專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種視頻壓縮中的處理方法，特別涉及一種視頻壓縮中快速塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的搜索方法。技術(shù)背景由于視頻序列圖像在時(shí)間軸上具有較強(qiáng)的相關(guān)性，運(yùn)動(dòng)估計(jì)(ME)及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(MC)技術(shù)可以有效的減少時(shí)間相關(guān)性，因此該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種視頻壓縮編碼方案中。運(yùn)動(dòng)估計(jì)用來(lái)估計(jì)物體的位移，得到運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償根據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)矢量，對(duì)前一幀中由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的位移進(jìn)行調(diào)整，從而得到盡可能接近本幀的預(yù)測(cè)幀。由此可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法越完善，估計(jì)出的運(yùn)動(dòng)矢量越準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男阅芫驮胶?，從而使預(yù)測(cè)誤差越小，編碼后需要傳輸?shù)男畔⒘恳矊㈦S之大大減少，整個(gè)系統(tǒng)的碼率壓縮比得到很大的提高，因此運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償技術(shù)己經(jīng)成為視頻序列圖像編碼系統(tǒng)中減少時(shí)間冗余、提高壓縮比的重要技術(shù)。現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法有多種，其中塊匹配法以其算法簡(jiǎn)單有效、易于硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，被當(dāng)今所有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)所采用。塊匹配的基本思想就是將當(dāng)前幀分成若干個(gè)大小相同的塊，對(duì)每一個(gè)塊(當(dāng)前塊)分別在參考幀中的一定區(qū)域(稱(chēng)為搜索窗)內(nèi)，按照一定的匹配準(zhǔn)則搜索與之最接近的塊(稱(chēng)為預(yù)測(cè)塊)，預(yù)測(cè)塊與當(dāng)前塊之間的位移稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)矢量，它們的像素間的差值稱(chēng)為殘差塊，預(yù)測(cè)塊與當(dāng)前塊之間通過(guò)匹配準(zhǔn)則函數(shù)得到的值稱(chēng)為塊失真度(BDM)。這樣當(dāng)前幀中的每一塊都可用一個(gè)殘差塊和一對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)表示。圖1為塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)的示意圖。塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)可以從三個(gè)方面進(jìn)行研究塊形狀與大小、塊匹配準(zhǔn)則、搜索策略。目前，塊形狀與大小以及塊匹配準(zhǔn)則由于相對(duì)比較簡(jiǎn)單，已經(jīng)有了比較一致的選擇。而搜索策略最為復(fù)雜，它決定了一個(gè)塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的好壞，因此一直是快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)研究的主要方向。目前的H.26X和MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等標(biāo)準(zhǔn)采用的都是基于塊運(yùn)動(dòng)估計(jì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g壓縮方案，其壓縮比和基于幀內(nèi)壓縮的標(biāo)準(zhǔn)(如JPEG)相比有較大的提高。如在H.261的編碼過(guò)程中，在采用著名的三步快速搜索法的情況下，運(yùn)動(dòng)估計(jì)仍要占用整個(gè)編碼過(guò)程的63%的計(jì)算量；而在11263編碼器中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)占用了42%的計(jì)算量。因此，運(yùn)動(dòng)估計(jì)是視頻壓縮的瓶頸。