本發(fā)明涉及視頻圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種運動估計方法和裝置。

背景技術(shù)：

運動估計算法是視頻壓縮編碼的核心算法之一。高質(zhì)量的運動估計算法是高效視頻編碼的前提和基礎(chǔ)。運動估計的基本思想是將圖像序列的每一幀分成許多互不重疊的子塊，然后對當(dāng)前幀中的每一塊根據(jù)一定的匹配準(zhǔn)則從參考幀中找出與當(dāng)前塊最相似的塊，即匹配塊，匹配塊與當(dāng)前塊的相對位移即為運動矢量，得到運動矢量的過程被稱為運動估計。視頻壓縮的時候，只需保存運動矢量和殘差數(shù)據(jù)就可以完全恢復(fù)出當(dāng)前塊。

現(xiàn)有的匹配準(zhǔn)則包括sad、had等，sad匹配準(zhǔn)則定義如下：

上式中，fc(i,j)表示當(dāng)前塊的像素，fr(i,j)表示參考塊的像素，(i,j)表示像素坐標(biāo)，(m,n)表示參考塊相對當(dāng)前塊的位移，使sad(m,n)最小的(m,n)就是最佳運動向量，塊的大小是n×n。

had匹配準(zhǔn)則具體的如果是采用的4×4尺度，那么先將當(dāng)前塊中的各像素點對應(yīng)的像素值，與參考塊中各像素點對應(yīng)的像素值做差，得到殘差塊；再將殘差塊分成一個個互不重疊的4×4塊，并計算每個4×4塊的阿達瑪花費，阿達瑪花費就是阿達瑪變換系數(shù)的絕對值之和；最后把每個4×4塊的阿達瑪花費加起來就是殘差塊的阿達瑪花費。

下面以殘差塊的第一個4×4塊為例說明一個4×4塊的阿達瑪花費如何計算。對該4×4塊進行如下二維變換：

等式右邊的三個矩陣中，左邊為阿達瑪變換矩陣，右邊為阿達瑪變換矩陣的轉(zhuǎn)置，中間為4×4塊的像素矩陣，d(i，j)表示坐標(biāo)為(i，j)位置像素值；等式左邊的矩陣為對4×4塊進行二維變換后的像素矩陣。這個4×4塊的阿達瑪花費為

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的had匹配準(zhǔn)則的計算量大、且計算復(fù)雜度高，影響運動估計的效率，進而影響視頻編碼壓縮速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出一種運動估計方法和裝置，欲實現(xiàn)降低had匹配準(zhǔn)則的計算量和復(fù)雜度，進而提高視頻編碼壓縮速度的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：

一種運動估計方法，包括：

對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像；

對當(dāng)前編碼圖像進行分割并變換得到當(dāng)前阿達瑪圖像；

將所述當(dāng)前編碼圖像分割成多個互不重疊的子塊；

針對每個所述子塊，如果所述子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊，則將所述子塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊與所述參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊相減，并將相減后的阿達瑪換換系數(shù)的絕對值之和設(shè)定為所述子塊與所述參考塊的阿達瑪匹配花費；

針對每個所述子塊，選擇最小的阿達瑪匹配花費對應(yīng)的參考塊作為匹配塊，并獲取所述匹配塊與所述子塊的相對位移。

優(yōu)選的，所述對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像，具體為：

利用一種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的一個參考阿達瑪圖像。

優(yōu)選的，所述對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像，具體為：

利用四種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的四個參考阿達瑪圖像。

一種運動估計裝置，包括：

第一分割變換單元，用于對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像；

第二分割變換單元，用于對當(dāng)前編碼圖像進行分割并變換得到當(dāng)前阿達瑪圖像；

分割單元，用于將所述當(dāng)前編碼圖像分割成多個互不重疊的子塊；

阿達瑪匹配花費單元，用于針對每個所述子塊，如果所述子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊，則將所述子塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊與所述參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊相減，并將相減后的阿達瑪換換系數(shù)的絕對值之和設(shè)定為所述子塊與所述參考塊的阿達瑪匹配花費；

