專利名稱：基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法
技術領域：
本發明涉及視頻編碼技術，尤其涉及視頻編碼技術中的基于單一片面理論的快速分像素 運動搜索方法。
背景技術：
H.264標準是由聯合視頻工作組制定的，該標準為廣播、存儲設備、對話服務以及無線 網絡等方面的視頻技術提供了技術支持，該標準與以往的標準相比，例如H.263、 H.263+ 、H. 263++和]\ ^0-4，在視頻編碼效率上取得了很大的提高，在相同視頻質量下，H.264不僅 比H. 263和MPEG-4節約了50。/。的碼率，而且對網絡傳輸具有更好的支持功能。H. 264采用了許 多新的技術，包括多模式的幀內預測、FMO(靈活模塊次序)、1/4像素精度的運動估計和運動 補償、多參考幀技術、環路濾波技術等。這些新的技術不僅使得H.264具有了更好的視頻壓 縮性能，而且讓視頻標準能更廣泛地、更靈活地應用于不同的網絡環境。
幀間預測即通過運動補償預測對視頻源進行壓縮編碼。當前幀中的宏塊通過在參考幀中 尋找匹配的宏塊進行預測，其當前幀中的宏塊位置與參考幀中的宏塊位置差為運動向量。幀 間預測的關鍵部分就在于如何尋找匹配塊，即運動搜索。運動搜索精確度影響著視頻壓縮的 效率和重建的質量，現有技術中，H.264中采用了l/4像素精度的運動搜索方法，為了達到 1/4像素的搜索精度，運動搜索算法分為三步，第一步，運動搜索在一個搜索范圍內采用整 像素匹配的搜索方法找出最優整數點(運動向量所指的點)；第二步，檢測最優整數點附近 的4個l/2像素點以找到最優l/2像素點；第三步，檢測最優l/2像素點附近的4個l/4像素點以 找到最優l/4像素點。這種運動搜索的方法在很大程度上提高了幀間預測的準確性，提高了 視頻壓縮的效率，但在同時，卻帶來了大量的計算量。可以看出，上述運動搜索算法每次需 要檢測至少8個點才能達到l/4像素精度，編碼速度欠佳。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提出一種基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法 ，在保證運動搜索精度的同時減少檢測的點數以提高編碼器的速度。
本發明解決上述技術問題采用的技術方案是基于單一片面理論的快速分像素運動搜索 方法，包括以下步驟
a.采用整像素匹配方法找出最優整像素點；b. 根據最優整像素點周圍的整像素點的誤差值的大小判斷l/2像素點優先檢測方向；
c. 在l/2像素點優先檢測方向上根據與最優整像素點相鄰的兩個整像素點的誤差值判斷 該方向上的1 /2像素點優先檢測順序；
d. 檢測出最優l/2像素點；
e. 根據最優l/2像素點周圍的l/2像素點的誤差值的大小判斷l/4像素點優先檢測方向；
f. 在l/4像素點優先檢測方向上根據與最優l/2像素點相鄰的兩個l/2像素點的誤差值判 斷該方向上的1 /4像素點優先檢測順序；
g. 檢測出最優l/4像素點。
所述步驟b中，如果在X方向上的整像素點的最小誤差值小于等于在Y方向上的整像素點 的最小誤差值，則優先檢測X方向上的1 /2像素點，否則優先檢測Y方向上的1 /2像素點。
所述步驟c中，在l/2像素點優先檢測方向上，比較整像素點的誤差值的大小，優先檢測 與具有較小誤差值的整像素點相鄰的l/2像素點。
所述步驟e中，如果在X方向上的l/2像素點的最小誤差值小于等于在Y方向上的l/2像素 點的最小誤差值，則優先檢測X方向上的1 /4像素點，否則優先檢測Y方向上的1 /4像素點。
所述步驟f中，在l/4像素點優先檢測方向上，比較l/2像素點的誤差值的大小，優先檢 測與具有較小誤差值的l/2像素點相鄰的l/4像素點。
本發明的有益效果是保證了運動搜索的精度的同時減少檢測點數，平均檢測不到8個 點就可以達到l/4像素精度，提高了編碼效率。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
本發明充分利用了在運動搜索時，比較已檢測的整像素點的誤差值大小來判定對l/2像 素點的優先檢測方向及順序，再比較已檢測的l/2像素點的誤差值大小來判定對l/4像素點的 優先檢測方向及順序。即總是不斷尋找具有最大可能性的最優點，最后達到l/4精度，通過 實踐，檢測點數平均不到8個點，這樣即保證了精度，也提高了編碼效率。
本發明的實施包括以下步驟a.采用整像素匹配方法找出最優整像素點；b.根據最優整 像素點周圍的整像素點的誤差值的大小判斷l/2像素點優先檢測方向；c.在l/2像素點優先檢 測方向上根據與最優整像素點相鄰的兩個整像素點的誤差值判斷該方向上的l/2像素點優先 檢測順序；d.檢測出最優l/2像素點；e.根據最優l/2像素點周圍的l/2像素點的誤差值的大 小判斷l/4像素點優先檢測方向；f.在l/4像素點優先檢測方向上根據與最優l/2像素點相鄰 的兩個l/2像素點的誤差值判斷該方向上的l/4像素點優先檢測順序；g.檢測出最優l/4像素點。
實施例
首先采用整像素匹配方法找出最優整像素點，本例中假設最優整像素點為(0， 0)點(
