專利名稱：針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字視頻處理技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)計，具體是一種針對擴展可變塊 的視頻圖像運動估計方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字視頻傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)中往往存在著大量的冗余數(shù)據(jù)，如果可以將那些冗余數(shù) 據(jù)除去，從而可以大大減少數(shù)據(jù)的傳輸量。運動估計(Motion Estim ation，簡稱ME)通過消 除運動圖像中時間域的相關(guān)性，計算兩幀之間的參考幀的絕對差值(the Sum of Absolute Difference，簡稱SAD)，由于兩幀之間的差可以用比幀內(nèi)編碼少得多的比特數(shù)來編碼，從而 達到壓縮圖像的目的。運動補償(Motion Compensation，簡稱MC)利用先前圖像和運動估 計的結(jié)果來預(yù)測、補償當(dāng)前的圖像。由于視頻圖像是位于時間軸區(qū)間內(nèi)的一組連續(xù)畫面，因此相鄰幀間的變化量一般 很小，僅是運動物體的空間位置略有移動。因此運動估計和運動補償技術(shù)是去除大量冗余 的有效方法。運動估計作為視頻編碼器的核心部件，也是視頻壓縮中的最復(fù)雜的部分，對視頻 圖像的編碼壓縮質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用。在運動估計的研究中，人們針對不同應(yīng)用提出了 多種不同的方案；在這些方案中，最為經(jīng)典且具有實用性的為全搜索塊匹配(Full Search Block MatchingAlgorithm,簡稱 FSBM)。全搜索塊匹配(FullSearch Block Matching Algorithm，簡稱 FSBM)是指，將圖 像中的一幀的搜索區(qū)域劃分成許多互不重疊的16 X 16像素宏塊(Macro-Block，簡稱MB)之 后，每一宏塊與相鄰幀搜索區(qū)域的所有塊的像素值進行比較匹配來得到最佳匹配塊，即具 有與當(dāng)前塊比較匹配后擁有最小SAD值的塊。所得的匹配塊與當(dāng)前塊的相對位移稱為運動 矢量(MotionVector，簡稱MV)。視頻壓縮編碼時，僅對運動矢量即可?；诤陦K的全搜索塊匹配運動估計結(jié)構(gòu)簡單，易于硬件實現(xiàn)，硬件電路結(jié)構(gòu)整齊， 并且可重復(fù)性高，易于擴展，并能夠得到全局最優(yōu)的運動矢量，因此被廣泛應(yīng)用于各種視頻 編碼標(biāo)準(zhǔn)中。該中運動估計方法的最大缺點是運算量較大。在基于宏塊的運動估計的基礎(chǔ)上，人們又引入的基于可變塊的運動估計。與基于 宏塊的運動估計不同，在可變塊運動估計中，進行運動估計的塊除了包括16X16像素的宏 塊外，還包括4X4、4X8、8X4、8X8、8X16、16X8等不同大小的塊。通過采用不同大小的 塊進行運動估計，可以有效地壓縮視頻圖像的時間冗余，因而可變塊運動估計被廣泛應(yīng)用 到H. 264、AVS等視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中。在當(dāng)前正在制定的High Performance Coding標(biāo)準(zhǔn)中，人們提出了擴展可變塊 運動估計，進行運動估計的塊包括4\4、4\8、8\4、8\8、8\16、16\8、16\16、16父32、 32X16、32X32、32X64、64X32、64X64像素這些大小不同的塊。如圖1所示。擴展可變塊運動估計的最大塊的大小增加為64X64像素，但由于采用可變塊的 運動估計，既有如64 X 64這樣較大宏塊SAD計算，又有如4 X 4等小的塊的SAD計算，因此采
