HEVC整像素运动估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种HEVC整像素运动估计方法及装置，相关方案中每次搜索参考像素都是完全复用的，可以减少带宽，同时加快数据处理速度，粗搜索和细搜索阶段SAD计算单元复用，可以减少资源的利用。此外，相关方案以较低的资源利用率，实时性的特点完成HEVC标准下的整像素运动估计。

HEVC pixel motion estimation method and device

The invention discloses a method and apparatus for estimating HEVC integer pixel motion search scheme, each related reference pixels are fully reusable, can reduce the bandwidth and speed up data processing, coarse search and fine search phase SAD computing unit can reduce the use of resources reuse. In addition, the proposed scheme achieves the whole pixel motion estimation under the HEVC standard with the characteristics of low resource utilization and real-time performance.

【技术实现步骤摘要】
HEVC整像素运动估计方法及装置
本专利技术涉及高清数字视频压缩编码
，尤其涉及一种HEVC整像素运动估计方法及装置。
技术介绍
HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)是下一代视频压缩编码标准。在相同视频清晰度的情况下，视频压缩后的码率只有H.264的50％。整像素运动估计是帧间预测的一部分，在HEVC中，CU(codeunit)是最基本的帧间编码单元，其尺寸大小为64×64，32×32,，16×16，8×8，单位为像素。每个CU可以被划分为多个PU，PU是帧间预测的基本单元，大小可以从8×4到64×64。运动估计是在已编码的图(参考帧)中为当前PU寻找一个最佳匹配块，该块与当前PU相对位置的偏移即为最优运动矢量(MV,motionvector)。在HEVC中，图像处理像素块的大小最大为64×64，这对数据带宽和速度都提出了非常大的挑战，为此有必要进行深入研究，以减少带宽成本和数据处理代价。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种HEVC整像素运动估计方法及装置，可以以较低的带宽成本和数据处理代价完成HEVC标准下的整像素运动估计。本专利技术的目的是通过以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种HEVC整像素运动估计装置，其特征在于，包括：划分单元，用于将待处理的最大编码单元LCU根据LCU四叉树划分深度进行划分处理；粗搜索单元，用于对划分后深度为0～2处的2N×2N的像素块分别进行粗搜索，根据每个搜索点的率失真代价，确定各深度的像素块粗搜索的最佳匹配点；其中，N＝8，16，32；细搜索单元，用于在细搜索时，对划分后的像素块以及参考图像搜索窗口进行下采样处理；对深度为0～2处的所有像素块分别进行细搜索，搜索中心点为相应深度粗搜索的最佳匹配点；对深度为3处的N×N的像素块分别进行细搜索，搜索中心点为深度2像素块粗搜索的最佳匹配点；根据每个搜索点的率失真代价，得到各个像素块细搜索的最...

