專利名稱：基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻編碼技術(shù)，尤其涉及視頻編碼技術(shù)中的基于單一片面理論的快速分像素 運(yùn)動(dòng)搜索方法。
背景技術(shù)：
H.264標(biāo)準(zhǔn)是由聯(lián)合視頻工作組制定的，該標(biāo)準(zhǔn)為廣播、存儲(chǔ)設(shè)備、對(duì)話服務(wù)以及無(wú)線 網(wǎng)絡(luò)等方面的視頻技術(shù)提供了技術(shù)支持，該標(biāo)準(zhǔn)與以往的標(biāo)準(zhǔn)相比，例如H.263、 H.263+ 、H. 263++和]\ ^0-4，在視頻編碼效率上取得了很大的提高，在相同視頻質(zhì)量下，H.264不僅 比H. 263和MPEG-4節(jié)約了50。/。的碼率，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能。H. 264采用了許 多新的技術(shù)，包括多模式的幀內(nèi)預(yù)測(cè)、FMO(靈活模塊次序)、1/4像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng) 補(bǔ)償、多參考幀技術(shù)、環(huán)路濾波技術(shù)等。這些新的技術(shù)不僅使得H.264具有了更好的視頻壓 縮性能，而且讓視頻標(biāo)準(zhǔn)能更廣泛地、更靈活地應(yīng)用于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
幀間預(yù)測(cè)即通過(guò)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)對(duì)視頻源進(jìn)行壓縮編碼。當(dāng)前幀中的宏塊通過(guò)在參考幀中 尋找匹配的宏塊進(jìn)行預(yù)測(cè)，其當(dāng)前幀中的宏塊位置與參考幀中的宏塊位置差為運(yùn)動(dòng)向量。幀 間預(yù)測(cè)的關(guān)鍵部分就在于如何尋找匹配塊，即運(yùn)動(dòng)搜索。運(yùn)動(dòng)搜索精確度影響著視頻壓縮的 效率和重建的質(zhì)量，現(xiàn)有技術(shù)中，H.264中采用了l/4像素精度的運(yùn)動(dòng)搜索方法，為了達(dá)到 1/4像素的搜索精度，運(yùn)動(dòng)搜索算法分為三步，第一步，運(yùn)動(dòng)搜索在一個(gè)搜索范圍內(nèi)采用整 像素匹配的搜索方法找出最優(yōu)整數(shù)點(diǎn)(運(yùn)動(dòng)向量所指的點(diǎn))；第二步，檢測(cè)最優(yōu)整數(shù)點(diǎn)附近 的4個(gè)l/2像素點(diǎn)以找到最優(yōu)l/2像素點(diǎn)；第三步，檢測(cè)最優(yōu)l/2像素點(diǎn)附近的4個(gè)l/4像素點(diǎn)以 找到最優(yōu)l/4像素點(diǎn)。這種運(yùn)動(dòng)搜索的方法在很大程度上提高了幀間預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，提高了 視頻壓縮的效率，但在同時(shí)，卻帶來(lái)了大量的計(jì)算量。可以看出，上述運(yùn)動(dòng)搜索算法每次需 要檢測(cè)至少8個(gè)點(diǎn)才能達(dá)到l/4像素精度，編碼速度欠佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法 ，在保證運(yùn)動(dòng)搜索精度的同時(shí)減少檢測(cè)的點(diǎn)數(shù)以提高編碼器的速度。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索 方法，包括以下步驟
a.采用整像素匹配方法找出最優(yōu)整像素點(diǎn)；b. 根據(jù)最優(yōu)整像素點(diǎn)周圍的整像素點(diǎn)的誤差值的大小判斷l(xiāng)/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向；
c. 在l/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上根據(jù)與最優(yōu)整像素點(diǎn)相鄰的兩個(gè)整像素點(diǎn)的誤差值判斷 該方向上的1 /2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)順序；
d. 檢測(cè)出最優(yōu)l/2像素點(diǎn)；
e. 根據(jù)最優(yōu)l/2像素點(diǎn)周圍的l/2像素點(diǎn)的誤差值的大小判斷l(xiāng)/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向；
f. 在l/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上根據(jù)與最優(yōu)l/2像素點(diǎn)相鄰的兩個(gè)l/2像素點(diǎn)的誤差值判 斷該方向上的1 /4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)順序；
g. 檢測(cè)出最優(yōu)l/4像素點(diǎn)。
所述步驟b中，如果在X方向上的整像素點(diǎn)的最小誤差值小于等于在Y方向上的整像素點(diǎn) 的最小誤差值，則優(yōu)先檢測(cè)X方向上的1 /2像素點(diǎn)，否則優(yōu)先檢測(cè)Y方向上的1 /2像素點(diǎn)。
所述步驟c中，在l/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上，比較整像素點(diǎn)的誤差值的大小，優(yōu)先檢測(cè) 與具有較小誤差值的整像素點(diǎn)相鄰的l/2像素點(diǎn)。