運動向量獲取單元，用于針對每個所述子塊，選擇最小的阿達瑪匹配花費對應(yīng)的參考塊作為匹配塊，并獲取所述匹配塊與所述子塊的相對位移。

優(yōu)選的，所述第一分割變換單元，具體用于：

利用一種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的一個參考阿達瑪圖像。

優(yōu)選的，所述第一分割變換單元，具體用于：

利用四種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的四個參考阿達瑪圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

上述技術(shù)方案提供的一種運動估計方法和裝置，針對當(dāng)前編碼圖像的每個子塊，如果所述子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊，則將所述子塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊與參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊直接相減然后取絕對值和，得到相應(yīng)的阿達瑪匹配花費；如果所述子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中不存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊，則還采用傳統(tǒng)的方法即將所述子塊與參考塊相減得到殘差塊，再對殘差塊進行分割和阿達瑪變換，然后取絕對值和。本發(fā)明提供的一種運動估計方法和裝置，針對子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊情況，將子塊和參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊直接相減然后取絕對值和，得到相應(yīng)的阿達瑪變換匹配花費，與傳統(tǒng)的方法相比，不需要執(zhí)行復(fù)雜的相減、阿達瑪變換然后取絕對值和的過程，進而降低了had匹配準(zhǔn)則的計算量和復(fù)雜度，提高了視頻編碼壓縮速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種運動估計方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的在參考阿達瑪圖像中匹配參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的在從參考圖像(0，0)開始將參考圖像分割成一個個4×4塊的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的在從參考圖像(2，0)開始將參考圖像分割成一個個4×4塊的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的在從參考圖像(0，2)開始將參考圖像分割成一個個4×4塊的示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的在從參考圖像(2，2)開始將參考圖像分割成一個個4×4塊的示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的一種運動估計裝置的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，示出本實施例提供的一種運動估計方法的流程圖，該方法包括：

步驟s11：對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像；

參考圖像也稱為參考幀，將參考圖像分割成一個個互不重疊的4×4塊，對每個4×4塊進行阿達瑪變換，將變換后的4×4塊按照原來的方式組合在一起得到參考阿達瑪圖像。對一個4×4塊d進行阿達瑪變換就是用4×4阿達瑪變換矩陣對其左右進行矩陣相乘(即背景技術(shù)中提到的對4×4塊進行的二維變換)。

步驟s12：對當(dāng)前編碼圖像進行分割并變換得到當(dāng)前阿達瑪圖像；

當(dāng)前編碼圖像也稱為當(dāng)前幀，將當(dāng)前編碼圖像分割成一個個互不重疊的4×4塊，對每個4×4塊進行阿達瑪變換，將變換后的4×4塊按照原來的方式組合在一起得到當(dāng)前阿達瑪圖像。

步驟s13：將所述當(dāng)前編碼圖像分割成多個互不重疊的子塊；

當(dāng)前編碼圖像分割后的子塊由若干個4×4塊組成。參見2所示，左側(cè)部分粗線方框為當(dāng)前編碼圖像，細線網(wǎng)格把當(dāng)前編碼圖像分割為一個個4×4塊，其中黑色大塊是當(dāng)前編碼圖像的一個子塊，該子塊大小為16×16，由16個4×4塊組成。因此，可以在當(dāng)前阿達瑪圖像中找到子塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊。

步驟s14：針對每個所述子塊，如果所述子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊，則將所述子塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊與所述參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊相減，并將相減后的阿達瑪變換系數(shù)的絕對值之和設(shè)定為所述子塊與所述參考塊的阿達瑪匹配花費；

