高效视频编码中的运动估计加速方法技术

本发明专利技术公开了一种高效视频编码中的运动估计加速方法，主要解决现有高效视频编码技术中编码速度慢的问题。其步骤为：1)主处理器CPU将图像数据传输至协处理器GPU进行存储；2)GPU利用图像数据执行分层高级运动向量预测和整像素运动搜索,得出各层的整像素运动向量,并对图像数据中的参考图像进行分像素插值滤波，得出不同精度的插值图像；3)以各层的整像素运动向量为起点，在不同精度的插值图像上分别执行分像素运动搜索，得出各个块的分像素运动向量；4)GPU将整像素运动向量和分像素运动向量信息传输至CPU，CPU对这两种运动向量进行误差修正，完成运动估计。本发明专利技术显著提高了编码速度和效率，可应用于视频编解码。

【技术实现步骤摘要】
高效视频编码中的运动估计加速方法
本专利技术属于视频压缩编码
，特别涉及一种运动估计加速方法，可用于在CPU+GPU平台下的高效视频编码HEVC。
技术介绍
视频领域应用中有一项关键技术是视频编码，也称视频压缩，其目的是尽可能去除视频数据中的冗余成分，减少表征视频的数据量。从20世纪80年代起，国际组织开始对视频编解码建立国际标准。随着技术的不断改进，新一代视频编解码标准——H.265/HEVC于2013年11月25日发布。与以往的视频编解码标准相比，H.265/HEVC的编码性能有了很大的提升，这是由于新增了许多技术，例如基于四叉树的灵活块分割结构、不同角度的帧内预测模式、帧间预测中自适应的高级运动向量预测技术AMVP、合并技术Merge、可变尺寸的离散余弦变换、性能更好的CABAC，以及新的样点自适应补偿滤波器等。帧间预测主要用于去除图像间的时间相关性，通过将已经编码的图像作为当前帧的参考图像，来获取各个块的运动信息，从而去除时间冗余，提高压缩效率。在H.265/HEVC中引入了新的帧间预测技术，包括Merge、AMVP及基于Merge的Skip模式。Merge技术利用空域本文档来自技高网...

【技术保护点】
高效视频编码中的运动估计加速方法，包括如下步骤：(1)利用主处理器CPU将图像数据传输至协处理器GPU进行存储，其中图像数据包括：编码图像、参考图像和参考帧运动向量信息表；(2)GPU利用图像数据执行分层高级运动向量预测和整像素运动搜索,得出各层的整像素运动向量：(2a)对64×64图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2a1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将(0，0)向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第一候选列表；(2a2)利用率失真准则选出第一候选列表中最优项，作为64×64图像块的运动搜索起始点；(2a3)根据(2a2)确...

【技术特征摘要】
1.高效视频编码中的运动估计加速方法，包括如下步骤：(1)利用主处理器CPU将图像数据传输至协处理器GPU进行存储，其中图像数据包括：编码图像、参考图像和参考帧运动向量信息表；(2)GPU利用图像数据执行分层高级运动向量预测和整像素运动搜索,得出各层的整像素运动向量：(2a)对64×64图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2a1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将(0，0)向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第一候选列表；(2a2)利用率失真准则选出第一候选列表中最优项，作为64×64图像块的运动搜索起始点；(2a3)根据(2a2)确定的搜索起始点在参考图像上对大小为64×64图像块执行整像素运动搜索，得出64×64图像块的整像素运动向量；(2b)分别对32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2b1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将由步骤(2a3)得出的64×64图像块的整像素运动向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第二候选列表；(2b2)利用率失真准则选出第二候选列表中最优项，作为32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块的运动搜索起始点；(2b3)根据(2b2)确定的搜索起始点在参考图像上分别对32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块执行整像素运动搜索，分别得出32×32图像块、32×64图像块和64×32图像块的整像素运动向量；(2c)分别对16×16图像块、16×32图像块、32×16图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2c1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将由步骤(2b3)得出的32×32图像块的整像素运动向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第三候选列表；(2c2)利用率失真准则选出第三候选列表中最优项，作为16×16图像块、16×32图像块和32×16图像块的运动搜索起始点；(2c3)根据(2c2)确定的搜索起始点在参考图像上分别对16×16图像块、16×32图像块和32×16图像块执行整像素运动搜索，分别得出16×16图像块、16×32图像块和32×16图像块的整像素运动向量；(2d)分别对8×8图像块、8×16图像块和16×8图像块的高级运动向量预测和整像素运动搜索：(2d1)将参考帧运动向量信息表中对应位置的运动向量作为时域候选，将由步骤(2c3)得出的16×16图像块的整像素运动向量设为空域候选，并对该时域候选和空域候选进行合并，剔除重复项，生成第四候选列表；(2d2)利用率失真准则选出第四候选列表中最优项，作为8×8图像块、8×16图像块和16×8图像的运动搜索起始点；(2d3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜建超，陈曦蕾，肖嵩，李媛媛，孙兆凯，李卫斌，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61