所述步驟e中，如果在X方向上的l/2像素點(diǎn)的最小誤差值小于等于在Y方向上的l/2像素 點(diǎn)的最小誤差值，則優(yōu)先檢測(cè)X方向上的1 /4像素點(diǎn)，否則優(yōu)先檢測(cè)Y方向上的1 /4像素點(diǎn)。
所述步驟f中，在l/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上，比較l/2像素點(diǎn)的誤差值的大小，優(yōu)先檢 測(cè)與具有較小誤差值的l/2像素點(diǎn)相鄰的l/4像素點(diǎn)。
本發(fā)明的有益效果是保證了運(yùn)動(dòng)搜索的精度的同時(shí)減少檢測(cè)點(diǎn)數(shù)，平均檢測(cè)不到8個(gè) 點(diǎn)就可以達(dá)到l/4像素精度，提高了編碼效率。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明充分利用了在運(yùn)動(dòng)搜索時(shí)，比較已檢測(cè)的整像素點(diǎn)的誤差值大小來(lái)判定對(duì)l/2像 素點(diǎn)的優(yōu)先檢測(cè)方向及順序，再比較已檢測(cè)的l/2像素點(diǎn)的誤差值大小來(lái)判定對(duì)l/4像素點(diǎn)的 優(yōu)先檢測(cè)方向及順序。即總是不斷尋找具有最大可能性的最優(yōu)點(diǎn)，最后達(dá)到l/4精度，通過(guò) 實(shí)踐，檢測(cè)點(diǎn)數(shù)平均不到8個(gè)點(diǎn)，這樣即保證了精度，也提高了編碼效率。
本發(fā)明的實(shí)施包括以下步驟a.采用整像素匹配方法找出最優(yōu)整像素點(diǎn)；b.根據(jù)最優(yōu)整 像素點(diǎn)周圍的整像素點(diǎn)的誤差值的大小判斷l(xiāng)/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向；c.在l/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢 測(cè)方向上根據(jù)與最優(yōu)整像素點(diǎn)相鄰的兩個(gè)整像素點(diǎn)的誤差值判斷該方向上的l/2像素點(diǎn)優(yōu)先 檢測(cè)順序；d.檢測(cè)出最優(yōu)l/2像素點(diǎn)；e.根據(jù)最優(yōu)l/2像素點(diǎn)周圍的l/2像素點(diǎn)的誤差值的大 小判斷l(xiāng)/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向；f.在l/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上根據(jù)與最優(yōu)l/2像素點(diǎn)相鄰 的兩個(gè)l/2像素點(diǎn)的誤差值判斷該方向上的l/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)順序；g.檢測(cè)出最優(yōu)l/4像素點(diǎn)。
實(shí)施例
首先采用整像素匹配方法找出最優(yōu)整像素點(diǎn)，本例中假設(shè)最優(yōu)整像素點(diǎn)為(0， 0)點(diǎn)(
本發(fā)明中所述的坐標(biāo)點(diǎn)均為平面直角坐標(biāo)點(diǎn))，與之相鄰的有四個(gè)整像素點(diǎn)分別為(0， 4) 、(0， -4) 、 (4， 0) 、 (-4， 0)，他們的誤差值分別為S(O， 4) 、 S(O， -4) 、 S(4， 0 )、S(-4， 0)，在(0， 0)點(diǎn)周圍有8個(gè)l/2像素點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(0， 2) 、 (0， -2)、 (2， -2) 、 (2， 2) 、 (-2， 2) 、 (-2， -2) 、 (2， 0)和(-2， 0)，他們的誤差值分 另U為S(O， 2) 、 S(O， 一2) 、 S(2， 一2) 、 S(2， 2) 、 S(—2， 2) 、 S(—2， 一2) 、 S(2， 0)禾口 S(-2， 0)，在搜索最優(yōu)整像素點(diǎn)時(shí)，其周圍的的整像素點(diǎn)被檢測(cè)到的情況可能不一樣，對(duì)于 沒有被檢測(cè)到的點(diǎn)，將其誤差值設(shè)為MAX誤差(為一很大的正整數(shù))。在搜索最優(yōu)l/2像素點(diǎn) 時(shí)，需要先確定檢測(cè)方向，若min(S(-4，0)，S(4，0))《min(S (0， -4) ， S (0， 4))，說(shuō)明在X方 向上的1/2像素點(diǎn)為最優(yōu)點(diǎn)的可能性比在Y方向上的大，則優(yōu)先檢測(cè)X方向，反之則先檢測(cè)Y方 向。在確定優(yōu)先檢測(cè)X方向后，若S(-4，0)《S(4，0)，說(shuō)明在X方向上負(fù)半軸上的l/2像素點(diǎn) 為最優(yōu)點(diǎn)的可能性比在正半軸上的大，則優(yōu)先檢測(cè)(-2， 0)點(diǎn)，反之則檢測(cè)(2， 0)點(diǎn)。 這樣就能以較少的檢測(cè)點(diǎn)搜索出l/2精度的最優(yōu)像素點(diǎn)。
