[发明专利]一种高效亚像素运动估计方法及系统

说明书

本发明公开了一种高效亚像素运动估计方法及系统。其中，该方法包括如下步骤：确定预测像素最佳匹配点的起始点；根据小菱形模式进行1/2像素的运动估计，得到1/2像素最佳匹配点；以所述1/2像素最佳匹配点为起始点，搜索1/4像素最佳匹配点；得到像素最佳匹配点；亚像素运动估计结束。该方法能够减少亚像素搜索点，进而加快亚像素运动估计速度。

技术领域

本发明涉及一种高效亚像素运动估计方法，同时涉及相应的高效亚像素运动估计系统，属于信源编码通信技术领域。

背景技术

视频编码器对原始数据进行编码压缩以获得尽可能小的重建失真，或者得到尽可能低的码率。为此采用了很多新技术如更复杂的帧间/帧内预测算法、可变块大小运动补偿、多模式块的划分、变尺寸块变换、率失真优化技术、亚像素插值、亚像素运动估计、亚像素运动补偿、自适应插值滤波等等。而这些压缩性能的提升，都是以增加大量的计算量为代价，给视频实时编码通信带来极大的不便。

现有的快速算法都是单独地针对亚像素运动估计和亚像素插值进行优化。亚像素插值是为了生成亚像素运动估计所需要的像素，为此，亚像素插值计算量与亚像素运动估计所检查的搜索位置数(search positions,简称SP)直接相关。因此有效的亚像素运动估计和亚像素插值不仅要在不影响精度的情况下减少运动估计中搜索位置的数目，而且也要尽量避免多余的亚像素插值。

现有的绝大多数亚像素运动估计算法都假设所有的亚像素已经在运动估计前预先计算。这样快速亚像素运动估计算法往往只着重于如何减少运动估计的搜索点数。然而，不同搜索位置所对应亚像素的插值滤波器是不同的，单纯地减少搜索数目而不考虑其对应插值代价的差异性，会无法更进一步地优化亚像素插值。

Reciprocal算法对当前帧插值并利用了运动的相对性，在当前块中找出最匹配的参考块。该算法能够正确找到最优亚像素运动矢量的重要前提是：视频信号只存在平移运动。但在现实中，视频除了拥有平移运动以外，还存在许多其他类型的运动。这不仅会引起运算的误差，而且会带来率失真性能上的损失。与其他快速算法不同，亚像素插值算法必须是无损的快速算法，其计算必须严格遵照标准中的定义，否则将引发编解码端参考帧不一致的问题(drifting)，误差不断累积。

所以，减少视频编码器在亚像素运动估计中的重复计算和冗余计算，提高编码速度成为视频编码的迫切需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种高效亚像素运动估计方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种高效亚像素运动估计系统。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种高效亚像素运动估计方法，包括如下步骤：

确定预测像素最佳匹配点的起始点；

根据小菱形模式进行1/2像素的运动估计，得到1/2像素最佳匹配点；

以所述1/2像素最佳匹配点为起始点，搜索1/4像素最佳匹配点；得到像素最佳匹配点；

亚像素运动估计结束。

其中较优地，在确定预测像素最佳匹配点的起始点之前，还包括如下步骤：

判断当前块是否为静止块；如果当前块是静止块，则亚像素运动估计结束；否则，确定当前块的预测像素最佳匹配点的起始点。

其中较优地，所述判断当前块是否为静止块采用如下方式：

当前块的最优整像素运动矢量为(0,0)；

当前块的时域相邻块的运动矢量为(0,0)；

当前块和相邻块的最优整像素残差值足够接近；