[发明专利]快速运动估计方法及视频编解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编解码技术，具体地说，是涉及一种视频编码技术中的快速运动估计方法及应用所述运动估计方法的视频编解码方法。

背景技术

视频压缩方法包括帧内压缩和帧间压缩，其中帧间压缩能够显著提高压缩比，是压缩比的主要来源。因此，现有的视频压缩标准，如数字音视频编解码技术标准AVS、动态图像专家组MPEG等视频编解码标准，大多采用基于运动估计的帧间压缩方法。其原理就是先将当前帧分成若干大小相同的块，然后对每个块在参考帧一定大小的范围内搜索与之最相似的匹配块，称为最佳匹配块。当前需要压缩编码的块称为当前块，当前块和匹配块之间的位置差称为运动矢量，它们之间的像素差称为残差块。这样，当前块就可用其运动矢量和残差块表示。由于残差块中接近零的矢量很多，通过离散余弦变换、量化和熵编码后，就可以大幅度提高压缩比。

绝对误差和(Sum of Absolute Difference，简称SAD)匹配准则是运动估计块匹配中常用的准则之一，其核心思想是在参考帧的一个范围内找到当前编码块的最佳匹配块，使得当前块与参考块的绝对误差之和最小。SAD的值越小，进行变换后的残差系数的个数一般也越少，从而达到更高的压缩效率。

运动估计是编码系统中十分耗时的一个模块，而且直接影响压缩效果，成为视频压缩技术中的关键和瓶颈。常用的全搜索方法精度较高，但搜索时间长，效率低。菱形搜索虽然是比较理想的搜索路径，但该方法不能根据视频图像的特点自动选择搜索模式；而且在固定步长的搜索模板中，水平方向和垂直方向的搜索半径相同，对于视频序列来说，由于大多数情况下其水平方向的运动要大于其垂直方向的运动，如果采用搜索半径相同的搜索模板，会导致搜索时间较长。

基于以上原因，如何结合视频序列自身的特性，找到一种适合于视频编码过程中的快速运动估计方法，提高视频编码效率，是本发明所要解决的主要问题。

发明内容

本发明针对现有技术中运动估计方法操作耗时较大的问题，结合视频序列自身的特性，提供了一种快速运动估计方法，在不增加搜索复杂度的前提下，能够快速找到匹配块，提高了视频编码的速度和效率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种快速运动估计方法，包括以下步骤：

a、根据当前块的相邻块的运动矢量预测所述当前块的运动矢量，获得当前块的运动矢量预测值，以该当前块的运动矢量预测值作为运动搜索的起点；

b、计算所述当前块的运动量，根据该运动量确定搜索步长；

c、根据所述当前块与其参考块的绝对误差和SAD最小值所在位置选择不同搜索半径的搜索模板进行搜索，直至所述SAD最小值位于搜索模板的中心点，结束搜索。

其中，在上述步骤b中计算当前块的运动量包括下述步骤：

b1、定义一个变量l_i：li=(xi-x‾)2+(yi-y‾)2,]]>

其中，(x，y)为所述当前块的相邻块的运动矢量的平均值，(x_i，y_i)表示第i个相邻块的运动矢量的值；所述当前块的相邻块为当前块的左边块、上方块及右上方块；

b2、定义一个中间变量L：L＝Max{l_i}；

b3、若中间变量L小于等于第一阈值，则定义当前块的运动量为Low；若中 间变量L大于第一阈值小于等于第二阈值，则定义当前块的运动量为Median；若中间变量L大于第二阈值，则定义当前块的运动量为High；所述第一阈值和第二阈值根据图像质量确定。