[发明专利]HEVC整像素运动估计方法及装置

说明书

本发明公开了一种HEVC整像素运动估计方法及装置，相关方案中每次搜索参考像素都是完全复用的，可以减少带宽，同时加快数据处理速度，粗搜索和细搜索阶段SAD计算单元复用，可以减少资源的利用。此外，相关方案以较低的资源利用率，实时性的特点完成HEVC标准下的整像素运动估计。

技术领域

本发明涉及高清数字视频压缩编码技术领域，尤其涉及一种HEVC整像素运动估计方法及装置。

背景技术

HEVC(High Efficiency Video Coding)是下一代视频压缩编码标准。在相同视频清晰度的情况下，视频压缩后的码率只有H.264的50％。

整像素运动估计是帧间预测的一部分，在HEVC中，CU(code unit)是最基本的帧间编码单元，其尺寸大小为64×64，32×32,，16×16，8×8，单位为像素。每个CU可以被划分为多个PU，PU是帧间预测的基本单元，大小可以从8×4到64×64。

运动估计是在已编码的图(参考帧)中为当前PU寻找一个最佳匹配块，该块与当前PU相对位置的偏移即为最优运动矢量(MV,motion vector)。

在HEVC中，图像处理像素块的大小最大为64×64，这对数据带宽和速度都提出了非常大的挑战，为此有必要进行深入研究，以减少带宽成本和数据处理代价。

发明内容

本发明的目的是提供一种HEVC整像素运动估计方法及装置，可以以较低的带宽成本和数据处理代价完成HEVC标准下的整像素运动估计。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种HEVC整像素运动估计装置，包括：

划分单元，用于将待处理的最大编码单元LCU根据LCU四叉树划分深度进行划分处理；

粗搜索单元，用于对划分后深度为0～2处的2N×2N的像素块分别进行粗搜索，根据每个搜索点的率失真代价，确定各深度的像素块粗搜索的最佳匹配点；其中，N＝8，16，32；

细搜索单元，用于在细搜索时，对划分后的像素块以及参考图像搜索窗口进行下采样处理；对深度为0～2处的所有像素块分别进行细搜索，搜索中心点为相应深度粗搜索的最佳匹配点；对深度为3处的N×N的像素块分别进行细搜索，搜索中心点为深度2像素块粗搜索的最佳匹配点；根据每个搜索点的率失真代价，得到各个像素块细搜索的最佳匹配点，即各个像素块的最佳运动矢量；同时，进行最佳模式判决最终得到LCU的最佳划分模式。

所述粗搜索时，在±64范围内以步长为8进行全搜索；其中，划分后待处理的像素块存储于Current RAM中，参考像素存储于Reference RAM中；

LCU的像素大小为64×64，当划分为深度为1的四个32×32的像素块时，分别对四个32×32的像素块进行粗搜索；其中，64×64的LCU的深度为0；

对于每一个32×32的像素块，其还包含了深度为2的四个16×16的像素块，则对于这五个像素块进行粗搜索时，采用层次复用的参考像素调度策略来进行不同搜索点参考像素的调度，从而获得每一像素块在各搜索点的SAD值；

利用一个深度为256的SAD RAM来存储32×32的像素块的SAD值；当四个32×32的像素块粗搜索完成后，能够得到深度为0的64×64的LCU在各搜索点的SAD值；

利用相应运动矢量的编码比特数R(MV)，及其在各搜索点的SAD值，来计算用每一深度的像素块在各搜索点的率失真代价：

RD cost＝SAD+λR(MV)；

上式中，λ拉格朗日乘数因子；

对于每一深度的像素块，选择率失真代价最小的搜索点作为最佳匹配点。