[发明专利]一种视频编码中运动矢量搜索方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理方法，尤其涉及一种视频编码中运动矢量搜索方法及装置。

背景技术

运动矢量搜索已广泛地应用于计算机动态图像处理。由于利用了图像帧间的相关性，编码所需的比特数大大减少。现有的运动矢量搜索方法是块匹配方法，即首先将待编码的图像帧分割成固定大小的宏块，针对每一宏块，在前一帧的预先定义的搜索区域(搜索窗口)内查找最匹配的宏块，得到的位移差即为运动矢量。前一帧图像也称作是参考帧图像。

现有的块匹配方法的匹配准则一般采用像素值差的绝对值和最小的方法。例如当前待编码的宏块是16×16像素的图像块，计算当前宏块的256个像素与参考帧图像的搜索窗口的16×16像素的图像块的256个像素分别求像素值差，再计算差的绝对值和。如果当前水平搜索偏移范围为-m～+m，垂直搜索偏移范围为-n～+n，其中m和n表示从基准位置偏移的像素数。采用全搜索算法，需要做匹配的次数为(2m+1)×(2n+1)。尽管已有很多的快速搜索算法，但要达到一个比较好的编码性能，一般也要匹配10次甚至100次以上。此外，现有视频编码标准(如H.264，AVS)一般都采用树状宏块划分方法，一个宏块(16×16)可划分为2个16×8块或2个8×16块或4个8×8块，每个8×8块可再向下更细划分，一个宏块有若干种划分模式，最优的宏块划分模式的选择过程又要对每个子块做同样的搜索运算，计算量很大。

此外，现有的整像素运动矢量搜索方法中还存在另外一个从片外读取数据的瓶颈，这也阻碍运动矢量搜索速度提高。参考帧图像数据一般是按像素行顺序存储的，且由于其数据量大，考虑到高速存储器的成本问题，一般将参考帧图像数据存放在运算处理器外的慢速存储器中，例如对于DSP处理器，其片内高速存储器容量小，不足于存放整个参考帧数据。在匹配计算过程中，处理器将当前宏块对应的搜索窗口的图像数据读取到处理器内部的高速存储器中，进行处理。处理完当前宏块后，再将下一宏块对应的搜索窗口的图像数据从外部存储器读取到片内的高速存储器中进行处理。参考帧图像中参与计算的数据量很大，例如对于一个16×16块，且其水平和垂直搜索偏移范围都为-16～+16，如果采用全搜索算法，则在搜索过程中，参考帧图像中参与计算的像素点的个数为(33+16)×(33+16)，涉及到49行参考帧图像的数据。

但是，由于片内高速存储器容量的限制，处理器需要大量访问片外慢速存储器，从而导致运动矢量搜索速度较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种视频编码中运动矢量搜索方法及装置，能够提高运动矢量搜索的速度。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种视频编码中运动矢量搜索方法，包括如下步骤：

步骤S1，利用存储在片内存储器中的当前编码宏块的搜索窗口数据，进行匹配运算获得当前编码宏块的运动矢量；

步骤S2，从片外存储器读取下一编码宏块的搜索窗口与当前编码宏块的搜索窗口不重叠的搜索窗口数据并存储到片内存储器中；

步骤S3，利用下一编码宏块与当前编码宏块相重叠的搜索窗口数据和所述不重叠的搜索窗口数据，进行匹配运算获得下一编码宏块的运动矢量。

进一步地，步骤S1中所述存储是按行连续存储。

进一步地，所述步骤S1中的匹配运算的匹配准则采用像素值差的绝对值和最小的方法。

进一步地，在步骤S2中，还包括对所述不重叠的搜索窗口数据在片内存储器进行缓存的步骤。

进一步地，在步骤S2中，还包括将下一编码宏块的搜索窗口与当前宏块的搜索窗口重叠的数据和所述不重叠的搜索窗口数据组合成在片内存储器按行连续存储的下一编码宏块搜索窗口的步骤。

进一步地，所述的在片内存储器按行连续存储的下一编码宏块搜索窗口的起始地址为：当前窗口起始地址加上宏块水平宽度。

进一步地，所述组合成按行连续存储的下一编码宏块的搜索窗口是通过控制所述不重叠的搜索窗口数据部分的存储位置按行分别覆盖当前编码宏块的搜索窗口数据来实现的。

进一步地，所述不重叠的搜索窗口数据部分每行存放的起始位置为：

S+i·M

其中S为当前搜索窗口的起始地址，M为搜索窗口的水平宽度，i为行号，取值为1至N，N为搜索窗口垂直高度。

进一步地，步骤S2中的所述下一编码宏块与所述当前编码宏块处于同一编码宏块行。