[发明专利]一种针对AVS2的快速分像素预测方法

说明书

一种针对AVS2的快速分像素预测方法，包括下列步骤，步骤一，利用整像素运动估计得到的最优整像素预测点E点及其相邻的8个整像素点，建立一个模拟匹配残差计算的6参数二次曲面模型；S₆(x，y)＝ax²+bxy+cy²+dx+ey+f(2),6参数二次曲面函数拟合SAD，并利用整像素运动估计得到的最优整像素预测点E点及其相邻的8个整像素点A,B,C,D,F,G,H,I的匹配残差来确定函数的系数，并根据求解得到的极值点分布情况不同，采用不同的小范围搜索；本技术没有采用传统的两步搜索法，即先搜索1/2分像素点后搜索1/4分像素点，从而去除了两个步骤间的数据依赖性，使得整个分数像素运动估计过程并行性大大提升。

技术领域

本发明是一种针对AVS2的快速分像素预测方法，涉及实现快速分像素运动估计方法。

背景技术

在AVS2等视频编解码标准中，运动估计毫无疑问是在去除时域冗余方面的最重要的技术。运动估计是获得运动矢量的一个过程，这里的运动矢量(MV)是指当前待编码块与参考视频帧中给定搜索范围内的最佳匹配块的坐标的位移。借助运动估计技术，只有运动矢量和残差帧数据(当前待编码帧与预测帧的差值)需要传输，从而极大的提高了编码效率。运动估计通常包含两步搜索：首先，通过整像素运动估计，在给定搜索窗内寻找最优整像素MV；然后，通过分像素运动估计，在最优整像素匹配点周围搜索分像素点，得到最终分像素精度的运动位置。

虽然分像素运动估计可以有效的提升编码性能，但同时也带来极高的硬件资源消耗和时间消耗。在分像素运动估计中，首先，遍历最优整像素及其周围的8个1/2像素点得到最优 1/2像素点，然后遍历该1/2最优像素及其周围的8个1/4像素点得到最优1/4像素点，即至少需搜索16个分像素点才能得到最优的位置。同时考虑到每个分像素点都需要进行插值计算，那么分像素运动估计(FME)的复杂度会更高，所以亟待需要一种能够实现快速分像素运动估计方法，提高视频编码的效率。

现有技术中有提出了一种快速分像素运动估计算法，用于加速分像素搜索过程。该方案判断编码单元是否为简化平滑单元还是纹理复杂单元，对于简单平滑编码单元，直接跳过分像素搜索过程，而对于纹理复杂单元，提出了一种基于纹理方向分析的快速分像素搜索算法。其缺点是：

第一，简单平滑单元和纹理复杂单元是通过经验阈值确定的，固定的阈值不能根据不同视频图像内容进行自适应调整。第二，对于简单区域，用整像素MV来作为最终MV而不进行 FME,对于运动剧烈或运动方向变化剧烈的序列，直接跳过FME会带来很大的性能损失。第三，对于纹理复杂区域，只是简单的对垂直纹理跳过水平插值搜索(水平纹理则相反)，对于交叉纹理则干脆跳过FME，这些虽然能够帮助加速，但也带来了极大的性能的损失。

现有技术中有利用拉格朗日插值高阶多项式方程对一维匹配残差曲线进行建模，通过曲面函数建模分别得到垂直平面和水平平面一维曲线函数，并联合最佳整数像素位置及其周围 24个相邻位置的匹配误差代价，建立函数列和行参数，求得最终分像素预测MV。其的缺点是：整像素预测模块一般都使用快速整像素预测技术，也就意味着整像素预测是不准确的，同时对于运动复杂的视频，不同区域的运动特性差异大，相邻区域的运动代价未必在凸曲面上，即不可保证获取到最优解。所以，单纯利用整像素预测中的25个匹配误差代价而完全不进行真正的分像素预测，导致了极大的性能损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对AVS2的快速分像素预测方法，以在对二次曲面不同极值点应用不同的1/4像素搜索策略，减少了匹配块中所需进行分像素搜索的点数，达到节约编码时间的效果。

一种针对AVS2的快速分像素预测方法，包括下列步骤，

步骤一，利用整像素运动估计得到的最优整像素预测点E点及其相邻的8个整像素点，建立一个模拟匹配残差计算的6参数二次曲面模型；