[发明专利]一种AVS-M视频编码快速整像素运动估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理中的视频编码领域，具体涉及一种AVS-M视频编码的快速整像素运动估计方法。所述“AVS-M”全称为“数字音视频移动多媒体国家标准”。

背景技术

自1948年C.E.Shannon提出信源编码理论以来，人们对图像压缩编码技术进行了大量的研究。经过六十多年的研究和发展，出现了很多的技术和方法。AVS（Audio Video Coding Standard）是我国自主制定，拥有自主知识产权的音视频编解码标准，AVS-M即AVS1-Part7，是我国面向移动通信的视频编解码标准。

在AVS-M编码器中，运动估计（Motion Estimation, ME）是计算量最大的模块，占整个编码器计算量的77.15％。运动估计由整像素运动估计和分像素运动估计两部分组成，其中，整像素运动估计占整个编码67.81％的计算量，如何提高运动估计的效率，使运动估计算法的搜索过程更快速、更高效一直是视频编码研究领域的一个热点。

目前运动估计的快速搜索算法有很多种，典型算法有：三步法(TSS)，新三步法(NTSS)，四步法(FSS)，二阶对数法(2-D LOGS)以及它们之间的结合使用等。其中JVT采纳的提案JVT-F017中的UMHexagonS（Unsymmetrical-cross Multi-Hexagon-gid Search）算法和提案JVT-E023中的EPZS（Enhanced PredictiVe Zonal Search）算法最具有代表性。UMHexagonS算法和EPZS算法与视频编码标准H.264/AVC一样，兼顾从低码率视频通信应用到高码率的高清电视或视频质量要求较高的环境，其算法复杂度依然较高，具体体现在搜索最优的运动矢量仍需较多的搜索点数。

发明内容

针对我国面向移动通信的视频编解码标准AVS-M，需要更高效的快速运动估计算法，为了解决现有技术中存在的不足，本发明在AVS-M视频编码的整像素运动矢量搜索过程中，公开一种基于起点预测和早停止的自适应快速运动估计方法。

本发明采用以下技术方案予以实现。

搜索起点预测  为当前块搜索最佳匹配块时，分别计算当前块S₁的最佳接近矢量MVP_closest和S₂的前一帧相同位置的块及当前块的左方、上方和右上方的运动矢量MVP₀，MVP_L，MVP_U，MVP_UR的率失真代价J_MOTION，取具有最小J_MOTION的点作为搜索起点。

采用自适应搜索模式  将视频运动分为小运动类型和大运动类型，根据运动类型设置不同的初始模式，小运动类型的初始搜索模式设为SDSP，大运动类型的初始搜索模式设为LDSP，在搜索过程中，还可根据搜索结果自适应调整搜索模式。

采用自适应搜索中止准则  J_MOTION小于T₁终止搜索过程，进行SDSP搜索时，当最优点位于菱形中心时，终止搜索过程，进行LDSP搜索时，如果Min J_MOTION＜T₁，终止搜索过程，如果T₁≤Min J_MOTION＜T₂，搜索模式转为SDSP，如果Min J_MOTION＞T₂，继续进行LDSP搜索。

与现有技术比较，本发明的优点和积极效果为：本发明根据视频序列自身的运动特征，设计不同的搜索模板，在搜索过程中，还可根据搜索结果自适应调整搜索模式，终止搜索过程，可以在保持较低的编码码率和较好的图像质量的情况下，大大减少搜索点数，减少整像素运动估计的计算量，提高编码速度。

影响运动搜索算法性能的主要有：搜索起点，搜索模式和搜索中止准则，下面对这三部分详细说明。