[发明专利]一种运动估计方法和应用该方法的运动估计电路

摘要

本发明公开一种基于FSBM算法的运动估计方法及运动估计电路——一种运动估计方法和应用该方法的运动估计电路。步骤：(1)初始化阶段(101)。进行像素数据的输入。(2)中间数据组织阶段(102)。(3)运动向量计算阶段(103)。(4)运动向量值输出阶段(104)。利用该算法描述的输入数据流进行MAD计算，非常有利于电路比较、判别、找到和输出运动向量，有利于降低电路的复杂性。电路将上述的二维算法映射为脉动阵列结构，将l映射成(PE)阵列，先前帧数据有两套输入总线，(Y1)和(Y2)。它们通过多路选择器单元将数据送到(PE)单元。当前帧中的当前参考块数据要被预装到(PE)中的(RA)寄存器组中。本发明克服了已有技术的运动估计电路硬件利用率低、电路规模大的缺陷。

主权项

1、一种运动估计方法，其特征是它通过下述步骤完成：(一)初始化阶段(101)：初始化两个没有任何像素数据的临时当前帧和临时先前帧图像。这两帧图像每行包含N2个象素点，每列包含NhNv(2p+1)2个像素；在列的方向上将这两个临时帧划分为NhNv个像素组，每组包含(2p+1)2列，每组共包含N2(2p+1)2个像素，按列的顺序分别命名为第1组，第2组...第NhNv组。以帧的左上角为顶点，用(l，k)表示该像素在先前或当前帧图像中的位置，其中1≤l≤N2，1≤l≤NhNv(2p+1)2；对于作为输入的当前帧图像和先前帧图像，每行包含N×Nh个象素点，每列包含N×Nv个像素；(二)中间数据组织阶段(102)：第1步将当前帧的象素数据和先前帧的象素数据分别存放到临时当前帧和临时先前帧中去，在存放的过程中确定存放的位置和存放的顺序；对于当前帧图像，帧中参考块按行扫描的顺序、参考块内按列扫描的顺序从图像中串行取出；以(l，k)表示像素存放到临时当前帧和临时先前帧中的位置；对于当前帧第一个参考块中的象素，按列扫描的顺序从参考块中取出，按行的顺序存放到临时当前帧中第一象素组的第一行中；相应的，当前帧第二个参考块中的象素，按列扫描的顺序从参考块中取出，按行的顺序的存放到临时当前帧中第二象素组的第一行中；重复上述过程，将当前帧中所有参考块的像素数据存放到临时当前帧中每一象素组的第一行中；第2步：对于临时当前帧的每一像素组，第一行处有数据，其他位置为空；将每列第一行处的数据复制每列的其他行处，使得在每一像素组中，每列的象素数据都相同；按照上述方法，完成临时当前帧的数据复制工作；第3步：对于先前帧第一个搜索区域中的象素(即为当前帧第一个参考块所对应的搜索区域中的象素)，共有(2p+N)2象素点，临时先前帧中第一象素组共有N2(2p+1)2个空位置可以存放像素；从先前帧搜索区域中取像素数据的顺序为：(1)、从搜索区域的第一列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(2)、从搜索区域的第二列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(3)、依此类推，重复上述过程，从搜索区域的第三列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据，从搜索区域的第四列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据，...，直到从搜索区域的第(2p+1)列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据为止；(4)、将按(1)(2)(3)步顺序从先前帧取出的(2p+1)2个数据按列的顺序存放到临时先前帧的第一像素组的第一列中；(5)、从搜索区域的第一列第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(6)、从搜索区域的第二列第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(7)、依此类推，重复上述过程，从搜索区域的第三列第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据，从搜索区域的第四列第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据，...，直到从搜索区域的第(2p+1)列的第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据为止；(8)、将按(5)、(6)、(7)步顺序从先前帧取出的(2p+1)2个数据按列的顺序存放到临时先前帧的第一像素组的第二列中；(9)、依此类推，重复(8)步的过程，直到临时先前帧的第一像素组的前N列都填满数据；第4步：这一步要将先前帧的第一像素组的N+1～2N列都填满数据，方法与第4步相同，简述为：(10)、从搜索区域的第二列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(11)、从搜索区域的第三列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(12)、依此类推，重复上述过程，直到从搜索区域的第(2p+2)列第一行处按列的顺序取出(2p+1)个数据为止；(13)、将按(10)、(11)、(12)顺序从先前帧取出的(2p+1)2个数据按列的顺序存放到临时先前帧的第一像素组的第N+1列中；(14)、从搜索区域的第二列第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(15)、从搜索区域的第三列第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据；(16)、依此类推，重复上述过程，直到从搜索区域的第(2p+2)列的第二行处按列的顺序取出(2p+1)个数据为止；(17)、将按(14)、(15)、(16)顺序从先前帧取出的(2p+1)2个数据按列的顺序存放到临时先前帧的第一像素组的第N+2列中；(18)、依此类推，重复(17)的过程，直到临时先前帧的第一像素组的前2N列都填满数据；第5步：重复第4步的过程，直到临时先前帧的第一像素组的所有列中都填满数据；第6步：重复第5步的过程，直到临时先前帧的所有像素组都填满数据；(三)运动向量计算阶段(103)：第1步，按行的顺序将临时当前帧和临时先前帧第一像素组中第一行的象素数据取出进行差的绝对值计算，并将计算出的N2个值进行累加，同时用行坐标k＝1来标记该值；第2步，按行的顺序将临时当前帧和临时先前帧第一像素组中第二行的象素数据取出进行差的绝对值计算，并将计算出的N2个值进行累加，同时用行坐标k＝2来表记该值；第3步，按照第1步和第2步的方法，重复该过程，直到临时当前帧和临时先前帧中第一像素组的所有行都完成了MAD计算，并用行坐标k＝1，2，3…(2p+1)2)来表记这些MAD值；第4步，按照第3步的方法，不断重复该过程，直到临时当前帧和临时先前帧中所有的像素组都被取出并都完成了MAD计算；并且，用这些计算值都用它们的行坐标k＝1，2，3…(2p+1)2，(2p+1)2+1，…2(2p+1)2…NvNh(2p+1)2来表记这些MAD值；(四)运动向量值输出阶段104：在MAD计算阶段共产生了NvNh(2p+1)2个MAD值，其中临时当前帧和临时先前帧中每一对像素组的数据会产生(2p+1)2个MAD值；在由临时当前帧和临时先前帧中各自的第一像素组的数据产生的(2p+1)2个MAD值中，找出这(2p+1)2个MAD值中的最小值，并把该最小值的标记k作为当前帧第一参考块的运动向量值进行输出；在由临时当前帧和临时先前帧中各自的第二像素组的数据产生的(2p+1)2个MAD值中，找出这(2p+1)2个MAD值中的最小值，并把该最小值的标记k作为当前帧第二参考块的运动向量值进行输出；重复上述过程，直到用上述方法找到的当前帧中所有的参考块的运动向量都输出为止，整个方法结束。