【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字图像处理及数字视频编解码
，尤其涉及一种整像素精度运动估计方法及其系统。
技术介绍
随着信息产业的日新月异，人们对多媒体业务的需求也在急剧增长。在多媒体业务中，视频应用因其巨大的数据量，对网络带宽和存储空间提出了极高的要求，高效高质量的视频压缩算法和结构越来越受业界青睐。由于视频数据在空间和时间上都具有很强的相关性，视频编码算法通常采用帧内编码和帧间编码来消除空间和时间的相关性，从而有效地减小冗余数据量。在帧间编码中，运动估计(ME)发挥了至关重要的作用；良好的运动估计算法，能够以极低的数据量，带来非常良好的视频编码质量。从早期的MPEG标准开始，到目前主流的视频编解码标准，大都采用了基于图像块进行的混合编码方法。整像素运动估计(ME)是运动估计的主要部分，其主要作用是在參考图像里寻找与当前图像块最匹配的位置。目前，运动估计的大多数算法都是基于软件实现的，而且表现出了非常良好的性能，例如固定模式的快速捜索算法(三步、菱形等)、基于时空相关性和视觉特性的快速块匹配。不过这些算法在硬件实现吋，由于结构复杂度以及存储带宽等要求，大多很难满足芯片...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种整像素精度运动估计方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤I:获取图像级控制信息，并初始化參考数据窗，将运动估计使用的參考像素，分离为16种类型点的子集(Ptl, P1, ...，P15),并按照奇、偶宏块列分别存储，其中每ー种类型点都是通过对參考图像进行16:1 ニ维降采样取得的； 步骤2 :获取宏块级控制信息、当前编码的原始宏块、预测的运动矢量PMV，然后根据參考索引标志位，分别在相应的參考图像内进行3层渐进式运动估计，并更新參考数据窗；3层渐进式运动估计步骤如下 步骤3 :level-2层以原点O作为搜索中心，划定未降采样的搜索窗W，然后将W平均划分为16个子区域(Wtl, W1, ...，W15)并行搜索在每个子区域里面，分别抽取一种类型像素点，形成16:1 ニ维降采样搜索子窗，并按双“弓”字型扫描逐个宏块列，对降采样后的捜索子窗执行双路并行全捜索，找到该子区域里的最优运动矢量MV ； 步骤4 :从level-2层找到的16个最优MV里面筛选出三个最优的，加上预测得到的运动矢量PMV，作为Ievel-I层的4个搜索中心，Ievel-I层在每个搜索中心四周划定搜索区域并行搜索在每个区域里，分别抽取出4种类型的像素点，形成4:1 ニ维降采样搜索窗，然后按双“弓”字型扫描逐个宏块列，对降采样后的捜索窗执行双路并行全捜索，找出该区域的最优MV ； 步骤5 :从Ievel-I层找到的4个最优MV里面,筛选出最优的I个,作为Ievel-O层的捜索中心，然后在其四周，利用所有类型像素点，划定未降采样的搜索窗，然后按双“弓”字型扫描逐个宏块列，执行步长为I的双路并行全捜索，找到整像素精度最优MV ;在Ievel-O层搜索的同时，围绕Ievel-O层搜索中心，预装搜索窗给分数像素精度运动估计FME。2.根据权利要求I所述的ー种整像素精度运动估计方法，其特征在干，每层运动估计都按照双路“弓”字型轨迹扫描逐个宏块列进行捜索在level-2层的16个子区域中，每个子区域里双路并行，每路按照“弓”字型扫描时，横向每次搜2个MV ;leVel-l层的4个区域里，每个区域里双路并行，每路按照“弓”字型扫描时，横向每次搜4个MV ；level-0层搜索窗里双路并行，每路按照“弓”字型扫描时，横向每次搜8个MV。3.根据权利要求I所述的ー种整像素精度运动估计方法，其特征在于，每层搜索的运动估计代价都是基于16种类型像素点的4x4点运动估计绝对残差和SAD计算的在level-2层进行16:1 ニ维降采样搜索时，每个子区域分别使用一种类型点的4x4点SAD以及由此得到的运动估计代价进行MV比较和选择；在Ievel-I层进行4:1 ニ维降采样搜索吋，每个区域分别使用4种类型点的4x4点SAD拼凑求和得出8x8点SAD以及由此得到的运动估计代价进行MV比较和选择；leVel-0层进行未降采样全搜索时，先将每个类型点的4x4点SAD拆成4个2x2点SAD计算，按照在宏块中的位置将它们拼凑求和，计算出原始宏块按8x8分割时4个子块的8x8点SAD以及由此得到的运动估计代价，进而拼凑求和获得8x16,16x8,16x16块模式的SAD以及由此得到的运动估计代价，然后分别进行各种块分割模式的MV比较和选择。4.一种整像素精度运动估计系统，其特征在于，包括如下部分 參考数据窗管理与地址映射模块(201)，一方面接收从外部存储器输入的搜索窗数据，按照16种类型分别抽取出来，然后根据像素点类型及像素位于奇宏块列还是偶宏块列，换算写地址，存入相应的奇、偶RAM(202);另一方面，对运动捜索或分数精度运动估计预装窗的读请求做出响应，換算读地址，控制奇、偶RAM(202)输出正确的參考数据到4x8点參考像素寄存阵列(203)或分数精度预装窗模块(209)； 16对參考像素奇、偶RAM(202)，在參考数据窗管理与地址映射模块(201)的控制下，将运动估计的參考数据窗按16种类型点并划分为奇、偶宏块列进行存储和更新；每ー对奇偶RAM对应了一种类型像素点，并且只向该类型对应的4x8点參考像素寄存阵列(203)加载參考数据； 16个4x8点參考像素寄存阵列(203)，每个对应ー种类型像素点，在运动搜索过程中，随着运动矢量的上下左右移动，可以相应地按行进行上移、下移、从ー对奇偶RAM加载新数据，或者按列进行循环左移、循环右移，从而參与计算SAD ;每ー个4x8点參考像素寄存阵列(203)只从该类型对应的奇、偶RAM(202)加载參考数据，加载时，按照阵列当前所处的移动状态，先要对奇、偶RAM(202)给出的数据进行重排； 16个双4x4点运动估计运算単元(204)，分别对应16种类型的像素点，每ー个包括两个用来计算4x4点SAD以及由此得到的运动估计代价的处理单元PE，这两个PE共享ー个4x8点參考像素寄...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾惠柱，杨富强，吉祥虎，解晓东，高文，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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