如果可以在參考阿達瑪圖像中找到參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊，就將子塊和參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊直接相減，并將相減后的阿達瑪換換系數(shù)的絕對值之和設(shè)定為該子塊與參考塊的阿達瑪匹配花費。如果在參考阿達瑪圖像中找不到參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊，就采用傳統(tǒng)的方法即將該子塊與參考塊相減得到殘差塊，再對殘差塊進行分割和阿達瑪變換，然后取絕對值和得到該子塊與參考塊的阿達瑪匹配花費。

步驟s15：針對每個所述子塊，選擇最小的阿達瑪匹配花費對應(yīng)的參考塊作為匹配塊，并獲取所述匹配塊與所述子塊的相對位移。

執(zhí)行步驟s14后得到與每個子塊對應(yīng)的若干個阿達瑪匹配花費，執(zhí)行步驟s15從若干個阿達瑪匹配花費對應(yīng)的參考塊中選擇最小的阿達瑪匹配花費對應(yīng)的參考塊作為匹配塊，并獲取匹配塊與相應(yīng)子塊的相對位移，即運動矢量。

本實施例提供的一種運動估計方法，針對子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊情況，將子塊和參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊直接相減然后取絕對值和，得到相應(yīng)的阿達瑪變換匹配花費，與傳統(tǒng)的方法相比，不需要執(zhí)行復(fù)雜的相減、阿達瑪變換然后取絕對值和的過程，進而降低了had匹配準(zhǔn)則的計算量和復(fù)雜度，提高了視頻編碼壓縮速度。

對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像，具體的可以為：利用一種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的一個參考阿達瑪圖像。

從參考圖像的坐標(biāo)(x，y)開始，將參考圖像分割成一個個4×4塊，稱為一種分割標(biāo)準(zhǔn)。生成一個參考阿達瑪圖像相對于生成多個參考阿達瑪圖像，所需的計算較少，計算復(fù)雜度較低。例如，從參考圖像的坐標(biāo)(0，0)開始，將參考圖像分割成一個個4×4塊，參見圖3所示，粗線方框表示參考圖像，細線網(wǎng)格把參考圖像分割為互不重疊的一個個4×4塊，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(0，0)；然后對每個4×4塊做阿達瑪變換，得到一個參考阿達瑪圖像。在找尋子塊的匹配塊過程中，如果參考塊的第一像素(即左上角像素)的坐標(biāo)(x，y)整除四的余數(shù)(mx＝x％4，my＝y(tǒng)％4)與子塊的第一像素的坐標(biāo)整除四的余數(shù)相同，則可以確定參考塊在阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊。

對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像，具體的還可以為：利用四種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的四個參考阿達瑪圖像。

四種分割標(biāo)準(zhǔn)可以是分別從參考圖像的坐標(biāo)(0，0)、(2，0)、(0，2)、(2，2)開始，將參考圖像分割成一個個4×4塊。參見圖3所示，為從坐標(biāo)(0，0)開始分割；圖4為從坐標(biāo)(2，0)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(2，0)；圖5為從坐標(biāo)(0，2)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(0，2)；圖6為從坐標(biāo)(2，2)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(2，2)。然后對每個標(biāo)準(zhǔn)分割后的塊變換得到相應(yīng)的參考阿達瑪圖像。

采用四種分割標(biāo)準(zhǔn)如果是分別從參考圖像的坐標(biāo)(0，0)、(2，0)、(0，2)、(2，2)開始，將參考圖像分割成多個4×4塊，得到相應(yīng)的四個參考阿達瑪圖像時，對于當(dāng)前編碼圖像中任意一個子塊做運動估計，只要他的運動向量可以整除2，那么就能在四個參考達瑪圖像中找到一個相應(yīng)的阿達瑪變換塊。即在整數(shù)運動估計時，對于偶數(shù)坐標(biāo)的整像素位置都能進行阿達瑪變換匹配花費計算，計算復(fù)雜度較低。例如，參見圖2所示，左側(cè)部分粗線方框為當(dāng)前編碼圖像，其中黑色大塊是分割后的一個子塊，該子塊的第一個像素坐標(biāo)為(16，16)，大小為16×16，包含16個4×4塊，如果該子塊的運動向量是(6，8)，那么該子塊的參考塊第一個像素坐標(biāo)是(22，24)，坐標(biāo)(22，24)整除4的余數(shù)是(2，0)，可以在從參考圖像的坐標(biāo)(2，0)開始分割變換得到的參考阿達瑪圖像中找到相應(yīng)的阿達瑪變換塊，右側(cè)粗線方框為從參考圖像(2，0)開始分割變換得到的參考阿達瑪圖像，灰色塊為參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊。

