[发明专利]视频编码的运动补偿匹配方法和系统

说明书

本发明涉及一种视频编码的运动补偿匹配方法和系统，其中该方法包括：CPU从待处理视频中提取当前帧图像和参考帧图像，并将所提取的帧图像发送给GPU；GPU对所述参考帧图像进行至少一次插值处理，得到多个插值图像；GPU对所述当前帧图像进行划分得到多个预测块；GPU根据各所述预测块在所述参考帧图像和各所述插值图像内进行块匹配搜索；根据所述块匹配搜索的结果，确定所述当前帧图像的期望图像块的运动向量。本发明采用GPU执行帧图像的插值、分块与块匹配搜索的大量运算，采用CPU处理少量运算，由于采用GPU处理编码过程中最复杂也是最耗能的搜索部分，能够充分利用显卡的大规模并发性，从而大幅提升视频编码速度。

技术领域

本发明涉及多媒体技术领域，尤其涉及一种视频编码的运动补偿匹配方法和系统。

背景技术

在数据压缩技术中，视频编码需要采用搜索算法。传统的搜索算法包括：全搜索法(Full Search Method，FSM)、菱形搜索(Diamond Search，DS)法、三步(Three StepSearch，TSS)算法、四步(Four Step Search，FSS)算法、八边形算法、双十字算法等。传统的搜索算法多基于上下文的参考宏块，可以很好的参考上下文，利用区域图像运动的相似性，并对中央处理器(Central Processing Unit，CPU)进行了优化调整，能够得到较好的画质和编码速度。

但是，由于上述算法都是基于CPU给出的搜索模板的算法，随着图像分辨率、帧率大幅提升，CPU的并行处理无法满足精确的图像处理要求，在CPU上执行的搜索算法劣势凸显，存在处理速度慢、精确度低等问题。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何在视频编码中进行运动补偿，以快速、准确地获得期望的图像块的运动向量，从而减少压缩时间，改善编码质量。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例，提供了一种视频编码的运动补偿匹配方法，包括：

中央处理器CPU从待处理视频中提取当前帧图像和参考帧图像，并将所提取的帧图像发送给图形处理器GPU；

所述GPU对所述参考帧图像进行至少一次插值处理，得到多个插值图像；

所述GPU对所述当前帧图像进行划分得到多个预测块；

所述GPU根据各所述预测块在所述参考帧图像和各所述插值图像内进行块匹配搜索；

根据所述块匹配搜索的结果，确定所述当前帧图像的期望图像块的运动向量。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述GPU根据各所述预测块在所述参考帧图像和各所述插值图像内进行块匹配搜索，包括：

所述GPU根据所述预测块的位置在所述参考帧图像内进行第一菱形蜂窝匹配搜索，以确定期望的整像素区域的位置和运动向量；

对于各所述插值图像，所述GPU根据所述期望的整像素区域的位置在所述插值图像内进行第二菱形蜂窝匹配搜索，以确定期望的分像素区域的位置和运动向量。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述GPU根据所述预测块的位置在所述参考帧图像内进行第一菱形蜂窝匹配搜索，以确定期望的整像素区域的位置和运动向量，包括：

所述GPU根据所述预测块的位置在所述参考帧图像内确定第一菱形区域的中心，并在所述第一菱形区域内选取多个第一方形区域；

根据所述第一菱形区域的顶点像素和各所述第一方形区域的边界像素，在所述参考帧图像内确定多个第一搜索块，并将各所述第一搜索块的像素与所述预测块的像素进行比较；