3用擴展可變塊的運動估計后視頻壓縮質(zhì)量會有較大提高。但引入擴展可變塊運動估計后， 進行SAD運算的最大塊的大小變大且進行SAD運算的塊的種類增多，會導(dǎo)致計算復(fù)雜度增 加，硬件電路消耗變大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種針對擴展可變塊的視頻圖像運動 估計方法，將參考塊劃分為64X4的基本塊條帶，再利用對參考塊和搜索區(qū)域的數(shù)據(jù)流的 組織，以及搜索窗和掃描窗的特殊計算順序，并利用加法樹結(jié)構(gòu)進行SAD值的疊加，達到高 效進行運動估計的目的。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)本發(fā)明包括以下步驟第一步、將正方形宏塊劃分為著干基本塊條帶進行SAD值的計算；所述的正方形宏塊是指運動估計中，宏塊是指將視頻圖像中的每一幀劃分為一 定尺寸的圖像，并對宏塊大小的圖像進行計算以求得最佳匹配塊；所述的宏塊的尺寸為64像素X64像素；所述的基本塊條帶是指宏塊被劃分為共16列，每列尺寸為64X4像素的圖像。 所述的 SAD 值是指SAD(i,j) = ESJ=12Lilfk(m,n) - ^1Cm + i,n + j)|，其中fk(m，n)為當(dāng)前參考塊的像素值，fk_1(m+i,n+j)為相對于當(dāng)前參考塊偏移為(i， j)的候選塊的像素值，即搜索區(qū)域的候選塊的像素值。第二步、將第一步得到的所有基本塊條帶的SAD值與該基本塊條帶所屬的同一個 宏塊中的其他基本塊條帶的SAD利用加法樹結(jié)構(gòu)進行疊加，得到正方形宏塊的SAD值。所述的加法樹是指將多個需要疊加的值分組兩兩相加后，再將得到的結(jié)構(gòu)兩兩 相加，直至得到最后的結(jié)果。第三步、利用正方形宏塊的SAD值得到最小SAD值，即可得到最佳匹配塊和其對應(yīng) 的運動向量，得到匹配塊的信息，從而對其進行編碼，完成運動估計。根據(jù)本發(fā)明所提出的運動估計方法，所對應(yīng)的核心電路結(jié)構(gòu)主要有SAD運算模塊 及對應(yīng)的數(shù)據(jù)緩存模塊，此外還有SAD值疊加模塊。根據(jù)本發(fā)明所提出的針對擴展可變塊 的運動估計，SAD運算模塊的每一次運算僅需負責(zé)64X4的基本塊條帶的SAD運算，不需進 行64X64像素的宏塊的SAD值運算；數(shù)據(jù)緩存模塊負責(zé)緩存搜索區(qū)域數(shù)據(jù)；參考塊數(shù)據(jù)在 電路結(jié)構(gòu)內(nèi)部不需緩存，直接從外部讀入。并且根據(jù)本發(fā)明所提出的針對擴展可變塊的運 動估計方法，在一定的控制信號的控制下在數(shù)據(jù)緩存模塊與外部之間、SAD運算模塊與緩存 模塊之間傳遞搜索區(qū)域數(shù)據(jù)，同時在一定的控制信號下控制參考塊數(shù)據(jù)的讀入。通過SAD模塊對輸入的搜索區(qū)域的基本塊條帶及參考塊的基本塊條帶的數(shù)據(jù)的 運算，再將得到的基本塊條帶的SAD值輸入SAD值疊加模塊，得到大的宏塊的SAD值。


圖1為擴展宏塊運動估計的塊大小示意圖。圖2為64X64的參考幀的劃分示意圖。圖3為搜索窗示意圖。圖4為掃描窗示意圖。