四種分割標(biāo)準(zhǔn)還可以是分別從參考圖像的坐標(biāo)(1，1)、(3，1)、(1，3)、(3，3)開始，將參考圖像分割成多個4×4塊。從坐標(biāo)(1，1)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(1，1)；從坐標(biāo)(3，1)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(3，1)；從坐標(biāo)(1，3)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(1，3)；從坐標(biāo)(3，3)開始分割，這種分割標(biāo)準(zhǔn)下，每個4×4塊的第一個像素坐標(biāo)整除4的余數(shù)都是(3，3)。然后對每個標(biāo)準(zhǔn)分割后的塊變換得到相應(yīng)的參考阿達瑪圖像。對于當(dāng)前編碼圖像中任意一個子塊做運動估計，只要他的運動向量為奇數(shù)坐標(biāo)，那么就能在四個參考達瑪圖像中找到一個相應(yīng)的阿達瑪變換塊即在整數(shù)運動估計時，對于奇數(shù)坐標(biāo)的整像素位置都能進行阿達瑪變換匹配花費計算，計算復(fù)雜度較低。坐標(biāo)(x，y)的兩個參數(shù)x，y均為奇數(shù)，則稱(x，y)為奇數(shù)坐標(biāo)。

對于前述的方法實施例，為了簡單描述，故將其表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。

下述為本發(fā)明裝置實施例，可以用于執(zhí)行本發(fā)明方法實施例。對于本發(fā)明裝置實施例中未披露的細節(jié)，請參照本發(fā)明方法實施例。

參見圖7，為本實施例提供的一種運動估計裝置的示意圖，該裝置包括：

第一分割變換單元11，用于對參考圖像進行分割并變換得到參考阿達瑪圖像；

第二分割變換單元12，用于對當(dāng)前編碼圖像進行分割并變換得到當(dāng)前阿達瑪圖像；

分割單元13，用于將所述當(dāng)前編碼圖像分割成多個互不重疊的子塊；

阿達瑪匹配花費單元14，用于針對每個所述子塊，如果所述子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊，則將所述子塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊與所述參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊相減，并將相減后的阿達瑪換換系數(shù)的絕對值之和設(shè)定為所述子塊與所述參考塊的阿達瑪匹配花費；

運動向量獲取單元15，用于針對每個所述子塊，選擇最小的阿達瑪匹配花費對應(yīng)的參考塊作為匹配塊，并獲取所述匹配塊與所述子塊的相對位移。

本實施例提供的一種運動估計裝置，阿達瑪匹配花費單元14針對子塊的參考塊在所述參考阿達瑪圖像中存在對應(yīng)的阿達瑪變換塊情況，將子塊和參考塊對應(yīng)的阿達瑪變換塊直接相減然后取絕對值和，得到相應(yīng)的阿達瑪變換匹配花費，與傳統(tǒng)的方法相比，不需要執(zhí)行復(fù)雜的相減、阿達瑪變換然后取絕對值和的過程，進而降低了had匹配準(zhǔn)則的計算量和復(fù)雜度，提高了視頻編碼壓縮速度。

第一分割變換單元，具體可以用于：利用一種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的一個參考阿達瑪圖像。

第一分割變換單元，具體可以用于：利用四種分割標(biāo)準(zhǔn)對參考圖像進行分割并變換得到相應(yīng)的四個參考阿達瑪圖像。

以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對本發(fā)明所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。