一种搜索窗的滑动方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及视频编码领域，尤其涉及一种搜索窗的滑动方法及其装置，以解决运动较大的视频图像搜索到目标匹配块概率较低，压缩率较低的问题。本发明专利技术实施例的方法包括针对当前帧的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗内搜索目标匹配块；若搜索到部分数据位于搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定下一宏块对应的搜索窗的位置；当前宏块的目标匹配块搜索完成后，根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对搜索窗进行滑动处理，得到下一宏块对应的搜索窗。根据所述方法实现搜索窗向各个方向滑动，避免了搜索窗只能固定滑动，搜索到目标匹配块概率较低的问题，提高了搜索到目标匹配块的概率以及视频压缩率。

Sliding method of search window and device thereof

The invention relates to the field of video coding, in particular to a sliding method of a search window and a device thereof, in order to solve the problem that a larger moving video image searches for a target matching block with low probability and low compression ratio. The embodiment of the invention includes the frame of the current macroblock, determine the corresponding search window in the reference frame, the search target matching blocks in the search window; if the search in the search window to the part of the data to be matched block, according to the data in the search window to match the block to determine the location of the search window the next macroblock corresponding position; the current macroblock matching block search is completed, according to the search window for a macroblock corresponding to the location of the search window sliding, search window for a macroblock corresponding. According to the method of search window in all directions to avoid the search window only fixed slide to search target matching blocks with low probability problems, improve the search to the target, the block probability and video compression rate.

【技术实现步骤摘要】
一种搜索窗的滑动方法及其装置
本专利技术涉及视频编码
，尤其涉及一种搜索窗的滑动方法及其装置。
技术介绍
许多视频或动画的连续前后两帧具有很大的相关性，也即连续的视频其相邻帧之间具有冗余信息，因此在视频压缩和视频通信中，不需要将每一帧的所有像素信息传输到解码器端，而只需要传输对象运动信息，解码器即可根据前一帧图像和运动信息更新当前帧，从而达到压缩的目的。这种方法的关键是确定运动信息，即进行运动估计。运动估计是指在参考帧中搜索一个与当前帧图像块最相似的图像块，即目标匹配块，也就是最佳匹配块，搜索结果用运动向量来表示。由于视频编码中参考帧存储容量很大，所以一般把参考帧存储在外部存储器中，但外部存储器的访问延迟相对SRAM大很多（StaticRandomAccessMemory，静态随机存贮器），故会对视频编码器性能造成很大影响。理想情况下（如图1所示），运动估计可以搜索参考帧中任意待匹配块，也就是说搜索窗为整个参考帧，搜索窗的高度为参考帧的高度H，搜索窗的宽度为参考帧的宽度W。这种情况下的压缩率较高，但由于编码器需要一个能存储整个参考帧大小的内部SRAM以减小读取参考帧数据的延迟，对于高清的视频编码来说需要的SRAM太大，所以很难投入实际使用。目前采用的两种运动估计方案，是通过限制搜索窗的大小来降低对内部SRAM的需求。方案一（如图2所示）：对搜索窗进行垂直方向上高度限制，也就是说搜索窗宽度仍为参考帧的宽度W，但搜索窗的高度远小于参考帧的高度，限定为SH，图中黑色方块是参考帧中与当前宏块位置相同的待匹配块的位置，实线范围为当前宏块的搜索窗范围。首先在搜索窗内进行当前宏块的目标匹配块的搜索，搜索完成后，判断当前宏块的宏块行是否搜索完成，若没有搜索完成，当前宏块的下一宏块继续在该搜索窗内搜索其对应的目标匹配块；若当前宏块的宏块行已经搜索完成，则搜索窗向下滑动一个宏块行（如图2中虚线所示），当前宏块的下一宏块在滑动后的搜索窗内搜索其对应的目标匹配块。方案二（如图3所示）：对搜索窗水平和垂直方向设置宽度和高度的限制，也就是说搜索窗为一个比当前宏块大的矩形区域，如图3所示，搜索窗的高度限定为SH，宽度限定为SW，图中黑色方块是参考帧中与当前宏块位置相同的待匹配块的位置，实线范围为当前宏块的搜索窗范围。