一种改进的多视点视频运动估计搜索方法技术

一种改进的多视点视频运动估计搜索方法，涉及一种多视点视频运动估计搜索方法。本发明专利技术是为了在保证压缩编码质量的前提下，降低多视点视频压缩编码时间，提高编码实时性。其方法：搜索起点选择，判断起点的SAD值是否小于1000，是则进行改进的5×5搜索；否，则判断起点横坐标是否大于10；是则进行水平步长3，竖直步长4的十字型搜索，然后进行正六边搜索和钻石搜索；否则进行水平步长2，竖直步长4的十字型搜索，然后进行正六边搜索和钻石搜索。本发明专利技术适用于多视点视频运动估计搜索。

【技术实现步骤摘要】
一种改进的多视点视频运动估计搜索方法
本专利技术涉及一种多视点视频运动估计搜索方法。
技术介绍
随着3D技术的快速发展，多视点视频已经逐渐成为视频研究的热点。多视点视频巨大的数据量是制约其实用化的关键因素，与传统二维平面视频相比，多视点视频数据量成倍增加，难于存储和传输，并且编码复杂度高，编码耗费时间较长。多视点视频的实用化，不止要求具有较高的压缩率，同时也要求具有较好的编码实时性，能够快速完成编码过程。运动估计是影响多视点视频压缩编码时间的最主要因素，其中，运动估计搜索是运动估计过程中消耗时间最多的部分。现有的TZSearch算法是多视点视频压缩编码采用的的快速运动估计混合搜索算法，具有较高的搜索精度，但其搜索点数较多，提前截止策略较不科学，在菱形搜索中，即使已经得到了最佳点，仍需再搜索3轮24个点，增加了大量计算量。
技术实现思路
本专利技术是为了在保证压缩编码质量的前提下，降低多视点视频压缩编码时间，提高编码实时性，从而提供一种改进的多视点视频运动估计搜索方法。一种改进的多视点视频运动估计搜索方法，它包括以下步骤：步骤一、运动矢量预测，产生候选预测矢量集合，集合中包括当前位置(0,0)矢量，参考帧同位置宏块的左、上、右上宏块的运动矢量以及中值预测矢量；步骤二、搜索起点选择，在所有的预测矢量中选择SAD最小的矢量的坐标作为搜索起点；步骤三、判断搜索起点的SAD值是否小于1000，如果判断结果为是，则执行步骤七；如果判断结果为否，则执行步骤四；步骤四、判断搜索起点的横坐标是否大于10，如果判断结果为是，则执行步骤四一；如果判断结果为否，则执行步骤四二；步骤四一、在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为3、竖直步长为4的十字形搜索，即：在搜索起点的水平方向上以步长3向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索；搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，将该点作为最佳点，并执行步骤五；步骤四二、在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为2、竖直步长为4的十字形搜索；即：在搜索起点的水平方向上以步长2向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索；搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，将该点作为最佳点，并执行步骤五；步骤五、以步骤四一或步骤四二的最佳点为起点，依次进行步长为1、2、4、8、16、…的正六边形搜索，搜索过程中搜索起点的位置不变，并判断经过三轮搜索后最佳点的位置是否改变，如果判断结果为否，则执行步骤五一；如果判断结果为是，则执行步骤五二；步骤五一、停止搜索，记录SAD值最小的点所在位置，将该点仍作为最佳点，并执行步骤六；步骤五二、继续搜索直至最近的三轮搜索位置不变或者搜索完全部预定范围，记录SAD值最小的点所在位置，将该点仍作为最佳点，并执行步骤六；步骤六、以步骤五的最佳点为搜索起点进行钻石搜索，搜索点是搜索中心旁坐标为(±1,0)，(0,±1)的坐标点，搜索完这四个点后，以当前SAD最小的点为新的搜索起点重新进行钻石搜索，直至搜索起点与最佳点重合，完成多视点视频运动估计搜索；步骤七、对于SAD<1000的起点进行改进的5×5搜索，即：先进行一次3×3正方形搜索，若搜索结束后最佳点的位置在正方形中心，则停止搜索，否则根据最佳点的位置对其邻近的三个点进行搜索，完成多视点视频运动估计搜索。