[发明专利]一种运动估计方法、系统及显示终端

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，尤其涉及一种运动估计方法、系统及显示终端。

背景技术

H.264/AVC为近几年来视频压缩编码研究的热点，它于2003年由ITU-T/ISO 正式公布，与以往的标准相比，由于其出色的性能，该标准在国际上受到了广 泛地重视和欢迎，被人们称为新一代视频编码标准。具体讲，与H.263或 MPEG-4相比，在同样质量下，其数码率能降低一半左右；或者说在同样码率 下，其信噪比明显提高。该标准采用了帧内编码，多参考帧和多宏块划分模式 及1/4像素点运动补偿等技术，使其编码效率得到很大的提高。但是与此同时， H.264编码器的复杂度和计算量迅速增长，运动估计消耗大部分的编码时间。于 是很多快速运动估计算法相继提出，一些较好的快速搜索算法有三步法(TSS)、 四步法(FSS)、梯度下降法(BBGDS)、钻石搜索(DS)、六边形搜索(HEXS)等 等，但这些算法在不同程度上容易陷入局部最优。而混合编码算法即非对称十 字型多层次六边形格点搜索算法(Unsymmetrical cross Multi-Hexagon-grid  Search，UMHexagonS)很好的避免了这个问题，并且由于其在运动估计准确度 和率失真性能上与全搜索算法(FS)旗鼓相当，但是计算量复杂度却只有全搜 索算法的1/10。该算法由于其良好的编码效果和优秀的编码效率而被H.264参考 模型JM所采纳。

UMHexagonS算法是一种整像素运动估计算法其采用了混合分级运动搜索 策略，包含4个步骤：(1)起始搜索点预测矢量的搜索；(2)非对称十字形搜索； (3)非均匀多层次六边形格点搜索；(4)扩展六边形搜索。

图1(a)示出了现有技术提供的非均匀多层次六边形搜索模板的示意图，非 均匀多层次六边形格点搜索包括步骤：A、小矩形窗全搜索和B、多层次六边形 格点搜索。小矩形窗全搜索以目前最佳点为中心，在(-2，2)的方形区域进行小 矩形窗搜索，获得目前最佳点，16点的多层次六边形格点搜索通过伸缩系数对 步骤B中的六边形进行扩展，在每一层次都要判断是否满足提前截止条件。图1 (b)示出了现有技术提供的六边形模板的示意图，扩展六边形搜索包括：首 先以目前最佳点为中心，用六边形搜索模型进行搜索，直至最佳点在六边形的中 心时为止；然后以六边形搜索得到的最佳点为中心，用钻石模型进行搜索，直 至最佳点在钻石模型的中心为止，此点对应的运动矢量即为所求值。

由上可以看出，一方面，虽然16点的多层次六边形格点搜索可以更好地处 理大范围和不规则的运动，避免过早落入局部最优。但对于一个搜索范围为16 的窗口来说，每一层都要搜索16个点，最坏情况下，要搜索64个点。这一步 的搜索点数占了整个搜索算法很大的比重。搜索点数的多少又是评价算法运算 复杂度的一个指标，另外，UMHexagonS算法在搜索最后一步利用了六边形模 板(HEXBS)，而六边形模板存在大部分中空点(10个)，使得命中率降低；当 转换为搜索步长仅为1的小钻石搜索时，其速度变慢。

另一方面，HEXBS利用一个较大且快速移动的图案而使用较少的搜索次数 以提高搜索速度，它比DS算法用更少的搜索点找到相同的运动向量。但是由于 搜索模型的缺陷而有更多无法找到的点使得命中的比率降低，大部分情况下DS 比HEXBS有更大的准确率。原算法称此步为扩展六边形搜索算法，与HEXBS 不同仅在于搜索模板由六边形模板变为小钻石模板时，搜索会继续直到最佳点 落在小钻石模板的中心。可以看出，当用六边形模板时，模板中存在的大部分 中空点使得命中率降低；当转换为搜索步长仅为1的小钻石搜索时，其速度变慢。

综上所述，运用UMHexagonS算法进行运动估计时仍存在一定的改进空间。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种运动估计方法，旨在解决在进行运动估 计时，容易陷入局部最优或者搜索点较多，运算速度较慢的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种运动估计方法，包括以下步骤：

确定起始搜索点；

根据所述起始搜索点和非对称十字形模板进行搜索，以及根据非对称十字 形模板搜索得到的搜索中心点进行5*5小矩形窗全搜索；

根据经非对称十字模板进行搜索确定的最佳起始搜索点和预设的多层次扁 平六边形模板进行搜索，获取粗搜索点，所述多层次扁平六边形包括多个扁平 六边形；