[发明专利]使用基于区域的多次通过运动估计和时间运动矢量候选更新的视频处理

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理领域。具体的，其涉及运动估计领域。具体而言，本发明涉及一种视频处理方法和设备，用于为形成图像序列中当前正在处理的图像的当前正在处理的图像的多个第一像素块确定运动矢量。

背景技术

在视频处理中，运动估计(ME)是广泛使用的任务。一类ME方法和设备采用块匹配ME算法。块匹配ME算法确定对于构成图像序列一部分的一个图像的每一像素块的运动矢量。像素块在图像的x-和y-方向上具有预定数量的像素。运动矢量表示在图像序列中的两个连续图像之间的像素块的运动。块匹配ME算法通过在图像序列中的先前图像中为当前正在处理的图像的每一个像素块查找类似的块，来确定运动矢量。

采用ME的视频处理设备用于电视设备中，例如用于去隔行和帧速上变换(picture-rate up-conversion)的应用。ME还用于视频数据编码。

当前，存在一种趋势，即，在消费电子视频设备中增大显示器尺寸。高清晰度电视(HDTV)标准要求大约每帧2兆像素。为这种帧大小执行ME已经成为具有挑战性的任务，这一趋势甚至在向每帧8兆像素的更大尺寸发展。这个图像尺寸必须由处理器、存储器和通信体系结构来支持。

注意在此所用的术语“图像”具有普遍的含义，其包括借助于像素数据的图像的任何表示。在此所用的术语“图像”包含术语“帧”和“域”，其在本领域使用，并且具有用于图像的各个数字表示的特定含义。此外，这些术语略微的变化，例如在此所用的代替“帧”的“视频帧”具有相同的含义。

文献R.Sethuraman，J.van Meerbergen，G.de Haan，“Algorithm/Architecture co-design of a picture-rate up-conversionmodule”，Proceedings of ProRISC conference November 2002，page 203-208中，描述了一种结构，用于增加视频处理设备的存储器子系统的带宽。图像帧被划分为多个区域。提出了一种图像像素数据的两级缓冲。高级便笺式存储器(scratchpad)，也称为L1便笺式存储器，保存当前正在处理的图像中的一个图像区域和先前图像中的相应图像区域。当前正在处理的图像中的每个图像区域都被独立地进行处理。低级便笺式存储器，也称为L0便笺式存储器，保存运动估计器所使用的当前搜索区。该搜索区构成了图像的一个子阵列，其包含在当前正在处理的图像中当前图像区域的像素块以及在先前图像中相应的同一位置的图像区域中的像素块。运动估计器测试多个运动矢量候选。为每个运动矢量候选从搜索区中获得视频数据。

由于因果关系的问题，不仅从当前正在处理的图像的多个像素块中选择运动矢量候选，而且还从两个连续的图像中选择。即，当处理当前正在处理图像中的图像区域的某个特定的第一像素块时，当前正在处理图像中的一些运动矢量还没有得到，不能用来充当运动矢量候选。对于此类遗漏的运动矢量候选，选择由先前图像中相应的第二像素块所提供的运动矢量。在本领域中，为先前图像中第二像素块所确定的运动矢量候选被称为时间(temporal)运动矢量候选。在此，它还会被称为时间候选或时间候选矢量。在该情况中，“相应的”意味着提供时间运动矢量候选的像素块的位置与在当前正在处理的图像中的像素块的位置相同。如众所周知的，图像中像素块的位置能够由矩阵坐标来定义。

基于区域的方法减小了对于保存视频帧的帧存储器的带宽需求。它提供了在该区域中执行多次ME扫描(也称为ME通过(MEpass))而不必访问主存储器的可能性，主存储器通常位于相对于运动估计器的外部。

然而，当在区域之间的边界处执行ME时，基于区域的方法就引起了问题。位于当前正在处理的区域之外的数据在特定图像区域上的ME中没有被考虑。这引入了质量损失。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种视频处理方法和设备，其提高了基于区域的运动估计的质量。

根据本发明的第一方面，提供了一种视频处理设备，包括处理单元，其适于：

为多个第一像素块确定运动矢量，所述多个第一像素块构成图像序列中当前正在处理图像的当前正在处理的图像区域，所述确定步骤是从图像区域前进到图像区域而进行的，并在前进到下一个图像区域之前，至少两次处理相应的图像区域；

通过评估相应的一组候选运动矢量，来为所述图像区域中当前正在处理的第一像素块确定运动矢量，其中，所述候选运动矢量组至少包含一个时间候选矢量，其是为所述图像序列中先前图像中的第二像素块而确定的运动矢量；以及