本發明中所述的坐標點均為平面直角坐標點)，與之相鄰的有四個整像素點分別為(0， 4) 、(0， -4) 、 (4， 0) 、 (-4， 0)，他們的誤差值分別為S(O， 4) 、 S(O， -4) 、 S(4， 0 )、S(-4， 0)，在(0， 0)點周圍有8個l/2像素點，其坐標分別為(0， 2) 、 (0， -2)、 (2， -2) 、 (2， 2) 、 (-2， 2) 、 (-2， -2) 、 (2， 0)和(-2， 0)，他們的誤差值分 另U為S(O， 2) 、 S(O， 一2) 、 S(2， 一2) 、 S(2， 2) 、 S(—2， 2) 、 S(—2， 一2) 、 S(2， 0)禾口 S(-2， 0)，在搜索最優整像素點時，其周圍的的整像素點被檢測到的情況可能不一樣，對于 沒有被檢測到的點，將其誤差值設為MAX誤差(為一很大的正整數)。在搜索最優l/2像素點 時，需要先確定檢測方向，若min(S(-4，0)，S(4，0))《min(S (0， -4) ， S (0， 4))，說明在X方 向上的1/2像素點為最優點的可能性比在Y方向上的大，則優先檢測X方向，反之則先檢測Y方 向。在確定優先檢測X方向后，若S(-4，0)《S(4，0)，說明在X方向上負半軸上的l/2像素點 為最優點的可能性比在正半軸上的大，則優先檢測(-2， 0)點，反之則檢測(2， 0)點。 這樣就能以較少的檢測點搜索出l/2精度的最優像素點。
對于l/4精度最優像素點，其搜索方法與l/2精度最優像素點的搜索方法基本一致，以最 優l/2像素點為(0， 0)點為例，其周圍有8個l/4像素點，分別為(0， 1) 、 (0， -1)、( 1， -1) 、 (1， 1) 、 (-1， 1) 、 (-1， -1) 、 (1， 0)和(-1， 0);首先需要判斷檢測 方向，若min(S(-2，0)，S(2，0))《min (S (0， —2) ， S (0， 2))，說明在X方向上的l/4像素點為 最優點的可能性比在Y方向上的大，則優先檢測X方向，反之則先檢測Y方向。在確定優先檢 測X方向后，若S(-2，0)《S(2，0)，說明在X方向上負半軸上的l/4像素點為最優點的可能性 比在正半軸上的大，則優先檢測(-i， 0)點，反之則檢測(1， 0)點。這樣就能以較少的 檢測點搜索出l/4精度的最優像素點。經過多次實踐證明，采用本發明中的方法，達到l/4精 度最優像素點時，所檢測的點的個數平均不到8個，這樣就提高了編碼效率。
權利要求
權利要求1基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法，其特征在于包括以下步驟a. 采用整像素匹配方法找出最優整像素點；b. 根據最優整像素點周圍的整像素點的誤差值的大小判斷1/2像素點優先檢測方向；c. 在1/2像素點優先檢測方向上根據與最優整像素點相鄰的兩個整像素點的誤差值判斷該方向上的1/2像素點優先檢測順序；d. 檢測出最優1/2像素點；e. 根據最優1/2像素點周圍的1/2像素點的誤差值的大小判斷1/4像素點優先檢測方向；f. 在1/4像素點優先檢測方向上根據與最優1/2像素點相鄰的兩個1/2像素點的誤差值判斷該方向上的1/4像素點優先檢測順序；g. 檢測出最優1/4像素點。
2.如權利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法 ，其特征在于所述步驟b中，如果在X方向上的整像素點的最小誤差值小于等于在Y方向上 的整像素點的最小誤差值，則優先檢測X方向上的1 /2像素點，否則優先檢測Y方向上的1 /2像 素點。
3.如權利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法 ，其特征在于所述步驟c中，在l/2像素點優先檢測方向上，比較整像素點的誤差值的大小 ，優先檢測與具有較小誤差值的整像素點相鄰的l/2像素點。
4.如權利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法 ，其特征在于所述步驟e中，如果在X方向上的1/2像素點的最小誤差值小于等于在Y方向上 的1 /2像素點的最小誤差值，則優先檢測X方向上的1 /4像素點，否則優先檢測Y方向上的1/4 像素點。
5. 如權利要求l所述的基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法 ，其特征在于所述步驟f中，在l/4像素點優先檢測方向上，比較l/2像素點的誤差值的大 小，優先檢測與具有較小誤差值的l/2像素點相鄰的l/4像素點。
全文摘要
本發明涉及視頻編碼技術，尤其涉及視頻編碼技術中的基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法。本發明公開了一種基于單一片面理論的快速分像素運動搜索方法，在保證運動搜索精度的同時減少檢測的點數以提高編碼器的速度。其技術方案的要點可概括為在最優整像素點周圍根據其它整像素點的誤差值大小來判斷1/2像素點的檢測方向及檢測順序，檢測出最優1/2像素點后，根據其周圍的其它1/2像素點的誤差值大小來判斷1/4像素點的檢測方向及檢測順序，檢測出最優1/4像素點。本發明在保證了運動搜索的精度的同時減少檢測點數，平均檢測不到8個點就可以達到1/4像素精度，提高了編碼效率，適用于快速視頻編碼。
文檔編號H04N7/32GK101521821SQ200910301488
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月10日 優先權日2009年4月10日
發明者升 官, 春 方, 魯國寧 申請人:四川虹微技術有限公司