。请同时参照图1以及图2，从具有参考帧的当前帧的相关性的区块的各自运动估算处理以获得运动向量Sa、Sb。依据设计以及使用需求，所述参考帧可以是在后向运动估计中的先前帧(例如是帧F-1)或是在前向运动估计中的未来帧(例如是帧F+1)。后向运动估算获得运动向量mvb且前向运动估算获得运动向量mvf。相同地，从具有参考帧F-2(后向运动估计)或是参考帧F(前向运动估计)的先前帧F-1中，各自的相关联区块以获得运动向量T0、Ta、Tb。

图3是传统3DRS运动估计的运动向量候选集。除了如图1所示的运动向量，从帧F、F-1的区块之外，区块B0的运动向量候选还包括空间运动向量Sa、Sb的大的随机位移以及小的随机位移，且还包括零运动向量或全局运动向量(global motion vector,GMV)。

候选空间运动向量是来自不在当前区块B0的同一行或同一列的区块。这将对于行或列之间的并行处理造成困难。由于用于当前区块B0的运动估计处理无法被启动，直到具有候选空间运动向量(即区块104，106)完成运动估计被联结，且获得各自的运动向量Sa、Sb。由于候选运动向量特别是空间运动向量来自与当前区块B0划分的区块，这可以在用于当前区块B0时以获得准确的运动向量，同时明显地降低收敛速度。针对一图像中的复杂运动，在传统的3DRS技术中，将导致较低的收敛速度以及将位移向量预测错误。

发明内容

本发明提供一种具有更快速的收敛速度以及更精确的运动向量的运动估计装置与方法。