在运动估算系统中以矩阵阵列处理数据的方法技术方案

一种在运动估算系统中以矩阵阵列处理数据的方法，其特征是：每个阵列对当前图像的象素块进行象差（Ｅｒｒ）计算；至少串连安排２个阵列对所说当前图像的至少２个相邻块进行计算；所有这些块的参考窗口以象素条带引入到第一个阵列并且在该串连阵列中传递；而对阵列中块的分配和引入到阵列中的条带的方向是使引入到阵列中条带的最后一部分（相应Ａ的Ｃ）相应于分配给第一个阵列的块（相应１的２）的部分窗口。本发明专利技术适用于图像压缩领域。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。本专利技术的方法尤其适用于使用运动补偿方法的电视图像编码器。本申请同专利申请“运动估算的方法和设备(Method and device for motionestimation)”联合申请。该专利申请涉及用矩阵阵列对几个块并行处理。很多图像压缩系统是以象素块为基础进行处理的。在MPEG2(“MotionPicture Expert Group”)中，图像被分成8×8的象素块，4个块组成一个16×16象素的宏块，这些块或宏块进行各种处理操作，以减少图像之间和一幅图像内的冗余度，所用处理操作之一是运动估算。这种方法在于根据前面图像或将来图像估算部分当前图像的移动。用这种方法，确定定义移动的一个或多个运动矢量，这些运动矢量可以从前面或将来的图像中得到当前图像的预测。则在预测图像和当前图像之间的差被确定，正是该差被用在后面压缩中。通常，运动矢量用于称为“inter帧间”和“bidirectional双向”图像中，亦可用于称为“intra帧内”图像中，以减少任何传输错误的影响。运动估算通常对每个宏块实现，为代替前面图像，亦可以用存贮在编码器中的参考图像。这个图像对应于由解码器解码的图像(亦就是说一图像要考虑由于压缩引起的信息损失)。一种在参考图像中确定“最佳”宏块的技术在于把当前宏块同参考图像的每个宏块比较。误差函数Err用作比较标准，它计算在参考图像中每个宏块的可能位置。函数Err值最小的位置将确定移动矢量，后者能具有各种精度，这取决于可能的计算容量及为运动矢量编码保留的通带。部分象素的精度通过象素间插值实现，如果运动矢量在幅度上被限制，适当尺寸的搜寻窗口，围绕当前宏块定义的位置而安置。运动矢量的计算需要大的计算量，这种计算量随着要求精度、图像分辨率及频率等的增加而增加。传统使用的误差函数为Err=(m,n)=ΣiΣjD(a(i,j),b(i+m,j+n))]]>这里i和j表示宏块内位置，m，n表示运动矢量的坐标，而a和b分别表示当前宏块和窗口图像或搜寻图像的移动宏块的象素亮度值。函数D可为例如D(x，y)＝|x-y|。运动估算处理器和基于串列阵列(systolic arrays)的协处理器在汤姆森消费电子有限公司(Thomson consumer Electronics)于1994年8月19日申请的法国专利申请9410158中叙述。串列阵列是一种电路，这种电路估算当前象素块和过去或将来图像搜寻窗口的同样尺寸的块之间象差。串列阵列具有存贮元件以存贮当前块，这些当前块同参考窗口中同样尺寸的块进行比较。参考窗口的块以象素条带的形式被引入串列阵列，再逐列传送进阵列。协处理器的不同串列阵列可以以不同方式工作，尤其是能形成串连的串列阵列，以处理不同的当前块。本专利技术的目的是优化串列阵列的数据馈送。本专利技术的主题是，其特点在于每个阵列对当前图像的象素块进行象差计算；至少串连安排2个阵列对所说当前图像的至少2个相邻块进行计算；对应于所有这些块的参考窗口以象素条带引入到所说的第一阵列并且在所说串连阵列中从一个阵列传送到另一个阵列；而对阵列中块的分配和引入到阵列中的条带的方向是使引入到阵列中条带的最后一部分对应于分配给第一阵列的块的部分窗口。根据一特定的实施方案，参考窗口大约位于当前块位置的中央，因此，2个相邻的窗口是由一个块移位得到的。根据一特定的实施例，不同的窗口具有相同的尺寸，对阵列中块的分配和引入到阵列中条带的方向是使由不同阵列进行象差计算的第一个结果同时得到。根据一特定的实施例，第一块和第二块是水平相邻的，它们分别通过以此次序串连排列的第一阵列和第二阵列被处理。从第一阵列开始引入象素条带采用的方向是使同第二块相联系的窗口的部分条带首先被引入。