圖5為搜索窗、掃描窗與參考塊對應(yīng)關(guān)系示意圖。圖6為SAD值的累加示意圖。圖7為掃描小塊內(nèi)掃描順序?qū)?yīng)圖。圖8為第奇數(shù)次大掃描的計算順序示意圖。圖9為第偶數(shù)次大掃描的計算順序示意圖。圖10為第奇數(shù)次和偶數(shù)次大掃描疊加后的計算順序示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。本實施例通過以下方式實現(xiàn)擴展可變塊的視頻圖像運動估計(1)參考塊的定義及劃分參考塊擴展宏塊運動估計中宏塊大小為64X64像素，稱為參考塊。基本塊條帶將參考塊均勻劃分為16列，每列包含64X4像素，將其稱為的基本塊 條帶，如圖2所示。其中，將64X4像素的基本塊條帶劃分為16個4X4像素的基本塊。這樣，對于一個64X64像素的宏塊來說，它包括16個基本塊條帶，每個基本塊條 帶包括16個4X4像素的基本塊。(2)搜索窗的定義及劃分基于塊的絕對差值(SAD)計算基于塊匹配的運動估計的基本思想是將視頻圖像 序列中的每一幀都劃分為大小相同的、互不重疊的MXN的小宏塊，并在M、N均較小的前提 下，假設(shè)宏塊內(nèi)的所有像素點只做平移運動，而無旋轉(zhuǎn)、拉伸等運動。在一定的搜索范圍內(nèi)， 按照一定規(guī)則計算當(dāng)前幀的每一宏塊和參考幀中的宏塊的SAD值?；趬K的SAD計算定義 如下
M NSAD(i,j) = ^ ^!^(ιη,^-^^ + ,η + ΟΙ
m=ln=l其中，fk(m，n)為當(dāng)前參考塊的像素值，fk_1(m+1,n+j)為相對于當(dāng)前參考塊偏移為(i， j)的候選塊的像素值。搜索區(qū)域以當(dāng)前參考塊在當(dāng)前幀的位置為坐標(biāo)，在參考幀中找到相應(yīng)的位置點， 并以該點確定一個半徑為P的搜索范圍進行基于塊的SAD計算。其中，以半徑為ρ的[-p， P]搜索范圍，稱之為搜索區(qū)域。搜索窗在[ρ，-ρ]的搜索區(qū)域中，每一個搜索點對應(yīng)于一個塊的SAD計算，因此 總共包含(2p+l) X (2p+l)個宏塊的SAD計算。以搜索點的坐標(biāo)來表示這些需要進行塊的 SAD計算，由這些搜索點構(gòu)成的區(qū)域稱為搜索窗。對于[-p，ρ]的搜索區(qū)域，其搜索窗大小 為(2p+l) X (2p+l)。搜索小塊在搜索窗中，根據(jù)數(shù)據(jù)流組織需要，將搜索窗劃分為4X4的小塊，稱為 搜索小塊。圖3給出了以ρ = 16為例的搜索窗的示意圖，搜索窗大小為32 X 32，劃分為64個
搜索小塊。
(3)掃描窗的定義及劃分掃描窗對于(2p+l) X (2p+l)大小的搜索窗，對于參考塊中被劃分為64X4像素 的每一個基本塊條帶，對應(yīng)為(2p+l) X64的區(qū)域內(nèi)的基本塊條帶的SAD值計算，稱為掃描 窗。掃描窗中，每一個點對應(yīng)于一個基本塊條帶的SAD計算，以這些掃描點的坐標(biāo)來表示需 要進行SAD計算的基本塊條帶。掃描小塊與搜索小塊類似，在掃描窗中，將掃描窗劃分為4X4的小塊，稱為掃描 小塊。一個掃描小塊內(nèi)的SAD計算為16個不同的當(dāng)前塊內(nèi)的基本塊條帶和同一個參考塊 內(nèi)的基本塊條帶之間的計算。圖4給出了以ρ = 16為例的掃描窗的示意圖，掃描窗大小為32X64，劃分為128 個掃描小塊。對于一個(2p+l) X (2p+l)大小的搜索窗，總共對應(yīng)(2p+l)/4個掃描窗。圖5給 出了搜索窗、掃描窗和參考塊的對應(yīng)關(guān)系。