[发明专利]使用分级缓存的运动估计及补偿

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年7月28日递交的名为“METHOD ANDAPPARATUS FOR VIDEO MOTION COMPENSATION”的美国临时专利序号No.60/703,204的权益，将其全部内容在此合并以作参考。

技术领域

本发明总体上涉及视频编码和解码，更具体地涉及用于使用分级采样缓存进行视频运动过程优化的方法及设备。

背景技术

对于许多视频编码器/解码器应用，运动估计和补偿是主要的性能瓶颈。统计地，由于用于选择合成采样的运动补偿/估计算法中的空-时相关性，用于产生合成亮度或色度采样的计算可能是冗余的。在具有充足存储资源的视频系统中，可以对这些采样进行缓存，由此避免冗余计算并节省执行时间。

用于优化运动补偿/估计的大多数努力都是集中于计算必要采样的代码优化。上述实践没有从程序流程中除去冗余计算。

现在将说明国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)的运动图像专家组-4(MPEG-4)第10部分的先进视频编码(AVC)标准/国际电信联盟电信标准局(ITU-T)的H.264标准(下文中称为“MPEG4/H.264标准”或简称为“H.264标准”)中的亮色采样内插过程，以例证亮度采样内插过程中的某些冗余。

H.264标准利用四分之一像素(quarter-pel)内插方案。图1示出了这些采样是如何展开的。转向图1，由附图标记100总体指示示出了针对根据H.264标准的四分之一采样亮度内插的整数采样位置和小数采样位置的图示。整数采样位置由空的或包括大写字母的块指示，小数采样位置由包括小写字母的块指示。

如下根据落在整数坐标上的采样来计算子像素(sub-pel)采样(取自H.264标准中的8.4.2.2.1节)：

给定亮度采样‘A’至‘U’...则通过以下规则推导出小数采样位置处的亮度采样‘a’至‘s’。应通过应用具有抽头值(1，-5，20，20，-5，1)的6抽头滤波器来推导出半采样位置处的亮度预测值。应通过平均全部和半采样位置处的采样来推导出四分之一采样位置处的亮度预测值。下面将描述针对每个小数位置的过程。

-应通过将6抽头滤波器应用于水平方向上的最近整数位置采样来首先计算表示为b1的中间值，由此推导出标记为b的半采样位置处的采样。应通过将6抽头滤波器应用于垂直方向上的最近整数位置采样来首先计算表示为h1的中间值，由此推导出标记为h的半采样位置处的采样：

b₁＝(E-5*F+20*G+20*H-5*I+J)

h₁＝(A-5*C+20*G+20*M-5*R+T)

应使用下式推导出最终预测值b和h：

b＝Cllp1_γ((b₁+16)＞＞5)

h＝Clip1_γ((h₁+16)＞＞5)

-应通过将6抽头滤波器应用于水平或垂直方向上(因为这两个方向产生相等的结果)的最靠近的半采样位置的中间值来首先计算表示为j₁的中间值，由此推导出标记为j的半采样位置处的采样。

j₁＝cc-5*dd+20*h₁+20*m₁-5*ee+ff，或

j₁＝aa-5*bb+20*b₁+20*s₁-5*gg+hh

其中，表示为aa、bb、gg、s₁和hh的中间值应通过以与b₁的推导相同的方式在水平方向上应用6抽头滤波器而推导出，以及表示为cc、dd、ee、m₁和ff的中间值应通过以与h₁的推导相同的方式在垂直方向上应用6抽头滤波器而推导出。应使用下式推导出最终预测值j：

j＝Clip1_γ((j₁+512)＞＞10)

-使用下列式子，利用与b和h的推导相同的方式根据s₁和m₁推导出最终预测值s和m，如下所示：

s＝Clip1_γ((s₁+1 6)＞＞5)

m＝Clip1_γ((m₁+16)＞＞5)