[发明专利]基于运动向量相关性的运动估计搜索范围预测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及基于运动向量相关性的运动估计搜索范围预测方法和系统。

背景技术

随着技术的发展，高清晰度、高帧率的视频渐渐成为了人们新的需求。高效率视频编码（HEVC,High Efficiency Video Coding）是由动态图像专家组（MPEG，Moving Pictures Experts Group）和国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T，ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector）的视频编码专家组（VCEG，Video Coding Experts Group）共同组成的视频编码联合组（JCT-VC，Joint Collaborative Team on Video Coding）联合开发的新一代视频压缩标准。HEVC旨在保证视频画质基本不下降的前提下能够将比特率压缩到上一代视频编码标准H.264/MPEG-4AVC的50%。但是，比特率下降的代价则是编码复杂度的急剧提高。尽管有许多的方法可以用来降低巨大的计算量，但是还有需要许多的工作来进一步加快编码的速率。HEVC采用了编码树单元（CTU，Coding Tree Unit）结构。每个CTU内部可以包含一个或多个编码单元（CU，Coding Unit），而每一个CU都对应着预测单元（PU，Prediction Unit）和变换单元（TU，Transform Unit）。在运动估计（ME，Motion Estimation）时，当前的PU通过需要在已编码的参考帧中搜索最匹配的部分。

目前，PU优化搜索过程的方式主要是在一个固定的搜索范围内通过搜索获得较好的位置，这种方法存在的问题：

1、没有考虑当前PU本身的运动情况，也就不能根据当前PU的运动情况合理的限制搜索的范围；

2、没有考虑当前PU和周围的CU的运动的一致性，也就不能自适应的调整搜索范围；

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供基于模式预处理的帧内编码优化方法和系统，使得在HEVC编码操作过程中能稳定地加快编码速度。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

基于运动向量相关性的运动估计搜索范围预测方法，包括以下步骤：

S1、预先设定最大搜索范围SR_max和最小搜索范围SR_min；

S2、计算不同模式下预测单元PU的拟合系数ah_k,av_k和bh_k,bv_k，其中预测单元PU的模式总数为Q，0≤k＜Q；

S3、根据当前PU的模式k，获取对应的拟合系数ah_k,av_k和bh_k,bv_k；

S4、根据当前PU的模式k，获取对应的运动向量预测子(MVPh_k,MVPv_k)以及可用的空域和时域相关候选运动向量(MVCh_ki,MVCv_ki)，其中，iCount_k表示可用的空域和时域相关候选运动向量的总个数，0≤i＜iCount_k；

S5、计算运动向量预测子(MVPh_k,MVPv_k)和每个可用的空域和时域相关候选运动向量(MVCh_ki,MVCv_ki)的累加差(ΔMVTh_k,ΔMVTv_k)；

S6、根据S2中的拟合系数ah_k,av_k和bh_k,bv_k，S4中的运动向量预测子(MVPh_k,MVPv_k)，S5中的累加差(ΔMVTh_k,ΔMVTv_k)，计算基本搜索范围SRBasic_k；

S7、根据S6中的基本搜索范围SRBasic_k和S1中的最大搜索范围SR_max和最小搜索范围SR_min确定最终搜索范围SR_k。

进一步地，所述步骤S2包括：

S21、确定预测单元PU的所有模式；