步骤七根据最佳点的位置对其邻近的三个点进行搜索具体为：若最佳点的坐标为(0,1)，则搜索(-1,2)、(0,2)、(1,2)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(0,-1)，则搜索(-1,-2)、(0,-2)、(1,-2)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(1,0)，则搜索(2,-1)、(2,0)、(2,1)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(-1,0)，则搜索(-2,-1)、(-2,0)、(-2,1)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(1,1)，则搜索(1,2)、(2,2)、(2,1)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(1,-1)，则搜索(1,-2)、(2,-2)、(2,-1)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(-1,1)，则搜索(-1,2)、(-2,2)、(-2,1)这三个坐标点；若最佳点的坐标为(-1,-1)，则搜索(-1,-2)、(-2,-2)、(-2,-1)这三个坐标点。本专利技术提出了一种基于TZSearch搜索算法的运动估计搜索方法，在保证压缩编码质量的前提下，实现了降低多视点视频压缩编码时间，提高编码实时性。附图说明图1是本专利技术的一种改进的多视点视频运动估计搜索方法的流程示意图；图2是分级搜索策略中SAD大于或等于1000的分级搜索策略示意图；Δ表示十字形搜索；□表示正六边形搜索；□表示钻石搜索；图3是分级搜索策略中SAD小于1000的分级搜索策略示意图；图4是横坐标小于或等于10的十字形搜索示意图；图5是横坐标大于10的十字形搜索原理示意图；图6是3×3正方形搜索原理示意图；图7是最佳点为1的扩展搜索原理示意图；图8是最佳点为2的扩展搜索原理示意图；图9是最佳点为3的扩展搜索原理示意图；图10是最佳点为4的扩展搜索原理示意图；图11是最佳点为5的扩展搜索原理示意图；图12是最佳点为6的扩展搜索原理示意图；图13是最佳点为7的扩展搜索原理示意图；图14是最佳点为8的扩展搜索原理示意图；具体实施方式具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，一种改进的多视点视频运动估计搜索方法，步骤一、搜索起点选择，在所有的预测矢量中选择SAD最小的矢量的坐标作为搜索起点，预测矢量包括中值预测矢量，参考帧中同位置宏块的左、上、右上宏块的运动矢量以及(0,0)矢量；步骤二、对搜索起点的SAD值进行判定，对于不同的SAD值采用不同的分级搜索策略；具体来说，若起点的SAD<1000进行步骤六所述的改进5×5正方形搜索，否则进行步骤三至步骤五所述的搜索。如图2和图3所示为具体搜索策略图。步骤三、对搜索起点的横坐标进行判定，若横坐标大于10，在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为3、竖直步长为4的十字形搜索，即在搜索起点的水平方向上以步长3向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索。若横坐标小于等于10，在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为2、竖直步长为4的十字形搜索。搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，该点为最佳点，作为步骤四的搜索起点。如图4至图5所示为步骤三所述十字形搜索步骤图。步骤四、以步骤三的最佳点为起点，依次进行步长为1、2、4、8、16…的正六边形搜索，搜索过程中搜索起点的位置不变，若经过三轮搜索后最佳点的位置仍不变，则停止搜索，记录SAD值最小的点所在位置，该点为最佳点，作为步骤五的搜索起点。步骤五、以步骤四的最佳点为搜索起点进行钻石搜索，搜索点是搜索中心旁坐标为(±1,0)，(0,±1)的坐标点，搜索完这四个点后，以当前SAD最小的点为新的搜索起点重新进行钻石搜索，不断重复以上过程，直至搜索起点与最佳点重合，结束搜索。步骤六、对于SAD<1000的起点进行改进的5×5搜索，即先进行一次3×3正方形搜索，若搜索结束后最佳点的位置在正方形中心，则停止搜索，否则根据最佳点的位置对其邻近的三个点进行搜索。