一個搜索小塊的64X 64像素SAD值計算對應(yīng)一 大行掃描小塊的基本塊條帶SAD計算，一列搜索小塊的64X64像素SAD值計算對應(yīng)一個掃 描窗的基本塊條帶SAD計算。以ρ = 16為例，掃描窗的大小與搜索窗相對應(yīng)為32X64，劃分為8X16 = 128個 4X4的掃描小塊。其中，每個掃描小塊對應(yīng)16個基本塊條帶的SAD值計算，一大行掃描小 塊對應(yīng)一個搜索小塊的16個64X64像素宏塊的SAD值計算，一個掃描窗對應(yīng)搜索窗中一 大列搜索小塊的128個宏塊的SAD值計算。所述的SAD值通過以下方式得到以搜索區(qū)域為[_16，16]，搜索窗大小為32X32， 參考塊大小為64X64為例，具體介紹本發(fā)明所設(shè)計的數(shù)據(jù)流組織和SAD計算方法。將64X64的宏塊劃分為64X4像素的基本塊條帶進行運動估計，以基本塊條帶為 單位進行SAD值計算，在數(shù)據(jù)初始化之后，對輸入的搜索區(qū)域及相應(yīng)的參考塊數(shù)據(jù)進行SAD 值的計算，每個時鐘周期可以輸出一個基本塊條帶的SAD值，16個時鐘周期則輸出搜索窗 中一個4X4的搜索小塊的對應(yīng)的16個基本塊條帶的值。然后依次計算接下去15個基本 塊條帶的SAD值，共需要16X16 = 256個時鐘周期。如圖6所示。對于搜索窗內(nèi)的某一點而言，每隔16個時鐘周期將輸出該點對應(yīng)的64X64像素 宏塊中的一個基本塊條帶的SAD值。依次類推，經(jīng)過16X16 = 256個時鐘周期可以得到 搜索窗內(nèi)的一個搜索小塊中的16個點所對應(yīng)的16個64X64宏塊的SAD值所需的所有基 本塊條帶的SAD值，即經(jīng)過256個時鐘周期可以算出搜索窗內(nèi)一個4X4搜索塊內(nèi)的16個 64X64像素的SAD值。其中，基本塊條帶的SAD值由4X4的小塊的SAD值利用加法樹得 到，64X64像素宏塊的SAD值由基本塊條帶的SAD值疊加得到。(1)搜索窗內(nèi)計算順序其中，將32X32像素的搜索窗劃分為64個搜索小塊后。在搜索窗的小塊級別需要 滿足一定的計算順序，以和各列的基本塊條帶的掃描順序相對應(yīng)。因此，經(jīng)過研究和設(shè)計， 搜索窗內(nèi)以4X4的塊為單位的計算順序如圖3中標(biāo)號所示。搜索窗內(nèi)的搜索小塊計算順序為倒下的之字形掃描路徑，兩列之間的銜接為相鄰 的兩個4X4小塊之間的銜接，而非全部從上至下或全部從下至上；例如第一列從1號小塊 掃描至8號小塊，不是跳回最上方的16號小塊而是銜接到相鄰的9號小塊。這樣的計算順 序設(shè)計能夠提高數(shù)據(jù)復(fù)用率，減少數(shù)據(jù)的過大變動，減少數(shù)據(jù)的等待時間。
以搜索窗內(nèi)的各塊為例，1號小塊對應(yīng)與掃描窗內(nèi)的第一大行(指的是掃描窗內(nèi) 橫向的16個掃描小塊組成的一大行)，具體地講為掃描窗內(nèi)第一大行從第一個掃描小塊開 始從左至右連續(xù)16個4X4的小塊，即對應(yīng)16X 16 = 256個基本塊條帶的SAD值；搜索窗 內(nèi)的2號小塊則類似的對應(yīng)掃描窗內(nèi)第二大行，依次類推，搜索窗內(nèi)的8號小塊對應(yīng)掃描窗 內(nèi)第八大行，并將搜索窗內(nèi)1號至8號對應(yīng)的掃描窗內(nèi)的掃描完成記為第一次大掃描。9號小塊則對應(yīng)掃描窗中第八大行從第二個塊開始從左至右連續(xù)16個4X4的小 塊，10號小塊則對應(yīng)第七大行，依次類推，并將搜索窗內(nèi)9號至16號對應(yīng)的掃描窗內(nèi)的掃 描完成記為第二次大掃描；17號小塊對應(yīng)第一大行從第三個塊開始從左至右連續(xù)的16個 4X4的小塊......