專利名稱：一種h.264編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的快速搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種H. 264編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的快速搜索方法，屬于視頻編碼技術(shù)。
背景技術(shù)：
由于H. 264編碼中運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算量在編碼器總的計(jì)算量中占到很大比重，達(dá)到 70%-80%，因此運(yùn)動(dòng)估計(jì)的改進(jìn)可以大大提高編碼器的效率。H. 264采用的是1/4像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，因?yàn)閷?shí)際中，超過1/8像素后，通過繼 續(xù)提高像素精度來提高編碼性能的效果已經(jīng)不明顯了。隨著大量高效的整像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)快 速搜索算法的應(yīng)用，實(shí)際的整像素搜索點(diǎn)的數(shù)目只需10個(gè)左右即可，而這就使得1/4像素 運(yùn)動(dòng)估計(jì)的計(jì)算量在整個(gè)運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算量中的比重越來越大，因此提高1/4像素運(yùn)動(dòng)估計(jì) 的效率可以有效減少編碼的計(jì)算量。1/4像素全搜索算法就是從整像素點(diǎn)到1/2像素點(diǎn)，再到1/4像素點(diǎn)搜索逐步細(xì) 化的過程，而它的每一步搜索都是從該步的搜索起點(diǎn)開始，把它8個(gè)方向的像素點(diǎn)都進(jìn)行 SAD的計(jì)算，而實(shí)際上，這8個(gè)方向的像素點(diǎn)的概率是不一樣的，有些甚至是無效的計(jì)算，并 且往往有一種情況就是經(jīng)過1/4像素精度的全搜索之后，最佳匹配點(diǎn)卻仍是最初搜索的起 點(diǎn)，這樣實(shí)際上浪費(fèi)了 16個(gè)像素點(diǎn)SAD值的計(jì)算。全搜索算法存在大量的不必要的計(jì)算， 消耗了大量的計(jì)算時(shí)間，降低了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供能夠有效提高了視頻編碼效率又較好的保持 了圖像質(zhì)量的一種H. 264編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的快速搜索方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
一種H. 264編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的快速搜索方法，其特征在于所述方法的步驟如下
(一)首先計(jì)算第一搜索起點(diǎn)0周圍菱形的4個(gè)1/4像素點(diǎn)的SAD值，然后將它們與所 述第一搜索起點(diǎn)0的SAD值進(jìn)行比較，具有最小SAD值的點(diǎn)為最優(yōu)點(diǎn)；
當(dāng)最優(yōu)點(diǎn)為所述第一搜索起點(diǎn)0，則搜索結(jié)束；得到最優(yōu)1/4像素點(diǎn)；否則進(jìn)行下述第 (二)步；
(二)比較所述第一搜索起點(diǎn)0周圍8個(gè)相鄰的整像素點(diǎn)的SAD值，其中SAD值最小的 那個(gè)整像素點(diǎn)為次優(yōu)點(diǎn)L ；
(1)當(dāng)所述次優(yōu)點(diǎn)L位于以所述第一搜索起點(diǎn)0為中心的正方形的4個(gè)角時(shí)，所要進(jìn)一 步搜索的3個(gè)1/2像素點(diǎn)位于“L”型或倒“L”型的3個(gè)頂點(diǎn)上；
取所述次優(yōu)點(diǎn)L所在的位置點(diǎn)為第二搜索起點(diǎn)，即所述4個(gè)角中的一個(gè)整像素點(diǎn)； 再搜索位于“L”型或倒“L”型3個(gè)頂點(diǎn)上的3個(gè)1/2像素點(diǎn)的SAD值，然后比較它們 的SAD值，求出其最小值，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；
(2)當(dāng)所述次優(yōu)點(diǎn)L位于以所述第一搜索起點(diǎn)0為中心的正方形的4個(gè)邊的中點(diǎn)時(shí)，所 要進(jìn)一步搜索的3個(gè)1/2像素點(diǎn)位于一條直線上；
3取所述次優(yōu)點(diǎn)L所在的位置點(diǎn)為第三搜索起點(diǎn)，再搜索位于所述一條直線上的3個(gè)1/2 像素點(diǎn)，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小值，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；