首先在搜索窗内搜索当前宏块的目标匹配块，搜索完成后，搜索窗向右滑动一个宏块列（如图3中虚线所示），当前宏块的下一宏块在虚线所示的搜索窗内搜索其对应的目标匹配块；若当前宏块为当前宏块行的最后一个宏块，则当前宏块的下一宏块的搜索窗中心与下一待匹配块行的最左侧的待匹配块重合。从上述两个方案可以看出，当视频图像序列时静止的，或运动较缓慢时，上述两种方案在对应的搜索窗范围内搜索一个与当前帧宏块最相似的待匹配块（即目标匹配块）的概率较高，但对于含有较大运动的视频图像序列，上述两种方案在对应的搜索窗范围内搜索一个与当前帧宏块最相似的待匹配块（即目标匹配块）的概率就会较低。因此对于含有较大运动的视频图像序列，上述两种方案会出现搜索到目标匹配块的概率较低，视频压缩率较低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种搜索窗的滑动方法及其装置，以解决含有较大运动的视频图像序列时搜索到最优匹配块的概率较低，压缩率较低的问题。本专利技术实施例提供了一种搜索窗的滑动方法，包括：针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；当前宏块的目标匹配块搜索完成后，根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对当前宏块的搜索窗进行滑动处理，得到下一宏块对应的搜索窗。本专利技术实施例提供了另一种搜索窗的滑动方法，包括：针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理，并基于滑动后得到的搜索窗继续搜索目标匹配块；在当前宏块的目标匹配块搜索完成后，将滑动后得到的搜索窗进行固定滑动，得到当前宏块的下一宏块的搜索窗。本专利技术实施例提供了一种搜索窗的滑动装置，包括：运动估计单元，用于针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；搜索窗确定单元，若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；搜索窗滑动单元，当前宏块的目标匹配块搜索完成后，根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对当前宏块的搜索窗进行滑动处理，得到下一宏块对应的搜索窗。本专利技术实施例提供了另一种搜索窗的滑动装置，包括：运动估计单元，用于针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；搜索窗运动单元，用于若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理，并基于滑动后得到的搜索窗继续搜索目标匹配块；搜索窗滑动单元，用于在当前宏块的目标匹配块搜索完成后，将滑动后得到的搜索窗进行固定滑动，得到当前宏块的下一宏块的搜索窗。本专利技术实施例采用针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置的方法，避免了对含有较大运动的视频图像序列搜索窗只能固定滑动，可能无法搜索到目标匹配块的问题，提高了搜索到目标匹配块的概率和视频压缩率。附图说明图1为
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中理想情况下搜索窗的大小；图2为
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中进行垂直高度限制的搜索窗大小及移动方向；图3为
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中进行垂直高度限制和水平宽度限制的搜索窗大小及移动方向；图4为本专利技术实施例中一种搜索窗的滑动方法的流程示意图；图5为本专利技术实施例中以菱形搜索算法为例确定当前宏块的目标匹配块的示意图；图6为本专利技术实施例根据搜索到部分数据位于搜索窗垂直方向之外的待匹配块确定下一宏块对应的搜索窗的位置的示意图；图7为本专利技术实施例根据搜索到部分数据位于搜索窗水平方向之外的待匹配块确定下一宏块对应的搜索窗的位置的示意图；图8为本专利技术实施例根据搜索到部分数据位于搜索窗垂直方向之外的待匹配块和搜索到部分数据位于搜索窗水平方向之外的待匹配块确定下一宏块对应的搜索窗的位置的示意图；图9为本专利技术实施例确定当前宏块的目标匹配块的搜索方法流程示意图；图10为本专利技术实施例下一宏块是第一列宏块时，确定下一宏块的搜索窗的位置的方法流程示意图；图11为本专利技术实施例判断搜索窗滑动方法的流程示意图；图12为本专利技术实施例中另一种搜索窗的滑动方法的流程示意图；图13为本专利技术实施例中另一种搜索窗的滑动的具体方法的流程示意图；图14为本专利技术实施例中一种搜索窗的滑动装置的示意图；图15为本专利技术实施例中含有搜索窗数据读取单元的一种搜索本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搜索窗的滑动方法，其特征在于，该方法包括：针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置，并继续在当前搜索窗内搜索当前宏块的目标匹配块；当前宏块的目标匹配块搜索完成后，根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对当前宏块的搜索窗进行滑动处理，得到下一宏块对应的搜索窗。

【技术特征摘要】