由于上述原因，高效快速的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法一直是視頻壓縮領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。尤其是從1997年10月召開(kāi)的MPEG會(huì)議上開(kāi)始征集運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速算法以來(lái)，在視頻編碼中運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法的研究領(lǐng)域中競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。為此，很多運(yùn)動(dòng)估計(jì)的快速算法從降低匹配函數(shù)復(fù)雜度和降低搜索點(diǎn)數(shù)等方面進(jìn)行了改進(jìn)，早期的運(yùn)動(dòng)估計(jì)改進(jìn)算法主要有三步搜索法(TSS)，后來(lái)為了進(jìn)一步提高計(jì)算速度和預(yù)測(cè)矢量精度，利用運(yùn)動(dòng)矢量的中心偏移分布特性來(lái)設(shè)計(jì)搜索模式，相繼又提出了新三步法(NTSS)、四步法(FSS)、菱形搜速法(DS)、十字菱形搜索法(CDS)和六邊形搜索法(HEXBS)等算法。在所有的搜索算法中,.全搜索算法雖然精度最高，但是巨大的計(jì)算復(fù)雜度使其不宜實(shí)時(shí)應(yīng)用。三步法通過(guò)限制搜索位置的數(shù)目來(lái)減小計(jì)算復(fù)雜度，不利于估計(jì)小的運(yùn)動(dòng)且容易陷入局部最小。新三步法，四步法，菱形搜索法和六邊形搜索法提高了匹配速度，減小了陷入局部最小的可能性，但是搜索點(diǎn)數(shù)依然較多，可以進(jìn)一步優(yōu)化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法，在不影響圖像質(zhì)量的同時(shí)能夠大大降低了計(jì)算復(fù)雜度，縮短了計(jì)算時(shí)間。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法，其特征在于包括以下步驟'第一步(小十字模式)在小十字模式的5個(gè)搜索點(diǎn)中，應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出最小塊失真(MBD)所在點(diǎn)，如果最小塊失真MBD點(diǎn)在小十字模式的中心，則一步搜索停止，得到最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量MV(O,O);否則，進(jìn)入第二步；第二步(小十字模式)以第一步所搜索的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心構(gòu)造新的小十字模式，搜尋3個(gè)新的搜索點(diǎn)，應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如果該點(diǎn)在小十字模式的中心，則二步搜索停止，得到最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量MV(士l，O)或(O，±1);否則，進(jìn)入第三步；第三步(大十字模式)搜索大十字模式3個(gè)還沒(méi)有搜索到的點(diǎn)，應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，以作為下一步搜索的中心；第四步(大菱形模式)以第三步中的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心，構(gòu)造大菱形搜索模式，應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如果該點(diǎn)在大菱形的中心，進(jìn)入第五步；否則，繼續(xù)第四步；第五步(小菱形模式)以第四步中的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心，構(gòu)造小菱形搜索模式，應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)。該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的向量即為最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量。采用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則搜索所述的最小塊失真MBD點(diǎn)，改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則具體如下在塊匹配算法BMA中，改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則只使用塊其中的一部分像素就可以對(duì)失真度有較好的度量。