(三)以上述第(二)步中的第(1)步和第(2)步中得到的最優(yōu)1/2像素點(diǎn)為第四搜索起 點(diǎn)，采用菱形搜索法搜索1/4像素點(diǎn)，比較所述最優(yōu)1/2像素點(diǎn)周圍4個(gè)1/4像素點(diǎn)的SAD 值，得到1/4最優(yōu)像素點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果是減少了搜索像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，搜索點(diǎn)的個(gè)數(shù)共有11個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低 于1/4像素全搜索的17個(gè)像素點(diǎn)，提高了運(yùn)動(dòng)估計(jì)的速度，大大減少了編碼時(shí)間，從而既提 高了視頻編碼效率，又較好地保持了圖像的質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明所述搜索方法算法的示意圖2-1和圖2-2是本發(fā)明搜索1/2像素點(diǎn)時(shí)的示意圖； 圖3是本發(fā)明的流程圖。在圖1和圖2中，“〇”為整像素點(diǎn)，“Δ”為1/2像素點(diǎn)，“
”為1/4像素點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例(參見圖3): 本實(shí)施例的步驟如下
(一)如圖1所示，首先計(jì)算第一搜索起點(diǎn)0周圍菱形的4個(gè)1/4像素點(diǎn)i、n、m、ir的 SAD值，然后將它們與第一搜索起點(diǎn)0的SAD值進(jìn)行比較，具有最小SAD值的點(diǎn)為最優(yōu)點(diǎn)，當(dāng) 最優(yōu)點(diǎn)是第一搜索起點(diǎn)0，則搜索結(jié)束，得到最優(yōu)1/4像素點(diǎn)；否則進(jìn)行下述第(二)步。
(二)比較第一搜索起點(diǎn)0周圍8個(gè)相鄰的整像素點(diǎn)錢、錢、錢、、K、V7、H1、//2的 SAD值，找到SAD值最小的那個(gè)像素點(diǎn)，記為次優(yōu)點(diǎn)￡。 (1)當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L位于以第一搜索起點(diǎn)0為中心的正方形的四個(gè)角時(shí)，即像素點(diǎn)珥、 螞、蠔、螞(見圖2-1)，此時(shí)要搜索的3個(gè)1/2像素點(diǎn)位于“L”型或倒“L”型的3個(gè)頂點(diǎn)上； 當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為餌，則搜索的1/2像素點(diǎn)為1、2、8，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為叢，則搜索的1/2像素點(diǎn)為2、3、4，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為叢，則搜索的1/2像素點(diǎn)為4、5、6，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為^ ,則搜索的1/2像素點(diǎn)為6、7、8，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
(2)當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L位于以第一搜索起點(diǎn)0為中心的正方形的4個(gè)邊的中心點(diǎn)時(shí)，即像素點(diǎn) m W2 (見圖2-2)，此時(shí)要搜索的3個(gè)1/2像素點(diǎn)位于一條直線上；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為坧，則搜索的丨/2像素點(diǎn)為1、2、3，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小
4者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)!^為蠔，則搜索的像素點(diǎn)為5、6、7，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為巧，則搜索的1/2像素點(diǎn)為7、8、1，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
當(dāng)次優(yōu)點(diǎn)L為&則搜索的像素點(diǎn)為3、4、5，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小 者，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；然后進(jìn)入下述第(三)步；