(2)掃描窗內(nèi)掃描小塊級別計算順序掃描窗同樣劃分為4X4像素的掃描小塊，塊中各點代表一個基本塊條帶的64X4 像素的SAD值計算的當(dāng)前塊；掃描窗內(nèi)從左至右依次16個4X4像素的小塊記為掃描窗內(nèi) 的一大行。第一次大掃描如上所述，以掃描窗中第一大行從第一塊左起的16個掃描小塊為例其中，第一 個掃描小塊的SAD計算為該掃描小塊中各點對應(yīng)的16個當(dāng)前基本塊條帶與參考塊中第一 大列基本塊條帶的SAD值；其中，第二個掃描小塊計算為該小塊中各點對應(yīng)的16個當(dāng)前基 本塊條帶與參考塊中第二大列基本塊條帶的SAD值；以此類推。經(jīng)過第一大行的16個掃描小塊的SAD值運算后，得到依次與搜索窗中的以1號搜 索小塊中各點對應(yīng)的16個64X 64像素的宏塊的各16列基本塊條帶的SAD值，經(jīng)過疊加后 即得到搜索窗中1號搜索小塊中各點對應(yīng)的16個64X64像素的宏塊的SAD值。接下來第二大行到第八大行對應(yīng)關(guān)系依次類推。與搜索窗中計算順序相對應(yīng)的是，以掃描窗中的掃描小塊為單位，則第奇數(shù)大行 的掃描順序為從左至右，第偶數(shù)大行掃描順序為從右至左。搜索窗中完成這樣一次八大行 的SAD計算稱之為一次大掃描，一次大掃描完成后得到對應(yīng)搜索窗內(nèi)的一列8個搜索小塊 對應(yīng)的128個64X64宏塊的SAD值；則第一次大掃描完成后得到對應(yīng)搜索窗內(nèi)的0號小塊 至8號小塊對應(yīng)的16X8 = 128個64X64宏塊的SAD值。第二次大掃描接下來第二次大掃描則在掃描窗中整體右移一大列，一大行中掃描小塊級別計算 順序依然為從左至右，從倒數(shù)第一行依次向上掃描。類似的，在倒數(shù)第一行從左至右的第一個掃描小塊的SAD計算為該小塊中各點對 應(yīng)的16個當(dāng)前基本塊條帶與參考塊中第一大列基本塊條帶的SAD值；其中，第二個小塊計 算對應(yīng)于掃描小塊中各點對應(yīng)的當(dāng)前基本塊條帶與參考塊中第二大列基本塊條帶的SAD 值；依次類推。經(jīng)過倒數(shù)第一大行的16個小塊的SAD值運算后，得到依次與搜索窗中的以9號搜 索小塊中各點對應(yīng)的16個64X 64像素的宏塊的各16列基本塊條帶的SAD值，經(jīng)過疊加后 即得到搜索窗中9號搜索小塊中各點對應(yīng)的16個64X64像素的宏塊的SAD值。接下來倒數(shù)第二大行到正數(shù)第一大行對應(yīng)關(guān)系依次類推。與搜索窗中計算順序相對應(yīng)的是，以掃描窗中的掃描小塊為單位，則正數(shù)第奇數(shù)大行的掃描順序為從右至左，第偶數(shù)大行掃描順序為從左至右。第二次大掃描完成后得到 對應(yīng)搜索窗內(nèi)的9號小塊至16號小塊對應(yīng)的128個64X64宏塊的SAD值。以掃描窗中的16個掃描小塊組成的一大行為單位，第奇數(shù)次大掃描的計算順序 為從上到下，第偶數(shù)次大掃描為從下到上；且所有奇數(shù)次大掃描的計算順序及讀寫數(shù)據(jù)等 的規(guī)律均相同，所有偶數(shù)次大掃描的規(guī)律也均相同。(3)掃描窗內(nèi)掃描小塊內(nèi)計算順序掃描窗內(nèi)4X4的小塊的計算順序大致分為4種模式，模式1、模式2、模式3和模 式4如圖7所示。模式1、2為以縱向為主的掃描模式，模式3、4為以橫向為主的掃描模式。