定義塊的大小為16x16，第n幀左上角坐標(biāo)為(m，n)的塊與第n-l幀左上角坐標(biāo)為(m+p,w+《)的塊間的失真度量SAD值由下式給出-15—IS>SC(ff^;7，gr)=〉:>1乂(附+/，"+力-1,(附+/+/,"+9+/)|其中，/(附+,'，"+力表示第11幀坐標(biāo)為(>+/，"+刀像素點(diǎn)的像素值。將失真度量&4Z)(m,";;7,《):分成16個(gè)部分失真度量^《(w,(k=l,2，...,16)。第k個(gè)部分失真度量的定義如下式所示■sac/4(m,m;j3,g)=ZZ|/(m+4!'+^，w+4乂+/+4/十5^,w+9+47+々)1'■=0乂=0其中A，t分別為第k個(gè)部分失真度量所用左上角像素點(diǎn)相對(duì)于塊左上角的水平和垂直偏移。部分失真度量sa《(m,w;A《)(k-l,2，…,16)的計(jì)算順序如圖5方框內(nèi)序號(hào)所示。第k次累加部分失真度量的定義如下式所示(附,w;g)=Ssad,(附，7T,p，g),=1如果第k次累加部分失真度量滿(mǎn)足16x(w,m;m)>A:xmin(&4D)其中min(&4")是搜索過(guò)程中當(dāng)前得到的最小失真，k為自己設(shè)定的整數(shù)，取值范圍為32^^16，則認(rèn)為該點(diǎn)不可能為匹配點(diǎn)。否則，繼續(xù)計(jì)算第k+l次累加部分失真度量&4￡>4+1(m,n;p,g)，再進(jìn)行比較。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的搜索方法在菱形搜索之前加上十字搜索，并對(duì)傳統(tǒng)的十字菱形搜索做出了改進(jìn)，使其進(jìn)一步符合視頻序列間運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，減少了尋找最優(yōu)匹配塊的搜索點(diǎn)，從而縮短了搜索時(shí)間；本發(fā)明還采用了中途停止，即一步停止和二步停止，對(duì)靜止和半靜止塊的搜索速度有顯著的提高；本發(fā)明同時(shí)對(duì)最優(yōu)匹配準(zhǔn)則進(jìn)行了優(yōu)化，在不影響判別失真度情況下，大大降低了計(jì)算復(fù)雜度，縮短了計(jì)算時(shí)間。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明本發(fā)明的搜索方法對(duì)各種測(cè)試視頻序列都有較好的適應(yīng)性，尤其是對(duì)背景變化不太大的序列，搜索點(diǎn)數(shù)明顯降低，搜索時(shí)間有較大的減少，而搜索質(zhì)量(運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償后的圖像的峰值信噪比PSNR)降低很少甚至沒(méi)有變化。圖1.塊匹配模型；圖2.十字菱形搜索中的搜索模式圖2(a)表示菱形模式，其中G)表示大菱形模式，E3表示小菱形模式；圖2(b)表示十字模式，其中表示大十字模式，攀表示小十字模式；圖3.本發(fā)明的十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法流程圖；圖4.本發(fā)明的十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法搜索示例圖4(a)表示一步停止；圖4(b)表示二步停止；圖4(c)表示搜索大十字模式?jīng)]有搜索到的3個(gè)點(diǎn)；圖4(d)表示大菱形搜索；圖4(e)表示小菱形搜索得到最終運(yùn)動(dòng)矢量MV;圖5.改進(jìn)的部分失真準(zhǔn)則所用到的搜索點(diǎn)；其中16個(gè)數(shù)字表示部分失真度量的計(jì)算順序，16個(gè)黑點(diǎn)為1個(gè)部分失真度量所用到的像素；圖6.akiyo.qcif視頻中第19幀、20幀的原始圖像、運(yùn)動(dòng)矢量圖以及運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償圖像圖6(a)表示參考幀第19幀；圖6(b)表示原始幀第20幀；圖6(c)表示運(yùn)動(dòng)矢量圖；圖6(d)表示本發(fā)明十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法對(duì)第20幀的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償圖像；圖7.對(duì)mother-daughter.cif視頻前70幀逐幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)圖7(a)表示每幀搜索點(diǎn)數(shù)；圖7(b)表示運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償后每幀圖像的峰值信噪比。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式詳細(xì)介紹本發(fā)明。本發(fā)明的一種十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法分為兩種模式十字模式和菱形模式，如圖2所示，其中十字模式分為大十字模式和小十字模式，菱形模式分為大菱形模式和小菱形模式。