(三)以上述第(二)步得到的最優(yōu)1/2像素點(diǎn)為第四搜索起點(diǎn)，利用菱形搜索算法，進(jìn) 行搜索，得到最優(yōu)的1/4像素點(diǎn)；例如，如圖2-1和圖2-2中假定第(二)步得到的最優(yōu)1/2 像素點(diǎn)為點(diǎn)7，其菱形搜索算法中的四個(gè)1/4像素點(diǎn)為a、b、c、d，然后分別計(jì)算它們的SAD 值，比較得到具有最小SAD值的點(diǎn)即為最優(yōu)1/4像素點(diǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種H. 264編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的快速搜索方法，其特征在于所述方法的步驟如下(一)首先計(jì)算第一搜索起點(diǎn)0周圍菱形的4個(gè)1/4像素點(diǎn)的SAD值，然后將它們與所 述第一搜索起點(diǎn)0的SAD值進(jìn)行比較，具有最小SAD值的點(diǎn)為最優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)最優(yōu)點(diǎn)為所述第一搜索起點(diǎn)0，則搜索結(jié)束；得到最優(yōu)1/4像素點(diǎn)；否則進(jìn)行下述第 (二)步；(二)比較所述第一搜索起點(diǎn)0周圍8個(gè)相鄰的整像素點(diǎn)的SAD值，其中SAD值最小的 那個(gè)整像素點(diǎn)為次優(yōu)點(diǎn)L ；(1)當(dāng)所述次優(yōu)點(diǎn)L位于以所述第一搜索起點(diǎn)0為中心的正方形的4個(gè)角時(shí)，所要進(jìn)一 步搜索的3個(gè)1/2像素點(diǎn)位于“L”型或倒“L”型的3個(gè)頂點(diǎn)上；取所述次優(yōu)點(diǎn)L所在的位置點(diǎn)為第二搜索起點(diǎn)，即所述4個(gè)角中的一個(gè)整像素點(diǎn)；再搜索位于“L”型或倒“L”型3個(gè)頂點(diǎn)上的3個(gè)1/2像素點(diǎn)的SAD值，然后比較它們 的SAD值，求出其最小值，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；(2)當(dāng)所述次優(yōu)點(diǎn)L位于以所述第一搜索起點(diǎn)0為中心的正方形的4個(gè)邊的中點(diǎn)時(shí)，所 要進(jìn)一步搜索的3個(gè)1/2像素點(diǎn)位于一條直線上；取所述次優(yōu)點(diǎn)L所在的位置點(diǎn)為第三搜索起點(diǎn)，再搜索位于所述一條直線上的3個(gè)1/2 像素點(diǎn)，然后計(jì)算它們的SAD值，求出其最小值，得到最優(yōu)1/2像素點(diǎn)；(三)以上述第(二)步中的第(1)步和第(2)步中得到的最優(yōu)1/2像素點(diǎn)為第四搜索起 點(diǎn)，采用菱形搜索法搜索1/4像素點(diǎn)，比較所述最優(yōu)1/2像素點(diǎn)周圍4個(gè)1/4像素點(diǎn)的SAD 值，得到1/4最優(yōu)像素點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種H.264編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)中的快速搜索方法，其包括以下步驟(一)首先計(jì)算第一搜索起點(diǎn)O周圍的4個(gè)1/4像素點(diǎn)的SAD值，比較得出SAD值最小的點(diǎn)，記為最優(yōu)點(diǎn)；(二)當(dāng)?shù)?一)步中的最優(yōu)點(diǎn)不是第一搜索起點(diǎn)O，則比較第一搜索起點(diǎn)O周圍8個(gè)鄰近的整像素點(diǎn)，將SAD值最小的點(diǎn)記為次優(yōu)點(diǎn)；根據(jù)次優(yōu)點(diǎn)的不同方位，確定1/2像素點(diǎn)的預(yù)測(cè)方向，然后計(jì)算具有最小SAD值的1/2像素點(diǎn)；(三)以求得的1/2像素點(diǎn)為第四搜索起點(diǎn)，采用菱形搜索法，求得最優(yōu)的1/4像素點(diǎn)。本發(fā)明依據(jù)搜索起點(diǎn)周圍的像素點(diǎn)具有不同概率的特點(diǎn)，確定了分像素的搜索方向，大大減少了搜索的像素?cái)?shù)，提高了H.264中運(yùn)動(dòng)估計(jì)的效率。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102123284SQ20111006547
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者劉立國(guó), 劉立松, 李俊紅, 柳香, 段勝業(yè), 郭蔚, 陳高天, 黃麗霞 申請(qǐng)人:河北師范大學(xué)