视频编码中的运动估计方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种视频编码中的运动估计方法、装置、电子设备及存储介质，包括：获取当前待编码块的视频帧信息；根据视频帧信息得到候选运动矢量集合；基于率失真准则，在所述候选运动矢量集合中确定初始运动矢量；以所述初始运动矢量指向的位置为起始点，在预设搜索范围内，基于所述起始点进行整像素搜索，得到整像素搜索完成后的最佳运动矢量；以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索；基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价；根据所述最佳编码代价对应的像素点，确定所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。通过本发明专利技术提供的方法可以提高视频编码效率。

Motion Estimation Method, Device, Electronic Equipment and Storage Media in Video Coding

The embodiment of the present invention provides a motion estimation method, device, electronic equipment and storage medium in video coding, including: acquiring video frame information of the current block to be coded; obtaining a set of candidate motion vectors based on video frame information; determining the initial motion vectors in the set of candidate motion vectors based on rate distortion criteria; and pointing to the position of the initial motion vectors according to the set of candidate motion vectors. As the starting point, in the preset search range, the best motion vector is obtained by searching the whole pixel based on the starting point, and searching the sub-pixel points in the forward, downward, left and right directions of the central point with the location of the optimal motion vector as the central point, and determining the best one based on the central point and the sub-pixel points searched. According to the pixels corresponding to the best coding cost, the best matching point of the current block to be coded after motion estimation is determined. The method provided by the invention can improve the video coding efficiency.

【技术实现步骤摘要】
视频编码中的运动估计方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术涉及视频编码
，特别是涉及一种视频编码中的运动估计方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
随着多媒体数字视频应用技术的不断发展和人们对视频云计算需求的不断提高，现有传输网络带宽和存储资源已经无法承受原始视频信源的数据量。因而，视频信号的压缩已成为工业应用的热点。视频压缩，也称视频编码，目的是为了消除视频信号间存在的冗余信息。主流的视频编码标准均采用“基于块的预测和变换”的混合编码框架，即输入的视频信号经过编码器中的预测、变换、量化、扫描、熵编码等编码技术处理后，输出比特流，以备传输或存储。为了减少传输带宽和存储空间，输入的视频信号首先经过预测模块，编码器从若干种预测模式中选择一种最优的预测模式预测得到预测信号，将预测信号与原始信号作差，得到残差信号；残差信号经过变换、量化后由熵编码器进行编码，最终输出比特流。因此，预测技术是视频编码中尤为关键的技术之一。现有的预测技术主要为帧内预测和帧间预测，而帧间预测的关键技术为运动估计。现有的运动估计技术采用的方法为：在当前待编码块的所有参考帧集合中的有效搜索区域内，搜索一个大小相同的匹配块，使得该匹配块与当前待编码块足够相似，该匹配块也可以称之为预测参考块，而当前待编码块与预测参考块的位置偏移，一定程度上刻画了图像内物体的运动信息，可以用运动矢量描述，所以运动估计最为关键的部分为运动矢量的确定过程，即预测参考块的搜索过程。在搜索预测参考块时，首先获取当前待编码块以及当前待编码块所在视频帧的信息、与当前待编码块相邻已重构的块以及相邻帧的信息，根据已有的视频编码标准和获取的图像视频帧的信息确定初始运动矢量，以初始运动矢量所指向的位置为起始点，根据整像素搜索方法进行整点搜索，即在搜索范围内寻找率失真代价最小的匹配点，以整像素搜索后的最佳运动矢量所指向的位置为中心点即以整像素搜索找到的率失真代价最小的匹配点为中心点，插值出中心点周围的二分之一分像素点，全搜索中心点周围八邻域内所有的二分之一分像素点，选择率失真代价最小的二分之一分像素点为最佳的匹配点，并以该点为中心点，结合整像素和二分之一分像素点插值出该中心点周围的四分之一分像素点，全搜索其周围八邻域内所有的四分之一分像素点，选择率失真代价最小的四分之一分像素点为最佳的匹配点，若支持八分之一分像素搜索，则继续插值和搜索，直到在最小精度范围内搜索到最佳的匹配点为止，得到最佳的匹配点与当前待编码块之前的位置偏移即最终的最佳运动矢量。现有技术中的运动估计方法同时采用整像素和分像素的搜索方法搜索最佳的预测参考块，当整像素搜索的匹配点已达到最佳时，依然会继续进行分像素的搜索，在采用分像素点进行搜索的时候，需要将分像素不断进行插值计算得到精度更小的分像素，计算复杂度高，并且会降低视频编码的整体编码速度。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种视频编码中的运动估计方法、装置、电子设备及存储介质，以提高视频编码的计算效率。具体技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种视频编码中的运动估计方法，所述方法包括：获取当前待编码块的视频帧信息；根据所述视频帧信息得到候选运动矢量集合；基于率失真准则，在所述候选运动矢量集合中确定初始运动矢量；以所述初始运动矢量指向的位置为起始点，在预设搜索范围内，基于所述起始点进行整像素搜索，得到整像素搜索完成后的最佳运动矢量；以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索；基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价；根据所述最佳编码代价对应的像素点，确定所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。具体的，所述以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索，包括：以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，对所述中心点和所述整像素点进行插值计算，得到所述中心点在正上、正下、正左、正右位置处的二分之一分像素点。具体的，所述基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价，包括：分别计算所述中心点和搜索到的分像素点的编码代价；选取所述中心点和搜索到的分像素点的编码代价中最小的编码代价作为最佳编码代价。具体的，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正上方向的分像素点时，搜索所述中心点左上方向的分像素点；计算所述中心点左上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的左上方向的分像素点时，确定所述中心点的左上方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的点为所述中心点的正上方向的分像素点时，搜索所述中心点右上方向的分像素点；计算所述中心点右上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。具体的，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正左方向的分像素点时，搜索所述中心点左上方向的分像素点；计算所述中心点左上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的左上方向的分像素点时，确定所述中心点的左上方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的点为所述中心点的正左方向的分像素点时搜索所述中心点左下方向的分像素点；计算所述中心点左下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。具体的，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正下方向的分像素点时，搜索所述中心点左下方向的分像素点；计算所述中心点左下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的左下方向的分像素点时，确定所述中心点的左下方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的正下方向的点时，搜索所述中心点右下方向的分像素点；计算所述中心点右下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。具体的，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正右方向的分像素点时，搜索所述中心点右上方向的分像素点；计算所述中心点右上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的右上方向的分像素点时，确定所述中心点的右上方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频编码中的运动估计方法，其特征在于，所述方法包括：获取当前待编码块的视频帧信息；根据所述视频帧信息得到候选运动矢量集合；基于率失真准则，在所述候选运动矢量集合中确定初始运动矢量；以所述初始运动矢量指向的位置为起始点，在预设搜索范围内，基于所述起始点进行整像素搜索，得到整像素搜索完成后的最佳运动矢量；以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索；基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价；根据所述最佳编码代价对应的像素点，确定所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。