本發(fā)明改進(jìn)的十字菱形搜索方法的前兩步采用小十字模式，而并非傳統(tǒng)的十字菱形搜索方法中首先使用大十字模式進(jìn)行搜索，從而使得在靜止塊和準(zhǔn)靜止塊中，可以用更少的搜索點(diǎn)便可找到匹配塊。然后搜索大十字模式?jīng)]有搜索到的點(diǎn)和準(zhǔn)靜止區(qū)域中沒(méi)有搜索到的點(diǎn)，以為下面的菱形搜索找到更精確的搜索方向。圖3所示為本發(fā)明的十字菱形搜索方法流程圖，圖4為本實(shí)施例的一種十字菱形搜索方法，具體步驟如下(1)、(小十字模式)應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，在小十字模式中的.5個(gè)搜索點(diǎn)中搜索最小塊失真MBD所在點(diǎn)。如圖4(a)所示，此步驟中小十字模式的5個(gè)搜索點(diǎn)用①表示。如果最小塊失真MBD點(diǎn)在小十字模式的中心，即中心的黑色的①位置處，此時(shí)一步搜索停止，得到最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量MV(0，0);否則，進(jìn)入步驟(2);(2)、(小十字模式)以步驟(1)搜索到的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心構(gòu)造新的小十字模式，應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，此時(shí)需要搜尋3個(gè)新的搜索點(diǎn)，如圖4(b)中的增加的②所示。緊接著再搜索最小塊失真MBD點(diǎn)，如果該點(diǎn)在小十字模式的中心，即中心的黑色的①位置處，二步搜索停止，得到最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量MV(士l,O)或(O,±1);否則，進(jìn)入步驟(3);(3)、(大十字模式)搜索大十字模式3個(gè)還沒(méi)有搜索到的點(diǎn)，如圖4(c)中的增加的③所示。應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，搜索新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如黑色的②位置處，以作為下一步搜索的中心；(4)、(大菱形模式)以上一步的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心，構(gòu)造大菱形搜索模式，如圖4(d)中的增加的④所示。應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如果該點(diǎn)在大菱形的中心，即中心的黑色的②位置處，進(jìn)入步驟(5);否則，繼續(xù)步驟(4);(5)、(小菱形模式)以步驟(4)所搜索到的位于大菱形的中心的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心，構(gòu)造小菱形搜索模式，如圖4(e)中的增加的⑤所示。應(yīng)用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如黑色的⑤位置處，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的向量即為最終要求的運(yùn)動(dòng).矢量。相比菱形搜索法和現(xiàn)有的十字菱形搜索法，本發(fā)明的十字菱形搜索法最大的改進(jìn)是搜索點(diǎn)數(shù)減少，搜索速度提高，尤其是對(duì)靜止塊或準(zhǔn)靜止塊(|MV|-1)。對(duì)于靜止塊，菱形搜索法需要搜索13個(gè)搜索點(diǎn)，現(xiàn)有的十字菱形搜索需要搜索9個(gè)點(diǎn)，而本發(fā)明的十字菱形搜索法只需要搜索5個(gè)點(diǎn)；對(duì)于準(zhǔn)靜止塊，菱形搜索法需要搜索13個(gè)搜索點(diǎn)，現(xiàn)有的十字菱形搜索法需要搜索11個(gè)點(diǎn)，而本發(fā)明的十字菱形搜索法只需要搜索7個(gè)點(diǎn)。在以上步驟中的改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下在塊匹配算法BMA中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)通常使用塊的全部像素來(lái)計(jì)算失真度，這大大增加了計(jì)算的復(fù)雜度。實(shí)際上，只使用塊其中的一部分像素就可以對(duì)失真度有較好的度量。定義塊的大小為16x16，第n幀左上角坐標(biāo)為(m,ft)的塊與第n-l幀左上角坐標(biāo)為(柳+A"+《)的塊間的失真度量SAD值由下式給出」5■S4D^;，q)=〉:>1乂(附+/，"+力丄(附+;7+/,,+力其中，/(>+/，"+刀表示第n幀坐標(biāo)為O+/，"+像素點(diǎn)的像素值。將失真度量&4Z)(m,";/7,《)分成16個(gè)部分失真度量m《(附，(k=l，2,...，16)。第k個(gè)部分失真度量的定義如下式所示■sm/4O,p，《)=ZZj/"O+4/+^,"+4_/+)一(w+/+4/+&,m+《+4_/+)|'■=o_/=o其中A，々分別為第k個(gè)部分失真度量所用左上角像素點(diǎn)相對(duì)于塊左上角的水平和垂直偏移。