[发明专利]一种适合于硬件实现的HEVC运动估计方法

摘要

本发明针对HEVC运功估计单元先对LCU进行CU块分割再进行运动估计PU块分割的特点，提出了一种适合于硬件实现的HEVC运动估计的方法，该方法两种分割模式同时进行计算，将串行搜索改为并行搜索，极大简化了运动估计算法，并且计算过程中访问存储单元的数据规整，利于硬件的实现。

主权项

一种适合于硬件实现的HEVC运动估计方法，通过将HEVC标准算法中每个LCU的CU块运动匹配参数及相应的PU块参数计算并行执行，来降低运动估计的复杂度：其特征在于：所述方法包括以下步骤：a.运动估计模块先从内存单元读取整个LCU的像素值，输入计算单元中；b.根据该LCU的左侧或上侧已有相邻块运动向量预测当前块的运动向量；c.根据该预测向量及搜索范围，获取搜索区域的像素数据；d.并行计算LCU块每层深度的CU块的运动匹配参数的最优解，获得各个深度CU块下各模式PU的最佳运动向量，具体为：首先以深度1将LCU划分为4个32×32的CU，分别标记为CU10、CU11、CU12、CU13；先根据左侧与上侧及左上角已完成运动估计的块对CU10进行运动向量的预测；以CU10的预测向量为中心，以矩形搜索框为搜索范围，搜索当前LCU的所有深度下CU的运动匹配参数，记录每种模式下的PU最佳匹配向量；然后判断每个PU块的最佳匹配点是否在搜索区域的边界；如果任意一个PU块的最佳匹配点在边界上，那么将搜索区域向外扩大一个像素宽度，特别地如果最佳匹配点在搜索区域的四角上，需要相应的两个方向都向外扩大；扩大后计算新的搜索区域内各个匹配参数，更新最佳匹配点；如果最佳匹配点仍然在边界上，那么继续扩大搜索区域，直到所有最佳匹配点都在搜索区域内部；将LCU以CU10的预测向量为搜索中心的各个参数保存，接着再用同样的方法以CU11、CU12和CU13的预测向量为中心，搜索新的搜索区域，从而确定LCU的各个运动估计的参数；新的搜索区域与已经搜索过的区域会有重叠，通过重叠区域消除法来减少因重叠而引起的重复计算问题；e.将LCU的全部像素值与搜索区域相应的像素值做差，然后把相应的各个CU层下各种预测模式PU块所包含的像素差值相加得到各个CU块下各个PU模式的SAD值；f.根据SAD值得到每个PU块的最佳运动匹配向量，从而得到各个CU层下的最佳PU分割模式；g.根据上述CU的运动匹配参数及相应的PU块参数以及求得的帧内PU参数和相对应的TU块的变换，计算每层CU块的率失真代价，最终得到最小率失真所对应的参数。