[发明专利]一种适用于H.264视频编解码的整像素运动估计方法

摘要

本发明公开了一种适用于H.264视频编解码的整像素运动估计方法，其算法的步骤包括：a.对参考帧进行边界填充；b.进行场景检测；c.并行的绝对误差和计算；d.求候选运动矢量；e.求预测运动矢量；f.求最佳预测运动矢量；g.求最佳匹配块。本发明提出的运动估计算法可提高运动搜索的准确度，降低视频编码时残差块的数据量，有效提高H.264视频编码的质量。

主权项

一种适用于H.264视频编解码的整像素运动估计方法，其特征在于，包括如下步骤：a.边界填充：对解码后的参考帧进行边界像素值上下左右的边界填充，获得具有边界和有效边界的参考帧，使参考帧满足16*16倍数的大小；b.场景检测：确定当前帧是否为全新图片以及确定当前帧运动矢量预测类型，设置当前帧运动矢量预测类型为变量type_pred，若场景检测出此帧为全新图片，则将此帧设为I帧，若场景检测出此帧的帧率小于5或当前场景接近前一个I帧，则不进行场景检测，不进行场景检测时当前帧运动矢量预测类型为2，即type_pred＝2；c.并行计算绝对误差和SAD：每次对16*16的宏块进行运动估计，并采用SIMD技术进行计算，即通过移位、与、或操作，每次并行计算多个像素，若ref为指向参考帧对应像素的指针，则判断式子(uint32)ref&0x3是否等于零，若(uint32)ref&0x3等于零，说明ref所指向的数据是字对齐的，若(uint32)ref&0x3不等于零，则先对指针ref左移(uint32)ref&0x3位后再进行操作；d.求宏块候选运动矢量：对当前宏块预测类型的时空预测和空间预测；e.求宏块的预测运动矢量：判断当前帧中或参考帧中的当前宏块是否满足存在左邻居宏块A(运动矢量为pmvA_x)，同时不存在上部B(运动矢量为pmvB_x)和右上部邻居宏块C(运动矢量为pmvC_x)的条件，满足则当前宏块的预测运动矢量为当前宏块左邻居宏块的运动矢量，即cmvx＝pmvA_x，cmvy＝pmvA_y；不满足则当前宏块的预测运动矢量为cmvx＝MEDIAN(pmvA_x，pmvB_x，pmvC_x)，cmvy＝MEDIAN(pmvA_y，pmvB_y，pmvC_y)；f.求宏块的最佳预测运动矢量：由候选运动矢量分别确定待编码宏块在参考帧中对应的参考宏块位置，通过步骤c，计算当前宏块和参考宏块的SAD以及候选运动矢量与预测运动矢量的差值MV_COST，选择SAD+MV_COST最小的运动矢量，为最佳运动矢量，此时可得到参考宏块的位置，记为(imin，jmin)；g.查找最佳匹配块：从最佳初始预测点开始进行一次小菱形搜索，计算SAD的值，若SAD值小于1，说明运动物体较大，直接进行六角形搜索；若SAD值小于2，说明运动物体较小，继续小菱形搜索，当代价函数最小值位于搜索中心点时，停止搜索。