[发明专利]视频编码中的快速块运动估计方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码技术领域，特别涉及一种视频编码中的快速块运动估计方法和装置。 

背景技术

视频编码一般采取基于块的编码方式，即把视频中的一帧图像分成多个互不重叠的矩形块，之后对这些块进行编码。 

例如视频会议中，背景可能是不变的，而只有人物、或人物的肢体在画面上移动，那么，对于活动的部分，在相邻的两帧图像(或当前帧与当前帧之前的某一帧)中，显示同一内容的块，其位置可能不同，也就是说发生了一定的位移，当然，这个块显示的内容在前后两帧中也可能发生一定的变化，这里称后一帧中的这个块为当前块，前一帧(或所述当前帧之前的某一帧，可以统称为参考帧)中的这个块为匹配块。而在视频中，当前帧与参考帧中存在很多这样的块，即帧间具有相关性，那么，在参考帧编码的基础上，当前帧不必像参考帧一样全部进行编码，因为当前帧与参考帧中存在很多相同的数据信息，即帧间冗余。通常的做法是，用当前块减去匹配块，得到余块和两块之间的位移，之后，对得到的余块和位移数据信息进行编码，以进行后续的传输或存储等操作。这样，根据匹配块的编码信息及当前块的余块和位移信息，可以恢复当前块的图像，这一过程中，对当前块的余块和位移信息的编码要比当前块完全的编码小很多，对一帧图像而言，后一帧的编码要比前一帧的编码小很多，因此，可以节约传输位率。 

两个块的相似程度可以由现有技术中的某个测度准值进行计算，如采用绝对差和(Sum of Absolute Difference，SAD)来计算。一帧图像被划分为非重叠的矩形块，一般可以是16×16像素的块，计算当前帧和参考帧中的两个块的16×16像素中每个相同位置上的像素的差的绝对值之和，用公式可以表示为： 

SAD=Σj=116Σi=116|xij-yij|]]>

其中，i，j分别表示像素横轴序号和纵轴序号，x表示当前块，y表示参考帧图像中的一个块。 

所得的SAD值越小，说明这两个块匹配度越高，即y越可能是x的匹配块。计算当前块在参考帧中的匹配块时，需要选定参考帧中的一些块来做计算，这里称之为候选块。在候选块中找到匹配块后，可以得到两块之间的位移矢量，即对块做出运动估计。上面内容可以如图1所示。图1中，当前帧中的当前块为x，y是参考帧中的候选块，当确定y是x的匹配块后，得到x与y的之间的运动矢量，即图中的MV，从而完成当前块的运动估计，之后可以进行编码等后续处理。该过程中，将参考帧中的哪些块作为候选块进行匹配块的运算，对于能否快速准确找到匹配块存在很大的影响。 

下面介绍现有技术中一种块运动估计方法—十字架搜索方法。在介绍该方法之前，首先介绍一种搜索模式—小钻石搜索模式，如图2所示，该搜索模式中由5个点组成菱形(钻石形)，同一行或同一列上相邻的两点相隔一个像素(图2中一个最小的方块代表一个像素)。该搜索模式下，以参考帧中与当前块位置相同的块的中心点为中心，即为前述钻石形的中心点，分别计算以前述钻石形的5个点为中心的块与当前块的匹配度，即计算SAD值。当计算得到当前5个点范围内中心点的SAD值最小时，该搜索模式完成；当计算得到当前5个点中SAD值最小的点不是中心点时，以SAD值最小的点为中心点构造小钻石，重复计算构造的小钻石各个点为中心的块与当前块的SAD值，直到得到小钻石的SAD值最小的点为中心点为止。上面的小钻石搜索模式中，5个点中四周的点与中心点在水平方向或垂直方向上距离为一个像素，因此成该搜索模式大小为1。 

下面介绍十字架搜索方法，包括： 

步骤A1：计算当前块与参考帧同一位置的候选块的SAD值，如果得到的SAD值小于预设的门限值时，则当前块相对于所述候选块的运动矢量为0，此时该搜索完毕；否则，转步骤A2。