具体来讲，若最佳点的坐标为(0,1)，则搜索(-1,2)(0,2)(1,2)这三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的多视点视频运动估计搜索方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、运动矢量预测，产生候选预测矢量集合，集合中包括当前位置(0,0)矢量，参考帧同位置宏块的左、上、右上宏块的运动矢量以及中值预测矢量；步骤二、搜索起点选择，在所有的预测矢量中选择SAD最小的矢量的坐标作为搜索起点；步骤三、判断搜索起点的SAD值是否小于1000，如果判断结果为是，则执行步骤七；如果判断结果为否，则执行步骤四；步骤四、判断搜索起点的横坐标是否大于10，如果判断结果为是，则执行步骤四一；如果判断结果为否，则执行步骤四二；步骤四一、在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为3、竖直步长为4的十字形搜索，即：在搜索起点的水平方向上以步长3向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索；搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，将该点作为最佳点，并执行步骤五；步骤四二、在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为2、竖直步长为4的十字形搜索；即：在搜索起点的水平方向上以步长2向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索；搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，将该点作为最佳点，并执行步骤五；步骤五、以步骤三的最佳点为起点，依次进行步长为1、2、4、8、16、…的正六边形搜索，搜索过程中搜索起点的位置不变，并判断经过三轮搜索后最佳点的位置是否改变，如果判断结果为否，则执行步骤五一；如果判断结果为是，则执行步骤五二；步骤五一、停止搜索，记录SAD值最小的点所在位置，将该点仍作为最佳点，并执行步骤六；步骤五二、继续搜索直至最近的三轮搜索位置不变或者搜索完全部预定范围，记录SAD值最小的点所在位置，将该点仍作为最佳点，并执行步骤六；步骤六、以步骤五的最佳点为搜索起点进行钻石搜索，搜索点是搜索中心旁坐标为(±1,0)，(0,±1)的坐标点，搜索完这四个点后，以当前SAD最小的点为新的搜索起点重新进行钻石搜索，直至搜索起点与最佳点重合，完成多视点视频运动估计搜索；步骤七、对于SAD<1000的起点进行改进的5×5搜索，即：先进行一次3×3正方形搜索，若搜索结束后最佳点的位置在正方形中心，则停止搜索，否则根据最佳点的位置对其邻近的三个点进行搜索，完成多视点视频运动估计搜索。...

【技术特征摘要】
1.一种改进的多视点视频运动估计搜索方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、运动矢量预测，产生候选预测矢量集合，集合中包括当前位置(0,0)矢量，参考帧同位置宏块的左、上、右上宏块的运动矢量以及中值预测矢量；步骤二、搜索起点选择，在所有的预测矢量中选择SAD最小的矢量的坐标作为搜索起点；步骤三、判断搜索起点的SAD值是否小于1000，如果判断结果为是，则执行步骤七；如果判断结果为否，则执行步骤四；步骤四、判断搜索起点的横坐标是否大于10，如果判断结果为是，则执行步骤四一；如果判断结果为否，则执行步骤四二；步骤四一、在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为3、竖直步长为4的十字形搜索，即：在搜索起点的水平方向上以步长3向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索；搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，将该点作为最佳点，并执行步骤五；步骤四二、在预先设定的搜索范围内，进行水平步长为2、竖直步长为4的十字形搜索；即：在搜索起点的水平方向上以步长2向左右两端进行搜索，在竖直方向上以步长4向上下两端进行搜索；搜索结束后记录SAD值最小的点所在位置，将该点作为最佳点，并执行步骤五；步骤五、以步骤步骤四一或步骤四二的最佳点为起点，依次进行步长为1、2、4、8、16、…的正六边形搜索，搜索过程中搜索起点的位置不变，并判断经过三轮搜索后最佳点的位置是否改变，如果判断结果为否，则执行步骤五一；如果判断结果为是，则执行步骤五二；步骤五一、停止搜索，记录SAD值最小的点所在位置，将该点仍作为最佳点，并执行步骤六；步骤五二、继续搜索直至最近的三轮搜索位置不变或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振永，莫力烽，李德志，郭庆，韩宇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23