一种自适应运动估计方法和模块技术

一种自适应运动估计方法和模块，该模块包括宏块划分单元、宏块选择单元、运动强度判断单元和运动估计单元。宏块划分单元待编码的视频帧划分宏块。宏块选择单元用于依次选择视频帧中的图像块作为当前图像块。运动强度判断单元用于判断当前图像块的运动强度，并根据当前图像块的运动强度自适应选择用于对当前图像块进行运动估计的运动估计方法。运动估计单元根据运动强度判断单元所选择的运动估计方法对当前图像块进行运动估计。在对图像块进行运动估计之前，先判断图像块的运动强度，根据当前图像块的运动强度自适应选择用于对当前图像块进行运动估计的运动估计方法，以提高视频编解码中运动估计的效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及视频编解码领域，具体涉及一种自适应运动估计方法和模块。
技术介绍
随着众多如数字电视、互联网高清视频、数码相机、数码摄像机等高清数码产品的 逐渐普及，人们对视频清晰度的要求越来越高，视频的分辨率也越来越高。因此，新一代高 效视频编码标准的开发迫在眉睫。 大多数主流的视频编解码标准为了充分利用视频的时间冗余性，都采用帧间预测 的方法来提高压缩的效率，而运动估计是帧间预测中最重要的环节，在某些视频编码标准 中甚至占用了一半以上的编码时间。在视频压缩编码中，运动估计作为减少视频序列时间 冗余度的有效手段，其运算效率对整个编码系统的性能有着重大影响。运动估计算法一般 有像素递归法和块匹配法两种，其中块匹配法是现在最常用的方法。块匹配法中精度最高 运算复杂度也最大的是全搜索（Full Search，FS)算法。为加快搜索速度人们提出了许多 快速算法，以损失一定的搜索精度为代价来降低运算复杂度，如三步搜索法（Three Step Search，TSS)、菱形搜索法（Diamond Search，DS)、六边形搜索法（Hexagon-based Search， HEXBS)等。 然而，随着分辨率的不断提高，运动估计的准确性与高效性越来越受到重视。现有 的运动估计方法要么速度快但不适合快速运动的场景；要么性能好但设计得很复杂，搜索 速度慢。
技术实现思路
本申请提供了一种自适应运动估计方法和模块，能够在不影响运动估计准确性的 情况下，尽可能提高运动估计的搜索速度。 根据本申请的第一方面，本申请提供了一种自适应运动估计方法，包括： 将待编码的视频帧划分宏块； 依次选择视频帧中的图像块作为当前图像块； 判断当前图像块的运动强度，并根据当前图像块的运动强度自适应选择用于对当 前图像块进行运动估计的运动估计方法；所述运动强度用于表征视频图像帧中物体的运动 幅度和/或运动频率； 根据所选择的运动估计方法对当前图像块进行运动估计。 在某些实施例中，判断当前图像块的运动强度是否满足预设条件，如果不满足，判 断为当前图像块的运动强度高，则选择第一运动估计方法；如果满足，判断为当前图像块的 运动强度低，则选择第二运动估计方法；所述第二运动估计方法比第一运动估计方法的搜 索速度快。 在某些实施例中，根据当前图像块及其相邻已编码图像块的运动信息判断当前图 像块的运动强度。 在某些实施例中，根据当前图像块的预测运动矢量和相邻已编码图像块的运动矢 量差判断当前图像块的运动强度。 在某些实施例中，所述预设条件为： 其中，THl和TH2分别为两个预设的门限值，f为矢量运算函数，PMV为当前图像块 的预测运动矢量，MVD为当前图像块的相邻已编码图像块的运动矢量差。 根据本申请的第二方面，本申请提供了一种自适应运动估计模块，包括： 宏块划分单元，用于将待编码的视频帧划分宏块； 宏块选择单元，用于依次选择视频帧中的图像块作为当前图像块； 运动强度判断单元，用于判断当前图像块的运动强度，并根据当前图像块的运动 强度自适应选择用于对当前图像块进行运动估计的运动估计方法；所述运动强度用于表征 视频图像帧中物体的运动幅度和/或运动频率； 运动估计单元，根据运动强度判断单元所选择的运动估计方法对当前图像块进行 运动估计。 在某些实施例中，所述运动强度判断单元用于判断当前图像块的运动强度是否满 足预设条件，如果不满足，判断为当前图像块的运动强度高，则选择第一运动估计方法；如 果满足，判断为当前图像块的运动强度低，则选择第二运动估计方法；所述第二运动估计方 法比第一运动估计方法的搜索速度快。 