數(shù)據(jù)的掃描設(shè)計原則是提高數(shù)據(jù)復(fù)用，并用較少的帶寬進行圖像數(shù)據(jù)傳輸，減少 等待時間。運算單元陣列進行SAD運算時，以列為單位輸入數(shù)據(jù)，如果掃描順序出現(xiàn)連續(xù)的 橫向掃描，則每個時鐘周期都需要不斷地有左右大量數(shù)據(jù)進入(64pelX8bit/pel)，數(shù)據(jù)輸 入量較大，則每個時鐘都需要更新一列數(shù)據(jù)；如果掃描順序出現(xiàn)連續(xù)的縱向掃描，則每個時 鐘周期都需要的數(shù)據(jù)僅為上下數(shù)據(jù)更新(4pelX8bit/pel)，四個時鐘周期左右移動一列數(shù) 據(jù)，數(shù)據(jù)輸入量較小，則四個時鐘僅需更新一列數(shù)據(jù)，所以可以將輸入數(shù)據(jù)率減少為每個時 鐘周期1/4列數(shù)據(jù)，可將輸入數(shù)據(jù)帶寬大大減少。所以，設(shè)計的基本原則是將掃描窗的4X4 小塊內(nèi)的掃描順序為保證連續(xù)的縱向移動最多，連續(xù)的橫向移動最少，這樣每個時鐘的需 要更新的數(shù)據(jù)最少。最終將每一次的大掃描總體的詳細掃描順序如圖8所示，各個掃描小塊內(nèi)標(biāo)號代 表與圖7的掃描模式相對應(yīng)的計算順序。其中，灰色塊為計算起始塊。如圖8所示，在第奇數(shù)次大掃描中，經(jīng)過設(shè)計以掃描小塊為單位，每一大行最多僅 有一個小塊采用橫向為主的掃描模式，且以橫向為主的掃描方式僅可能出現(xiàn)在換行處。如圖9所示，在第偶數(shù)次大掃描中，經(jīng)過設(shè)計以掃描小塊為單位，除了最后一行以 外的其他行，與第奇數(shù)次大掃描類似，每一大行僅有一個以橫向掃描為主的掃描模式，不會 出現(xiàn)數(shù)據(jù)來不及更新的現(xiàn)象。但在最后進行掃描的最后一行，由于與第奇數(shù)次大掃描的銜 接，會出現(xiàn)兩個以橫向掃描為主的掃描小塊。在掃描的最后一行(即第一行)出現(xiàn)兩個以橫向掃描為主的小塊，第一行最右側(cè) 的小塊因為與第二行的最后一個小塊的掃描存在較大的數(shù)據(jù)復(fù)用，同理不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 來不及的現(xiàn)象。而第一行的第一個小塊又是一次以橫向掃描為主的小塊，這一小塊掃描時， 會出現(xiàn)數(shù)據(jù)來不及準(zhǔn)備的現(xiàn)象。這時，則需要等待一定的時鐘周期，使數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。經(jīng)過掃 描順序的設(shè)計和研究，需要等待的時鐘周期數(shù)為7。為更清楚的看清兩次大掃描之間的銜接，兩次大掃描疊加后掃描如圖10所示，每 個4X4的小塊內(nèi)的第一個數(shù)字為第一次大掃描，第二個數(shù)字為第二次大掃描，數(shù)字0表示 沒有計算。根據(jù)以上掃描順序，經(jīng)過8次大掃描后，完成對一次對一個64X64的參考宏塊的 在32 X 32搜索窗的SAD值運算。SAD 值疊加為高效的得到各塊的SAD值，本發(fā)明采用加法樹的方案進行SAD值的疊加。首先， 利用多級加法樹將一個4X4的小塊的16個像素的SAD值疊加得到小塊整體的SAD值，然 后再次利用多級加法樹將4X4小塊的SAD值疊加得到大塊的SAD值，便完成SAD值的疊加運算。本發(fā)明針對擴展可變塊數(shù)據(jù)流的特點，綜合考慮運動估計電路的硬件面積、輸入 端口數(shù)、內(nèi)部緩存等各方面，獨特的提出將宏塊劃分為64X4的基本塊條帶后進行運算和 數(shù)據(jù)組織。