[发明专利]高效视频编码中的运动估计加速方法

摘要

本发明公开了一种高效视频编码中的运动估计加速方法，主要解决现有高效视频编码技术中编码速度慢的问题。其步骤为：1)主处理器CPU将图像数据传输至协处理器GPU进行存储；2)GPU利用图像数据执行分层高级运动向量预测和整像素运动搜索,得出各层的整像素运动向量,并对图像数据中的参考图像进行分像素插值滤波，得出不同精度的插值图像；3)以各层的整像素运动向量为起点，在不同精度的插值图像上分别执行分像素运动搜索，得出各个块的分像素运动向量；4)GPU将整像素运动向量和分像素运动向量信息传输至CPU，CPU对这两种运动向量进行误差修正，完成运动估计。本发明显著提高了编码速度和效率，可应用于视频编解码。

主权项

1.高效视频编码中的运动估计加速方法，包括如下步骤：(1)利用主处理器CPU将图像数据传输至协处理器GPU进行存储，其中图像数据包括：编码图像、参考图像和参考帧运动向量信息表；(2)GPU利用图像数据执行分层高级运动向量预测和整像素运动搜索,得出各层的整像素运动向量：(2a)对64×64图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2a1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将(0，0)向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第一候选列表；所述对应位置，是指编码图像块的坐标位置对应于参考帧运动向量信息表中相同坐标的位置，其包含图像块左上方、图像块上方、图像块右上方、图像块左方、图像块右方、图像块左下方、图像块下方、图像块右下方以及图像块中心点左上角这9个位置；(2a2)利用率失真准则选出第一候选列表中最优项，作为64×64图像块的运动搜索起始点；(2a3)根据(2a2)确定的搜索起始点在参考图像上对大小为64×64图像块执行整像素运动搜索，得出64×64图像块的整像素运动向量；(2b)分别对32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2b1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将由步骤(2a3)得出的64×64图像块的整像素运动向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第二候选列表；(2b2)利用率失真准则选出第二候选列表中最优项，作为32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块的运动搜索起始点；(2b3)根据(2b2)确定的搜索起始点在参考图像上分别对32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块执行整像素运动搜索，分别得出32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块的整像素运动向量；(2c)分别对16×16图像块、16×32图像块、32×16图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2c1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将由步骤(2b3)得出的32×32图像块的整像素运动向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第三候选列表；(2c2)利用率失真准则选出第三候选列表中最优项，作为16×16图像块、16×32图像块和32×16图像块的运动搜索起始点；(2c3)根据(2c2)确定的搜索起始点在参考图像上分别对16×16图像块、16×32图像块和32×16图像块执行整像素运动搜索，分别得出16×16图像块、16×32图像块和32×16图像块的整像素运动向量；(2d)分别对8×8图像块、8×16图像块和16×8图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2d1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将由步骤(2c3)得出的16×16图像块的整像素运动向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第四候选列表；(2d2)利用率失真准则选出第四候选列表中最优项，作为8×8图像块、8×16图像块和16×8图像的运动搜索起始点；(2d3)根据(2d2)确定的搜索起始点在参考图像上分别对8×8图像块、8×16图像块和16×8图像块执行整像素运动搜索，分别得出8×8图像块、8×16图像块和16×8图像块整像素运动向量；(3)GPU对参考图像进行分像素插值滤波，得出不同精度的插值图像；(4)以各层的整像素运动向量为起点，在不同精度的插值图像上分别执行分像素运动搜索过程，得出各个块的分像素运动向量；(5)GPU将各个块的整像素运动向量和分像素运动向量传输至CPU，CPU对整像素运动向量和分像素运动向量进行误差修正，消除GPU计算带来的偏移误差，得出准确的运动向量，完成运动估计。