【技术特征摘要】
1.一种HEVC整像素运动估计装置，其特征在于，包括：划分单元，用于将待处理的最大编码单元LCU根据LCU四叉树划分深度进行划分处理；粗搜索单元，用于对划分后深度为0～2处的2N×2N的像素块分别进行粗搜索，根据每个搜索点的率失真代价，确定各深度的像素块粗搜索的最佳匹配点；其中，N＝8，16，32；细搜索单元，用于在细搜索时，对划分后的像素块以及参考图像搜索窗口进行下采样处理；对深度为0～2处的所有像素块分别进行细搜索，搜索中心点为相应深度粗搜索的最佳匹配点；对深度为3处的N×N的像素块分别进行细搜索，搜索中心点为深度2像素块粗搜索的最佳匹配点；根据每个搜索点的率失真代价，得到各个像素块细搜索的最佳匹配点，即各个像素块的最佳运动矢量；同时，进行最佳模式判决最终得到LCU的最佳划分模式。2.根据权利要求1所述的一种HEVC整像素运动估计装置，其特征在于，所述粗搜索时，在±64范围内以步长为8进行全搜索；其中，划分后待处理的像素块存储于CurrentRAM中，参考像素存储于ReferenceRAM中；LCU的像素大小为64×64，当划分为深度为1的四个32×32的像素块时，分别对四个32×32的像素块进行粗搜索；其中，64×64的LCU的深度为0；对于每一个32×32的像素块，其还包含了深度为2的四个16×16的像素块，则对于这五个像素块进行粗搜索时，采用层次复用的参考像素调度策略来进行不同搜索点参考像素的调度，从而获得每一像素块在各搜索点的SAD值；利用一个深度为256的SADRAM来存储32×32的像素块的SAD值；当四个32×32的像素块粗搜索完成后，能够得到深度为0的64×64的LCU在各搜索点的SAD值；利用相应运动矢量的编码比特数R(MV)，及其在各搜索点的SAD值，来计算用每一深度的像素块在各搜索点的率失真代价：RDcost＝SAD+λR(MV)；上式中，λ拉格朗日乘数因子；对于每一深度的像素块，选择率失真代价最小的搜索点作为最佳匹配点。3.根据权利要求2所述的一种HEVC整像素运动估计装置，其特征在于，所述采用层次复用的参考像素调度策略来进行不同搜索点参考像素的调度，从而获得每一像素块在各搜索点的SAD值包括：对于32×32的像素块，将其分为四个32×8的像素块，并将160×160像素的参考图像搜索窗口划分为20个160×8的像素块，每一160×8的像素块称为一个8行参考像素；取参考图像搜索窗口第一个8行参考像素，能够第一个32×8像素块在mvy＝-64时16个搜索点的SAD值，记为SAD_0；取参考图像搜索窗口第二个8行参考像素，能够第二个32×8像素块的mvy＝-64的SAD，记为SAD_1，同时也能计算第一个32×8像素块在mvy＝-56的SAD；取参考图像搜索窗口第三个8行参考像素，能计算第三个32×8像素块的mvy＝-64的SAD，记为SAD_2，也能计算第二个32×8像素块在mvy＝-56的SAD，以及第一个32×8像素块在mvy＝-48的SAD；取参考图像搜索窗口中第四个8行参考像素，能计算第四个32×8像素块的mvy＝-64的SAD，记为SAD_3，也能第三个32×8像素块在mvy＝-56的SAD、第二个32×8像素块在mvy＝-48的SAD，以及第一个32×8像素块在mvy＝-48的SAD；合并SAD_0、SAD_1、SAD_2和SAD_3，得到32×32的像素块在mvy＝-64的SAD值；依次类推，采用上述方式直至计算完成所有的搜索点的SAD值；采用这种策略，每次计算时只需取8行参考像素则能完成SAD的计算；其中，采用两个8行寄存器缓冲参考图像中的8行参考像素；第一个8行寄存器缓冲先缓冲参考图像搜索窗口的第一个8行像素，之后全部转移到第二个8行寄存器；每个周期第二个8行寄存器向右移8个像素，同时第一个8行寄存器缓存参考图像搜索窗口的下一个8行参考像素；这两个8行寄存器在粗搜索与细搜索时复用，且第一个8行寄存器设为linebuffer形式；对于32×32的像素块中所包含的四个16×16的像素块，将每一16×16的像素块划分为两个16×8的像素块，再以步长为8在±64范围内进行全搜索，且采用8个深度为16的FIFO模块来缓存每一16×8的像素块的SAD值。4.根据权利要求1或2或3所述的一种HEVC整像素运动估计装置，其特征在于，所述细搜索时，对划分后的像素块以及参考图像搜索窗口进行2：1下采样处理，对各深度的像素块在相应搜索中心点±7范围内进行搜索，搜索步长为1；利用光栅扫描的方式来处理参考像素，达到完全复用上下左右搜索点的参考像素的目的；对参考像素左右方向采用循环右移方式，上下方向采用向下移位方式；对于深度为1的32×32的像素块需要46×46个参考像素块，共需要46×32个8bit寄存器，则经过下采样处理后共需要46×16个8bit寄存器；对于深度为2的16×16的像素块需要30×30参考像素块，共需要30×16个8bit寄存器，则经过下采样处理后共需要30×8个8bit寄存器；同时，复用粗搜索中的两个8行寄存器，进行参考像素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松，刘凯丽，陈成，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34