通過對搜索窗和掃描窗內(nèi)的計算順序和SAD值的疊加進行了獨特的設(shè)計，使得針 對擴展塊的運動估計能夠有效地進行，并使得該運動估計方案利于VLSI實現(xiàn)；并在運算單 元陣列大小僅為宏塊大小的十六分之一，而傳統(tǒng)的運動估計電路結(jié)構(gòu)的運算單元陣列大小 與宏塊大小相同的情況下，保證同樣優(yōu)秀的性能；且通過對搜索區(qū)域數(shù)據(jù)流的設(shè)計，大大提 高了數(shù)據(jù)復(fù)用率，提高數(shù)據(jù)運算效率。
權(quán)利要求
一種針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將正方形宏塊劃分為若干基本塊條帶進行SAD值的計算；第二步、將第一步得到的所有基本塊條帶的SAD值與該基本塊條帶所屬的同一個宏塊中的其他基本塊條帶的SAD利用加法樹結(jié)構(gòu)進行疊加，得到正方形宏塊的SAD值；第三步、利用正方形宏塊的SAD值得到最小SAD值，即可得到最佳匹配塊和其對應(yīng)的運動向量，得到匹配塊的信息，從而對其進行編碼，完成運動估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，其特征是，所述 的正方形宏塊是指運動估計中，宏塊是指將視頻圖像中的每一幀劃分為一定尺寸的圖像， 并對宏塊大小的圖像進行計算以求得最佳匹配塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，其特征是，所 述的宏塊的尺寸為64像素X64像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，其特征是，所述 的基本塊條帶是指宏塊被劃分為共16列，每列尺寸為64X4像素的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，其特征是，所述 的 SAD 值是指SAD(i,j) = SSL1 SL1IfkCm, n)-fk—Jm + i, n +j)I，其中fk(m，n)為當(dāng)前參考 塊的像素值，fk-1(ffl+i,n+J)為相對于當(dāng)前參考塊偏移為(i，j)的候選塊的像素值，即搜索區(qū)域 的候選塊的像素值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，其特征是，所述 的加法樹是指將多個需要疊加的值分組兩兩相加后，再將得到的結(jié)構(gòu)兩兩相加，直至得到 最后的結(jié)果。
全文摘要
一種數(shù)字視頻技術(shù)領(lǐng)域的針對擴展可變塊的視頻圖像運動估計方法，通過將正方形宏塊劃分為若干基本塊條帶進行SAD值的計算；將第一步得到的所有基本塊條帶的SAD值與該基本塊條帶所屬的同一個宏塊中的其他基本塊條帶的SAD利用加法樹結(jié)構(gòu)進行疊加，得到正方形宏塊的SAD值；利用正方形宏塊的SAD值得到最小SAD值，即可得到最佳匹配塊和其對應(yīng)的運動向量，得到匹配塊的信息，從而對其進行編碼，完成運動估計。本發(fā)明通過SAD模塊對輸入的搜索區(qū)域的基本塊條帶及參考塊的基本塊條帶的數(shù)據(jù)的運算，再將得到的基本塊條帶的SAD值輸入SAD值疊加模塊，得到大的宏塊的SAD值。
文檔編號H04N7/26GK101951521SQ20101052577
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月30日
發(fā)明者何衛(wèi)鋒, 毛志剛, 陳偉偉 申請人:上海交通大學(xué)