基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法。该方法包括：在整像素精度上对感兴趣区域初始化；线性变换将像素原始值转换成对应整型的中间值；1/2分像素采用8抽头滤波器进行插值计算；线性逆变换获得原始值1/2分像素插值滤波结果；运动矢量精炼至1/2分像素精度；对垂直方向上的1/2分像素中间值采用6抽头滤波器进行插值计算；根据不同抽头滤波获得的1/2分像素中间值，利用其均值求解1/4分像素中间值；对1/4分像素中间值进行逆变换获得最终1/4分像素插值结果；运动矢量精炼至1/4分像素精度。本发明专利技术能够加快HEVC分像素运动估计过程以提高编码速度，进而提升编码器对实时编码需求的满足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及HEVC中分像素运动估计，具体涉及一种基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法。
技术介绍
运动估计是视频编码中关键的一部分，主要基于块匹配和分层插值实现高精度运动矢量的求解，进而解除视频在时间上的冗余。其中，块匹配是指在参考帧上根据相应的匹配准则搜索并获取相应的最优匹配块。而分层插值是指通过多级不同精度的插值计算来求解不同精度的运动矢量。根据运动估计是否采用插值计算，可以将运动估计划分为整像素运动估计和分像素运动估计两个部分。虽然运动估计能够很大程度地压缩视频，但是其本身的复杂度加剧了整体编码耗时，特别是分像素运动估计的引入进一步加剧了该问题。而分像素运动估计的复杂度主要集中在其大量的插值计算，特别地，在HEVC(高性能视频编码)中采用了相比H.264更多抽头数的插值滤波器。为此，一些研究者试图通过建立误差估计模型来绕开复杂的插值计算过程从而加快分像素运动估计。其主要策略是利用最佳整像素及其邻近整像素点来建立二阶误差估计曲面，通过求解二阶误差曲面的极小值点加快逼近最佳分像素点，从而避免过多的插值和搜索匹配过程。当然，他们策略奏效的前提是计算极小值的运算代价相比插值和搜索匹配过程要小的多。其中，较为典型的有SalihDikbas等人(SalihDikbas，TarikArici，YucelAltunbasak.Fastmotionestimationwithinterpolation-freesub-sampleaccuracy[J].CircuitsandSystemsforVideoTechnology,IEEETransactionson,2010,20(7):1047-1051.)所提二阶误差估计模型以及其他一些研究人员(Jing-FuChang，Jin-JangLeou.Aquadraticpredictionbasedfractional-pixelmotionestimationalgorithmforH.264[J].JournalofVisualCommunicationandImageRepresentation,2006,17(5):1074-1089.)对其二阶模型简化形成的“退化”二阶误差估计模型。他们的实验结果表明，通过模型估计的方法能够很大程度上减少编码复杂度。除了建立误差估计模型外，阈值控制的手段(TsuyoshiSotetsumoto，TianSong，TakashiShimamoto.Lowcomplexityalgorithmforsub-pixelmotionestimationofHEVC[C].IEEE，2013:1-4)也被用于降低分像素运动估计复杂度。然而，另外一些研究者们(TokunboOgunfunmi，ObianujuNdili，PavelArnaudov.OnlowpowerfractionalmotionestimationalgorithmsforH.264[C].IEEE，2012:103-108)将注意力集中在分像素运动估计的复杂度对硬件实现的影响上，侧重改进插值过程来加快分像素运动估计的硬件实现。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法。本专利技术提供了一种基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法，该方法包括：步骤一：在整像素精度上对感兴趣区域初始化；步骤二：线性变换将像素原始值转换成对应整型的中间值；步骤三：1/2分像素采用8抽头滤波器进行插值计算；具体为：对整像素利用以下8抽头FIR滤波器进行插值滤波：{-1,4,-11,40,40,-11,4,-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法，其特征在于，该方法包括：步骤一：在整像素精度上对感兴趣区域初始化；步骤二：线性变换将像素原始值转换成对应整型的中间值；步骤三：1/2分像素采用8抽头滤波器进行插值计算；步骤四：线性逆变换获得原始值1/2分像素插值滤波结果；步骤五：运动矢量精炼至1/2分像素精度；步骤六：垂直方向上的1/2分像素中间值采用6抽头滤波器进行插值计算；步骤七：根据不同抽头滤波获得的1/2分像素中间值，利用其均值求解1/4分像素中间值；步骤八：对1/4分像素中间值进行逆变换获得最终1/4分像素插值结果；运动矢量精炼至1/4分像素精度。

【技术特征摘要】
1.基于低复杂度分层插值的HEVC分像素运动估计方法，其特征在于，
该方法包括：
步骤一：在整像素精度上对感兴趣区域初始化；
步骤二：线性变换将像素原始值转换成对应整型的中间值；
步骤三：1/2分像素采用8抽头滤波器进行插值计算；
步骤四：线性逆变换获得原始值1/2分像素插值滤波结果；
步骤五：运动矢量精炼至1/2分像素精度；
步骤六：垂直方向上的1/2分像素中间值采用6抽头滤波器进行插值
计算；
步骤七：根据不...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋洁，刘敬彪，叶德周，潘勉，蔡文郁，于海滨，盛庆华，刘圆圆，顾梅园，孔庆鹏，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33