根据一特定的实施例，当对应于参考窗口部分的象素条带末端一般不被处理给定块的特定阵列考虑时，还是要考虑从对应于所说窗口部件的数据中得到的计算结果，以便加宽与用所说特定阵列处理的块有关的参考窗口。本专利技术的其它特点及优点将通过由附图示出的具体但非限定性实施例进行说明，附图中附图说明图1表示运动估算处理器的功能图；图2a和图2b简要表示本实施例所用的比较方法；图3表示用于运动矢量计算的串列阵列的功能图；图4表示了图3的串列阵列的称为“S”单元的功能图；图5示出非交错工作方式的简化串列阵列的功能图；图6示出交错工作方式的简化串列阵列的功能图；图7表示第一种变化方案的协处理器功能图；图8表示第二种变化方案的协处理器功能图；图9表示对应于两个相邻当前块的2个参考窗口的排列；图10表示按照第一例子，2个串连串列阵列的数据的馈送；图11表示本专利技术第一实施例中2个串连串列阵列的数据的馈送。图12表示本专利技术第二实施例中2个串连串列阵列的数据的馈送。首先说明实现本专利技术的运动估算处理器的一个例子。特别强调协处理器的描述。该协处理器是实现有关每个运动矢量的误差计算的元件。关于MPEG标准的图像压缩中使用的运动矢量信息参考“信息技术，运动图像和相关音频的分类编码，建议H.262国际标准化组织/国际电工委员会13818-2(视频)委员会草案1993年11月”(Informationtechnology，Generic coding of moving pictures and associated audio，Recommendation H.262 ISO/IEC 13818-2(Video)Committee Draft ofNovember 1993)。运动估算处理器可以计算各种类型运动矢量，这取决于MPEG标准的要求用于一些帧或图像的矢量、从前一幅图像到当前图像的矢量，或从未来的图像到当前图像的矢量(分别称“前向矢量(forward vectors)”和“后向矢量(backward vectors)”)等。其次，为了清楚起见，取从前一幅图像到当前图像(前矢量)的矢量例子。当然，本专利技术并不限于所提供的实施方案的例子。图1功能性地说明了运动估算处理器101。处理器101包括一个RISC控制器102(RISC为“精简指令集计算机”)，串列阵列协处理器103，3个独立的用来装入图像的输入端口104、105、106，一个用来发送运动矢量的输出端口107以及本地RAM和本地ROM(分别参见108和109)。在有几个独立输入端口的情况下，使它可能对许多独立视频源工作。根据不同的实施方案，每个输入端口备有子采样电路，以实现分级运动估算。所涉及到各种子组件通过数据总线111通信，其中包括连到DRAM外部存贮器110。存贮器管理单元(UGM)112操纵本地存贮器间的数据流。对应的图像(参考图像或当前图像)数据被传送到动态存贮器(DRAM)110。然后它们被读出，以便在适当时候提供给协处理器103。由协处理器103计算的运动矢量经过缓冲存贮器(MV BUFF)114送到动态存贮器110。在适当时候，这些矢量被读出，并通过输出端口107传送。处理器101还装备有微处理器接口115，用于利用下载码和计算参数给RISC控制器102编程和配置。存贮在动态存贮器110中的运动矢量亦可以通过接口115访问。单元(MAX-AVR)113为每幅图像计算平均运动矢量和最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在运动估算系统中以矩阵阵列处理数据的方法，其特征在于：每个阵列（８０３，８０４）对当前图像的象素块（１，２）进行象差（Ｅｒｒ）计算；至少串连安排２个阵列（８０３，８０４）对所说当前图像的至少２个相邻块（１，２）进行计算；对应于所有这些块的参考窗口以象素条带引入到所说的第一阵列（８０３）并且在所说串连阵列中从一个阵列传送到另一阵列；而对阵列中块的分配和引入到阵列中的条带的方向是使引入到阵列中条带的最后一部分（相应Ａ的Ｃ）对应于分配给第一阵列（８０３）的块（相应１的２）的部分窗口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰皮尔逊，莫汉迈德道蒂，
申请(专利权)人：汤姆森多媒体公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]