在某些实施例中，运动强度判断单元用于根据当前图像块及其相邻已编码图像块 的运动信息判断当前图像块的运动强度。 在某些实施例中，运动强度判断单元用于根据当前图像块的预测运动矢量和相邻 已编码图像块的运动矢量差判断当前图像块的运动强度。 在某些实施例中，所述预设条件为： 其中，THl和TH2分别为两个预设的门限值，f为矢量运算函数，PMV为当前图像块 的预测运动矢量，MVD为当前图像块的相邻已编码图像块的运动矢量差。 本申请提供的自适应运动估计方法和模块，在对图像块进行运动估计之前，先判 断图像块的运动强度，根据当前图像块的运动强度自适应选择用于对当前图像块进行运动 估计的运动估计方法，以提高视频编解码中运动估计的效率。【附图说明】 图1为视频编码中划分宏块及当前图像块的相邻已编码图像块的选择示意图； 图2为一种视频编码标准米用的编码框图； 图3为本申请一种实施例中自适应运动估计模块的示意图； 图4为本申请一种实施例中自适应运动估计方法的流程不意图； 图5为本申请一种实施例中当前图像块的相邻已编码图像块的选择示意图。【具体实施方式】 在目前主流视频编解码标准（如MPEG4、H. 264/AVC、H. 264/AVS)和相关视频处 理应用（如超分辨率及帧率上采样）中，大多数的运动估计方法都按照从上到下从左往右 的扫描顺序对二维视频帧中的图像块进行扫描来搜索对应的运动矢量。同时，在对每一个 图像块进行估计时，一般用其左侧和上方区域中的相邻块的运动矢量作为空间参考运动矢 量，用前一帧对应图像块右下方的图像块的运动矢量作为时间参考运动矢量，然后采用某 种策略在参考运动矢量中选择最准确的作为当前图像块的初始运动矢量。运用这一种方 法，先估计出的运动矢量能够按照从上到下从左往右的扫描顺序从左上的图像块传递到右 下角的图像块，起到逐步细化运动矢量的目的。 请参考图1，例如将一帧图像划分为16*16像素的宏块（图像块），每个宏块具有 固定大小，每一宏块的大小为16*16像素，对图像的处理顺序为，先从左到右处理第一行的 图像块，然后再依次处理第二行，直到整帧图像被处理完毕。 假设图像块P为待编码的当前图像块，在某些实施例中，在对当前图像块P进行处 理时，以其参考图像块的运动矢量作为参考值来计算当前图像块的运动矢量。由于帧图像 中的每一个图像块与其相邻已编码图像块具有最高的相似性，因此，一般的，参考图像块采 用当前图像块的相邻已编码图像块。如图1中，当前图像块P的参考图像块为A、B、C、D。 在某些实施例中，参考图像块在选择时，也可以选择当前图像块相邻的上块、右上 块和左块图像块作为参考图像块，例如图1中当前图像块P的参考图像块为A、B、C ;如果当 前图像块的右上块图像块不存在（当前图像块位于右边第一列时）或者图像块C不具有运 动矢量时，则用当前图像块的左上块图像块来代替，例如图1中当前图像块P的参考图像块 选为A、B、D。 所以，在具体实施例中，当前图像块的相邻图像块可以根据实际需求进行定义。 请参考图2,为当前主流的视频编码标准采用的编码框图。对输入的帧图像划分成 若干宏块（图像块），然后对当前图像块进行帧内预测（帧内编码）或运动补偿（帧间编 码），通过模式决策过程选择编码代价最小的编码模式，从而得到当前图像块的预测块，当 前图像块与预测块相差得到残差值，并对残差进行变换、量化、扫描和熵编码，形成码流序 列输出。图2所示编码框图为本领域技术人员所熟知，此处不对其进行细述。 为解决现有技术存在的缺陷，本申请的专利技术构思在于：提出一种基于上下文的自 适应运动估计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应运动估计方法，其特征在于，包括：将待编码的视频帧划分宏块；依次选择视频帧中的图像块作为当前图像块；判断当前图像块的运动强度，并根据当前图像块的运动强度自适应选择用于对当前图像块进行运动估计的运动估计方法；所述运动强度用于表征视频图像帧中物体的运动幅度和/或运动频率；根据所选择的运动估计方法对当前图像块进行运动估计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭峰，王荣刚，王振宇，王文敏，高文，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44