部分失真度量^《0,n;;,《)(]^l,2,…,16)的計(jì)算順序如圖5方框內(nèi)序號(hào)所示。第k次累加部分失真度量的定義如下式所示&4Z^(m,w;p，《)=Zs"《(附，w;p，《)對(duì)于累加部分失真度量來(lái)說(shuō)，這樣的計(jì)算順序使其用到的像素點(diǎn)在塊內(nèi)均勻分布。如果進(jìn)行判斷時(shí)累加部分失真度量&4A(m,";A《)所用的像素點(diǎn)太少，則不能正確的表征塊的失真，非?？赡茉斐墒д`。對(duì)大量的測(cè)試視頻序列進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)A》3時(shí)，誤判的概率小于5%。在本發(fā)明中，如果第k次累加部分失真度量滿(mǎn)足16x(附,"；/，《)>A:xmin(S^D)其中min(&4D)是搜索過(guò)程中當(dāng)前得到的最小失真，k為自己設(shè)定的整數(shù)，取值范圍為3Sit^16，則認(rèn)為該點(diǎn)不可能為匹配點(diǎn)。否則，繼續(xù)計(jì)算第k+l次累加部分失真度量&iDt+1(m，w;p，《)，再進(jìn)行比較。為了驗(yàn)證本發(fā)明的十字菱形搜索方法，對(duì)多個(gè)不同運(yùn)動(dòng)程度的視頻序列進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)CPU為InterCore2E6300,主頻1.86GHz,內(nèi)存2G，在VisualC++6.0環(huán)境中進(jìn)行編程。在實(shí)驗(yàn)仿真中，宏塊的大小為16x16像素，搜索窗口的最大距離在水平和垂直方向均為士7像素，失真準(zhǔn)則采用了改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則。測(cè)試中用到了六個(gè)不同運(yùn)動(dòng)程度的視頻序列，分別為低空間細(xì)節(jié)且運(yùn)動(dòng)緩慢的測(cè)試序列claire.cif,hall.cif;中等空間細(xì)節(jié)且運(yùn)動(dòng)一般的測(cè)試序列foreman.cif,flower,cif,paris.cif;高空間細(xì)節(jié)且運(yùn)動(dòng)劇烈的測(cè)試序列stefan.cif。測(cè)試序列均取視頻序列前面的70幀。將本發(fā)明的十字菱形搜索方法,簡(jiǎn)稱(chēng)為新十字菱形搜索法NCDS，同現(xiàn)有三步搜索法TSS、新型三步搜索法NTSS、菱形搜索法DS、十字菱形搜索法CDS在兩個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比(1)搜索點(diǎn)數(shù)每一幀測(cè)試序列搜索到最小塊失真MBD點(diǎn)、即最佳匹配塊所需要的搜索點(diǎn)數(shù);(2)峰值信噪比PSNR:用以衡量運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償后的圖像和原圖像的差別。PSNR=10xlogl0(2552/MSE)其中15152從表2可以看出在所有的視頻測(cè)試序列中，NCDS所用到的搜索點(diǎn)數(shù)是所有搜索算法中最少的，具體有TSS>NTSS>DS>CDS〉NCDS。尤其對(duì)運(yùn)動(dòng)不太劇烈且背景變化不太大的視頻序列，如claire.cif和hall.cif，NCDS較DS能節(jié)省41%的搜索點(diǎn)，NCDS較CDS能節(jié)省16%的搜索點(diǎn)。對(duì)運(yùn)動(dòng)劇烈且背景有較大變化的視頻序列，如stefan.cif，NCDS也有較好的效果。表2每幀的平均搜索點(diǎn)數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表3可以看出相比于CDS，NCDS的PSNR下降的很少(大約有0~1.7%的下降)，尤其是對(duì)測(cè)試序列背景變化不大的視頻，NCDS擁有和CDS差不多的PSNR。表3平均峰值信噪比PSNR<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>針對(duì)視頻akiyo.qcif，抽取其任意一幀(第20幀，如圖6(b)所示)，圖6(a)是其參考幀第19幀，應(yīng)用NCDS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償，得到運(yùn)動(dòng)矢量圖和其補(bǔ)償后圖像如圖6(c)和圖6(d)所示。更進(jìn)一步，對(duì)中等空間細(xì)節(jié)且運(yùn)動(dòng)一般的測(cè)試序列mother-daughter.cif的前70幀的每一幀所用到的搜索點(diǎn)數(shù)和運(yùn)動(dòng)估計(jì)補(bǔ)償后的峰值信噪比(PSNR)做了實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如圖7所示。