對(duì)于l/4精度最優(yōu)像素點(diǎn)，其搜索方法與l/2精度最優(yōu)像素點(diǎn)的搜索方法基本一致，以最 優(yōu)l/2像素點(diǎn)為(0， 0)點(diǎn)為例，其周圍有8個(gè)l/4像素點(diǎn)，分別為(0， 1) 、 (0， -1)、( 1， -1) 、 (1， 1) 、 (-1， 1) 、 (-1， -1) 、 (1， 0)和(-1， 0);首先需要判斷檢測(cè) 方向，若min(S(-2，0)，S(2，0))《min (S (0， —2) ， S (0， 2))，說(shuō)明在X方向上的l/4像素點(diǎn)為 最優(yōu)點(diǎn)的可能性比在Y方向上的大，則優(yōu)先檢測(cè)X方向，反之則先檢測(cè)Y方向。在確定優(yōu)先檢 測(cè)X方向后，若S(-2，0)《S(2，0)，說(shuō)明在X方向上負(fù)半軸上的l/4像素點(diǎn)為最優(yōu)點(diǎn)的可能性 比在正半軸上的大，則優(yōu)先檢測(cè)(-i， 0)點(diǎn)，反之則檢測(cè)(1， 0)點(diǎn)。這樣就能以較少的 檢測(cè)點(diǎn)搜索出l/4精度的最優(yōu)像素點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明，采用本發(fā)明中的方法，達(dá)到l/4精 度最優(yōu)像素點(diǎn)時(shí)，所檢測(cè)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)平均不到8個(gè)，這樣就提高了編碼效率。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法，其特征在于包括以下步驟a. 采用整像素匹配方法找出最優(yōu)整像素點(diǎn)；b. 根據(jù)最優(yōu)整像素點(diǎn)周圍的整像素點(diǎn)的誤差值的大小判斷1/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向；c. 在1/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上根據(jù)與最優(yōu)整像素點(diǎn)相鄰的兩個(gè)整像素點(diǎn)的誤差值判斷該方向上的1/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)順序；d. 檢測(cè)出最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；e. 根據(jù)最優(yōu)1/2像素點(diǎn)周圍的1/2像素點(diǎn)的誤差值的大小判斷1/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向；f. 在1/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上根據(jù)與最優(yōu)1/2像素點(diǎn)相鄰的兩個(gè)1/2像素點(diǎn)的誤差值判斷該方向上的1/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)順序；g. 檢測(cè)出最優(yōu)1/4像素點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法 ，其特征在于所述步驟b中，如果在X方向上的整像素點(diǎn)的最小誤差值小于等于在Y方向上 的整像素點(diǎn)的最小誤差值，則優(yōu)先檢測(cè)X方向上的1 /2像素點(diǎn)，否則優(yōu)先檢測(cè)Y方向上的1 /2像 素點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法 ，其特征在于所述步驟c中，在l/2像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上，比較整像素點(diǎn)的誤差值的大小 ，優(yōu)先檢測(cè)與具有較小誤差值的整像素點(diǎn)相鄰的l/2像素點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法 ，其特征在于所述步驟e中，如果在X方向上的1/2像素點(diǎn)的最小誤差值小于等于在Y方向上 的1 /2像素點(diǎn)的最小誤差值，則優(yōu)先檢測(cè)X方向上的1 /4像素點(diǎn)，否則優(yōu)先檢測(cè)Y方向上的1/4 像素點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法 ，其特征在于所述步驟f中，在l/4像素點(diǎn)優(yōu)先檢測(cè)方向上，比較l/2像素點(diǎn)的誤差值的大 小，優(yōu)先檢測(cè)與具有較小誤差值的l/2像素點(diǎn)相鄰的l/4像素點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及視頻編碼技術(shù)，尤其涉及視頻編碼技術(shù)中的基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法。本發(fā)明公開了一種基于單一片面理論的快速分像素運(yùn)動(dòng)搜索方法，在保證運(yùn)動(dòng)搜索精度的同時(shí)減少檢測(cè)的點(diǎn)數(shù)以提高編碼器的速度。其技術(shù)方案的要點(diǎn)可概括為在最優(yōu)整像素點(diǎn)周圍根據(jù)其它整像素點(diǎn)的誤差值大小來(lái)判斷1/2像素點(diǎn)的檢測(cè)方向及檢測(cè)順序，檢測(cè)出最優(yōu)1/2像素點(diǎn)后，根據(jù)其周圍的其它1/2像素點(diǎn)的誤差值大小來(lái)判斷1/4像素點(diǎn)的檢測(cè)方向及檢測(cè)順序，檢測(cè)出最優(yōu)1/4像素點(diǎn)。本發(fā)明在保證了運(yùn)動(dòng)搜索的精度的同時(shí)減少檢測(cè)點(diǎn)數(shù)，平均檢測(cè)不到8個(gè)點(diǎn)就可以達(dá)到1/4像素精度，提高了編碼效率，適用于快速視頻編碼。
文檔編號(hào)H04N7/32GK101521821SQ200910301488
公開日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者升 官, 春 方, 魯國(guó)寧 申請(qǐng)人:四川虹微技術(shù)有限公司