【技术特征摘要】
1.一种视频编码中的运动估计方法，其特征在于，所述方法包括：获取当前待编码块的视频帧信息；根据所述视频帧信息得到候选运动矢量集合；基于率失真准则，在所述候选运动矢量集合中确定初始运动矢量；以所述初始运动矢量指向的位置为起始点，在预设搜索范围内，基于所述起始点进行整像素搜索，得到整像素搜索完成后的最佳运动矢量；以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索；基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价；根据所述最佳编码代价对应的像素点，确定所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索，包括：以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，对所述中心点和所述整像素点进行插值计算，得到所述中心点在正上、正下、正左、正右位置处的二分之一分像素点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价，包括：分别计算所述中心点和搜索到的分像素点的编码代价；选取所述中心点和搜索到的分像素点的编码代价中最小的编码代价作为最佳编码代价。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正上方向的分像素点时，搜索所述中心点左上方向的分像素点；计算所述中心点左上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的左上方向的分像素点时，确定所述中心点的左上方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的点为所述中心点的正上方向的分像素点时，搜索所述中心点右上方向的分像素点；计算所述中心点右上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正左方向的分像素点时，搜索所述中心点左上方向的分像素点；计算所述中心点左上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的左上方向的分像素点时，确定所述中心点的左上方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的点为所述中心点的正左方向的分像素点时搜索所述中心点左下方向的分像素点；计算所述中心点左下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正下方向的分像素点时，搜索所述中心点左下方向的分像素点；计算所述中心点左下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点左下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的左下方向的分像素点时，确定所述中心点的左下方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的正下方向的点时，搜索所述中心点右下方向的分像素点；计算所述中心点右下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点的正右方向的分像素点时，搜索所述中心点右上方向的分像素点；计算所述中心点右上方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右上方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为新的最佳编码代价；当所述新的最佳编码代价对应的分像素点为所述中心点的右上方向的分像素点时，确定所述中心点的右上方向的分像素点为最佳匹配点；当所述新的最佳编码代价对应的点为所述中心点的正右方向的分像素点时，搜索所述中心点右下方向的分像素点；计算所述中心点右下方向的分像素点的编码代价；选取所述最佳编码代价和所述中心点右下方向的分像素点的编码代价中较小的编码代价作为最新的最佳编码代价；确定所述最新的最佳编码代价对应的分像素点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述最佳编码代价对应的点为所述中心点时，确定所述中心点为所述当前待编码块进行运动估计后的最佳匹配点。9.一种视频编码中的运动估计装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取当前待编码块的视频帧信息；候选运动矢量确定模块，用于根据所述视频帧信息得到候选运动矢量集合；初始运动矢量确定模块，用于基于率失真准则，在所述候选运动矢量集合中确定初始运动矢量；整像素搜索模块，用于以所述初始运动矢量指向的位置为起始点，在预设搜索范围内，基于所述起始点进行整像素搜索，得到整像素搜索完成后的最佳运动矢量；分像素搜索模块，用于以所述最佳运动矢量指向的位置为中心点，在所述中心点的正上、正下、正左、正右方向上进行分像素点搜索；最佳编码代价确定模块，用于基于所述中心点和搜索到的分像素点确定最佳编码代价；第一最佳匹配点确定模块，用于根据所述最佳...

【专利技术属性】
技术研发人员：范娟婷，朱政，张贤国，张二丽，金星，
申请(专利权)人：北京金山云网络技术有限公司，北京金山云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11