權(quán)利要求1、一種十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法，其特征在于包括以下步驟(1)在小十字模式的5個(gè)搜索點(diǎn)中，搜索最小塊失真MBD所在點(diǎn)，如果最小塊失真MBD點(diǎn)在小十字模式的中心，則一步搜索停止，得到最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量MV(0，0)；否則，進(jìn)入步驟(2)；(2)以步驟(1)所搜索的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心構(gòu)造新的小十字模式，搜尋3個(gè)新的搜索點(diǎn)，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如果該點(diǎn)在小十字模式的中心，則二步搜索停止，得到最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量MV(±1，0)或(0，±1)；否則，進(jìn)入步驟(3)；(3)搜索大十字模式3個(gè)還沒(méi)有搜索到的點(diǎn)，找出最小塊失真MBD點(diǎn)，以作為下一步搜索的中心；(4)以步驟(3)中的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心，構(gòu)造大菱形搜索模式，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，如果該點(diǎn)在大菱形的中心，進(jìn)入步驟(5)；否則，繼續(xù)步驟(4)；(5)以步驟(4)所搜索到的最小塊失真MBD點(diǎn)為中心，構(gòu)造小菱形搜索模式，找出新的最小塊失真MBD點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的向量即為最終要求的運(yùn)動(dòng)矢量。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種十字菱形運(yùn)動(dòng)估計(jì)搜索方法，其特征在于采用改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則搜索所述的最小塊失真MBD點(diǎn)，改進(jìn)的部分塊失真準(zhǔn)則具體如下-定義塊的大小為16x16，第n幀左上角坐標(biāo)為(w,")的塊與第n-l幀左上角坐標(biāo)為(m,n)的塊間的失真度量SAD由下式給出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中,fn(m+i,n+j)表示第n幀坐標(biāo)為(m+i,n+j)像素點(diǎn)的像素值；將失真度量SAD)m,n;p,q)分成16個(gè)部分失真度量sadk(m,n;p,1)(k=l,2，...,16)，第k個(gè)部分失真度量的定義如下式所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中A，分別為第k個(gè)部分失真度量所用左上角像素點(diǎn)相對(duì)于塊左上角的水平和垂直偏移，第k次累加部分失真度量的定義如下式所示-&4Z)A(附，"；_p，《)=2ra《(w，"；；，《)如果第k次累加部分失真度量滿(mǎn)足16x(w，"；；，g)>&xmin(5^D)其中minOSL4D)是搜索過(guò)程中當(dāng)前得到的最小失真，k為自己設(shè)定的整數(shù)，取值范圍為3St《16，則認(rèn)為該點(diǎn)不可能為匹配點(diǎn)；否則，繼續(xù)計(jì)算第k+l次累加部分失真度量&4A+1(m,n;p,《)，再進(jìn)行比較。全文摘要一種新型的十字菱形搜索方法，首先用小十字模式進(jìn)行預(yù)搜索，找到最小塊匹配失真(MBD)點(diǎn)，以MBD為中心構(gòu)造大十字搜索模式，找到MBD；然后以大十字模式的MBD為中心，開(kāi)始菱形搜索首先搜索大菱形，如果MBD在中心，以小菱形方式搜索，找到的MBD點(diǎn)即為最終的塊匹配失真點(diǎn)。否則繼續(xù)大菱形搜索。十字菱形還采用了中途停止技術(shù)，對(duì)靜止和半靜止塊的搜索速度有顯著的提高。改進(jìn)的部分失真準(zhǔn)則在不影響失真度的情況下大大降低了計(jì)算復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明新型十字菱形搜索方法比菱形搜索方法和十字菱形搜索方法在信噪比降低很少甚至不降低的情況下，分別節(jié)省41％和16％的搜索點(diǎn)，和其它流行的塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法相比，本方法有更快的搜索速度和更小的失真度。文檔編號(hào)H04N7/32GK101394566SQ20081022498公開(kāi)日2009年3月25日申請(qǐng)日期2008年10月29日優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日發(fā)明者申曉東,祝世平申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)