[发明专利]利用一个权函数的块匹配运动估算装置

说明书

本发明涉及用于图象信号编码系统中的一种运动估算装置；更具体地，涉及利用一个权函数检测一个运动矢量的一种运动估算装置。

当以数字形式表示包含一图象“帧”序列的一个图象信号时，会生成可观的数据量用于传输，尤其是在高清晰度电视系统中。然而，由于可利用的传统传输信道的频带宽度是有限的，为了通过有限的信道带宽来发送可观的数字数据量，不可避免地要压缩或减少传输数据的容量。在各种视频压缩技术中，利用两个邻接的视频帧之间的视频信号的时间冗余来压缩信号的一种运动补偿的帧间编码技术是已知的有效压缩技术之一。

在运动补偿帧间编码方案中，当前帧数据是根据当前与前面诸帧之间的运动的一种估算、从前面的帧数据中预测的。这种估算的运动可用表示前面的与当前的帧之间的象素的位移的二维运动矢量来描述。

在本技术中已提出的运动矢量估算方案之一为块匹配算法。按照块匹配算法，将一个当前帧分成多个大小相等的搜索块。一个搜索块的大小通常在8×8与32×32个象素之间的范围内。为了确定当前帧中一个搜索块的运动矢量，执行当前帧的搜索块与包含在一个前面的帧中的一个通常较大的搜索区中的大小相等的多个候选块中每一个之间的相似性计算。将一个利用MSE(均方误差)的误差函数用来执行当前帧的搜索块与搜索区中各候选块之间的相似性测定。该误差函数可表示如下： MSE = 1 H × V Σ i = 1 H Σ j = 1 V ( I ( i , j ) - P ( i , j ) ) 2 ]]>其中H×V表示搜索块的大小；I(i，j)表示搜索块中在坐标(i，j)上的一个象素的亮度级；而P(i，j)则表示一个候选块中在坐标(i，j)上的一个象素的亮度级。

根据定义，一个运动矢量表示该搜索块与一个得出最小误差函数值的候选块之间的位移。然后，在一个接收器中利用该运动矢量在逐块的基础上从前面的帧中构造一个画面。

然而，在这一运动补偿帧间编码方案中，由于利用了表示块之间的相互关联的误差函数而并不考虑相邻的块之间的连续性。结果，由于块边界为直线并且是高纹理的，因而块边界可能是可见的，并且其不连续性对观察者特别醒目。这种分块效应出现在运动补偿方法的相邻的块之间的边界上，并且由分块效应导致的块结构人为现象趋向于降低编码图象的质量。

因此，本发明的一个目的为提供一种能降低分块效应的改进的运动估算装置。

本发明的另一个目的为提供一种用于检测保持相邻的块之间的边界区的连续性的运动矢量的改进的运动估算装置。

按照本发明，提供了一种装置，该装置估算当前帧中的一个搜索块相对于前面的一帧中的各候选块的一个位移以生成运动矢量与表示该搜索块与一候选块之间的相似性的误差函数值。本运动估算装置利用一个权函数来加权根据一次MSE测定的若干误差函数值，并选择一个带来最小误差的加权误差函数值以生成一个与之对应的运动矢量。    

从以下结合附图给出的较佳实施例的描述中，本发明的上述与其它目的及特征将是显而易见的，附图中：

图1示出利用按照本发明的一个权函数的一种块匹配运动估算装置的示意性方框图；

图2示出在其中具有一个局限的子块的一个搜索块与前面的帧的一个大搜索区之间的一种示例性块匹配方法；以及