1.一种搜索窗的滑动方法，其特征在于，该方法包括：针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置，并继续在当前搜索窗内搜索当前宏块的目标匹配块；当前宏块的目标匹配块搜索完成后，根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对当前宏块的搜索窗进行滑动处理，得到下一宏块对应的搜索窗。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置，包括：根据第N次搜索到部分数据位于所述搜索窗水平方向之外的待匹配块和/或第M次搜索到部分数据位于所述搜索窗垂直方向之外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；其中，M和N为正整数。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置，包括：判断搜索目标匹配块的过程中，搜索窗滑动的次数是否大于设定的阈值；若不大于设定的阈值，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；若搜索窗滑动的次数大于设定的阈值，确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置为当前宏块对应的搜索窗水平向右滑动一个宏块的位置。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置之后；根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对当前宏块的搜索窗进行滑动处理之前还包括：读取当前宏块的下一宏块对应的搜索窗按照预先设定的滑动方式进行固定滑动的宏块行和/或宏块列的数据，并读取搜索到的部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置水平滑动设定的像素行和/或垂直滑动设定的像素列的数据。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据下一宏块对应的搜索窗的位置，对当前宏块的搜索窗进行滑动处理，包括：确定当前宏块的搜索窗按照预先设定的滑动方式进行固定滑动，再根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置水平滑动设定的像素行和/或垂直滑动设定的像素列。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述当前宏块的下一宏块为第一列的宏块时，根据下列方式确定下一宏块对应的搜索窗的位置：针对一个当前宏块的下一宏块，判断该当前宏块的下一宏块周围是否有帧间预测宏块，如果有，则根据帧间预测宏块的预测运动矢量确定该当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；否则，判断该当前宏块的下一宏块的上一个宏块行的部分或者全部区域的帧间预测宏块的数量是否大于设定的帧间预测宏块的数量的阈值，若大于，则根据该当前宏块的下一宏块的上一个宏块行的部分或全部的帧间预测宏块的平均运动矢量，确定该当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；若不大于，则将该当前宏块的下一宏块的中心作为该当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的中心。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，判断该当前宏块的下一宏块周围是否有帧间预测宏块之前，还包括：判断根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置确定当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置的搜索窗滑动的次数是否大于设定的阈值；若大于所述设定的阈值，则将该当前宏块的下一宏块的中心作为该当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的中心；否则，则执行判断该当前宏块的下一宏块周围是否有帧间预测宏块的步骤。8.一种搜索窗的滑动方法，其特征在于，该方法包括：针对当前帧中的当前宏块，在参考帧中确定对应的搜索窗，在搜索窗的待匹配块中搜索目标匹配块；若搜索目标匹配块的过程中，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理，并基于滑动后得到的搜索窗继续搜索目标匹配块；在当前宏块的目标匹配块搜索完成后，将滑动后得到的搜索窗进行固定滑动，得到当前宏块的下一宏块的搜索窗。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理，包括：根据第U次搜索到部分数据位于所述搜索窗水平方向之外的待匹配块和/或第V次搜索到部分数据位于所述搜索窗垂直方向之外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理；其中，U和V为正整数。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理，包括：判断搜索目标匹配块的过程中，搜索窗滑动的次数是否大于设定的阈值，若不大于，则根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理；否则，不进行搜索窗滑动并继续在当前搜索窗内搜索当前宏块对应的目标匹配块。11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，搜索到部分数据位于所述搜索窗外的待匹配块之后；根据部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置对所述当前宏块的搜索窗进行滑动处理之前，包括：读取搜索到的部分数据位于搜索窗外的待匹配块的位置水平滑动设定的像素行和/或垂直滑动设定的像素列的数据。12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，若当前宏块的下一宏块为第一列宏块时，根据下列方式确定第一列宏块对应的搜索窗的位置：针对一个当前宏块的下一宏块，判断该当前宏块的下一宏块周围是否有帧间预测宏块，如果有，则根据帧间预测宏块的预测运动矢量确定该当前宏块的下一宏块对应的搜索窗的位置；否则，判断该当前宏块的下一宏块的上一个宏块行的部分或者全部区域的帧间预测宏块的数量是否大于设定的帧间...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建华，陶永耀，
申请(专利权)人：炬芯珠海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44