[发明专利]一种基于多参考帧的H.264快速运动估计的方法

摘要

本发明公开了一种基于多参考帧的H.264快速运动估计的方法。多参考帧是H.264中新引入的技术，该技术可以显著的提高编码效率，但同时也使得编码复杂度线性增长。传统的快速方法一般只利用了运动矢量的时间相关性，而本方法同时利用时间相关性和空间相关性。在使用了多参考帧技术的H.264编码中，采用该快速运动估计方法，可以在保持视频压缩质量基本不变的情况下，有效的降低编码的运算复杂度。

主权项

1.一种基于多参考帧的H.264快速运动估计的方法，其特征在于：1)在采用多参考帧技术的H.264中，在编码P帧时，利用H.264标准实现中的全搜索方法得到模式1与模式4在最临近参考帧上的运动矢量；2)利用权利要求1步骤1)中所得到的模式1与模式4在最临近参考帧的运动矢量，计算模式1与模式4在除最临近参考帧外所有参考帧上的运动矢量，方法如下：对任一宏块采用公式(1)所述的前向主运动矢量选择算法得到在任一参考帧上的预测运动矢量；PMV(mi，k+1)＝参考帧k中与MV(mi，k)所指向的块有最大面积交集的宏块的运动矢量+MV(mi，k)MV(mi，k)＝Refine(PMV(mi，k))PMV(mi，0)＝MV(mi，0) (1)i＝1或4；k＝0，1，2，...，N-1其中i表示模式，N表示参考帧的数目；PMV(mi，k)表示模式i在参考帧上的预测运动矢量，MV(mi，k)为模式i在参考帧k上的运动矢量；特别的，MV(mi，0)表示模式i在最临近参考帧上的运动矢量，可由权利要求1步骤1)中得到；Refine(PMV)表示对PMV作小范围全搜索得到准确的运动矢量，搜索范围由公式(2)给出；SR_FDVS(j)＝Distance(j)，Distance(j)＝j+1 (2)j＝0，1，2，...，N-1其中SR_FDVS(j)表示参考帧j上所采用的搜索范围，Distance(j)表示参考帧j与当前帧在帧数上的间隔；N为参考帧数目；3)利用权利要求1步骤1)、2)中所得到的模式1与模式4在所有参考帧上的运动矢量，计算模式2、3、5、6、7在所有参考帧上的运动矢量，计算方法是采用上层预测算法：在任一参考帧上的任一宏块，模式1的运动矢量作为模式2、3的预测运动矢量，模式4作为模式5，6的预测运动矢量，模式5、6的运动矢量平均值作为模式7的预测运动矢量，计算公式如公式(3)； MV(m1，k) ，当i＝2或3PMV(mi，k)＝ MV(m4，k) ，当i＝5或6 (3) (MV(m5，k)+MV(m6，k))/2 ，当i＝7MV(mi，k)＝Refine(PMV(mi，k))i＝1，2，3..7；k＝0，1，2...N-1；其中MV(mi，k)、PMV(mi，k)分别表示模式i在参考帧k上的运动矢量、预测运动矢量；Refine(PMV)表示对PMV作小范围全搜索得到准确的运动矢量，搜索范围由公式(4)给出；N为参考帧数目；SR_UL(j)＝Ceil(Distance(j)/2)，Distance(j)＝j+1 (4)j＝0，1，2，...，N-1其中SR_UL(j)表示参考帧j上所采用的搜索范围，Distance(j)表示参考帧j与当前帧在帧数上的间隔，Ceil(x)为取顶操作，表示取不小于x的最小整数；N为参考帧数目；至此，所有模式在任一参考帧上的运动矢量均已得到。