專利名稱：一種圖像運(yùn)動估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象通信領(lǐng)域，具體涉及圖像運(yùn)動的估計方法。
現(xiàn)有的圖像運(yùn)動估計方法包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)開始尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)。由于采用的搜索方法、匹配準(zhǔn)則、收斂準(zhǔn)則等的不同，也就存在著不同的性能耗時，如搜索起始點(diǎn)一般都是從原點(diǎn)開始，搜索量很大；采用理論上更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆讲钭鳛榕袥Q準(zhǔn)則時因為需要進(jìn)行平方運(yùn)算，運(yùn)算量較大，運(yùn)算所需要的時間很長，延時很大；收斂準(zhǔn)則一般為當(dāng)步長為1像素且最佳匹配點(diǎn)仍是中心點(diǎn)時，立刻結(jié)束搜索，搜索到的最佳匹配點(diǎn)不準(zhǔn)確；裝入和處理數(shù)據(jù)時，每次裝入和處理一個塊，參考數(shù)據(jù)不能共用，裝入和處理的時間長；半像素搜索時將半像素與整像素混在一起，半像素的搜索量大。由于以上原因，現(xiàn)有的圖象運(yùn)動估計方法的性能耗時比均不理想。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；
2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，所述的搜索起始點(diǎn)為與當(dāng)前塊相鄰的上邊、右上角和左邊的塊的運(yùn)動向量的中值點(diǎn)，其中，當(dāng)上邊及右上角的塊超出圖像上邊界時，其運(yùn)動向量取為左邊塊的向量，當(dāng)左邊的塊超出圖像左邊界時，其運(yùn)動向量取為零，當(dāng)右邊的塊超出圖像右邊界時，其運(yùn)動向量取為零。
當(dāng)所述的匹配準(zhǔn)則采用方差作為匹配準(zhǔn)則時，用FIR濾波器類硬件完成平方的計算。
所述的收斂準(zhǔn)則為當(dāng)步長為1像素且最佳匹配點(diǎn)仍是中心點(diǎn)時，選取一個次最佳匹配點(diǎn)作為新中心點(diǎn)進(jìn)行搜索，如果次最佳匹配點(diǎn)曾是中心點(diǎn)或最佳匹配點(diǎn)仍不變，則結(jié)束搜索，否則繼續(xù)搜索。
所述的在向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)時和按匹配準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，采用一次裝入和處理兩塊的匹配方式。
在所述的尋找整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)時，將半像素按其位置編號組成相應(yīng)的半像素幀，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用數(shù)組成員分別指向整像素幀和3個半像素幀。
再一種方案是，一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)開始尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；
其特征是，當(dāng)所述的匹配準(zhǔn)則采用方差作為匹配準(zhǔn)則時，用FIR濾波器類硬件完成平方的計算。
又一種技術(shù)方案是，一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)開始尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，所述的收斂準(zhǔn)則為當(dāng)步長為1像素且最佳匹配點(diǎn)仍是中心點(diǎn)時，選取一個次最佳匹配點(diǎn)作為新中心點(diǎn)進(jìn)行搜索，如果次最佳匹配點(diǎn)曾是中心點(diǎn)或最佳匹配點(diǎn)仍不變，則結(jié)束搜索，否則繼續(xù)搜索。
還有一種方案是，一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)開始尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，在向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)時和按匹配準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，采用一次裝入和處理兩塊的匹配方式。
另外還有一種方案是，一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；
其特征是，在尋找整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)時，將半像素按其位置編號組成相應(yīng)的半像素幀，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用數(shù)組成員分別指向整像素幀和3個半像素幀。
在采用了上述幾種技術(shù)方案后，運(yùn)動估計起始點(diǎn)不是直接用原點(diǎn)，而是選取相鄰的上、右上、左邊的塊的運(yùn)動矢量(MV)的中值，減少了搜索量；匹配準(zhǔn)則采用方差作為匹配準(zhǔn)則時，采用FIR濾波器類硬件完成平方的計算，減少了方差計算所需的時間，降低了延時；當(dāng)步長為1像素且最佳匹配點(diǎn)仍是中心點(diǎn)時，并不立刻結(jié)束搜索，而是選取一個次最佳匹配點(diǎn)作為新中心點(diǎn)搜索，如果次最佳匹配點(diǎn)曾是中心點(diǎn)或最佳匹配點(diǎn)仍不變，才結(jié)束搜索，使搜索到的最佳匹配點(diǎn)更加準(zhǔn)確；裝入和處理數(shù)據(jù)時，每次裝入和處理兩個塊，參考數(shù)據(jù)能共用，使裝入和處理的時間減少；半像素搜索時將半像素與整像素分類編號，使半像素的搜索量減少。由于對數(shù)據(jù)的裝入和處理方法、匹配準(zhǔn)則的計算硬件實現(xiàn)、搜索起始點(diǎn)、半像素搜索時的數(shù)據(jù)分組以及收斂準(zhǔn)則的單獨(dú)改進(jìn)或部分改進(jìn)結(jié)合或全部改進(jìn)結(jié)合，大大提高了運(yùn)動估計方法的性能耗時比。
b.確定搜索起始點(diǎn)，搜索起始點(diǎn)為與當(dāng)前塊相鄰的上邊、右上邊和左邊的塊的運(yùn)動向量的中值點(diǎn)，其中，當(dāng)上邊及右上角的塊超出圖像上邊界時，其運(yùn)動向量取為左邊塊的向量，當(dāng)左邊的塊超出圖像左邊界時，其運(yùn)動向量取為零，當(dāng)右邊的塊超出圖像右邊界時，其運(yùn)動向量取為零。
c.按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)開始進(jìn)行搜索，當(dāng)搜索到某一點(diǎn)滿足收斂準(zhǔn)則時即停止搜索，此時的最佳匹配點(diǎn)即為整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)，在尋找整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)時，將半像素按其位置編號組成相應(yīng)的半像素幀，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用數(shù)組成員分別指向整像素幀和3個半像素幀，使半像素幀在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中集中在一起，提高搜索效率。
權(quán)利要求
1.一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，所述的搜索起始點(diǎn)為與當(dāng)前塊相鄰的上邊、右上角和左邊的塊的運(yùn)動向量的中值點(diǎn)，其中，當(dāng)上邊及右上角的塊超出圖像上邊界時，其運(yùn)動向量取為左邊塊的向量，當(dāng)左邊的塊超出圖像左邊界時，其運(yùn)動向量取為零，當(dāng)右邊的塊超出圖像右邊界時，其運(yùn)動向量取為零。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像運(yùn)動估計方法，其特征是，所述的匹配準(zhǔn)則在采用方差作為匹配準(zhǔn)則時，用FIR濾波器類硬件完成平方的計算。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像運(yùn)動估計方法，其特征是，所述的收斂準(zhǔn)則為當(dāng)步長為1像素且最佳匹配點(diǎn)仍是中心點(diǎn)時，選取一個次最佳匹配點(diǎn)作為新中心點(diǎn)進(jìn)行搜索，如果次最佳匹配點(diǎn)曾是中心點(diǎn)或最佳匹配點(diǎn)仍不變，則結(jié)束搜索，否則繼續(xù)搜索。
4.如權(quán)利要求1或2所述的圖像運(yùn)動估計方法，其特征是，所述的在向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)時以及按匹配準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，采用一次裝入和處理兩塊的匹配方式。
5.如權(quán)利要求1或2所述的圖像運(yùn)動估計方法，其特征是，在尋找整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)時，將半像素按其位置編號組成相應(yīng)的半像素幀，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用數(shù)組成員分別指向整像素幀和3個半像素幀。
6.如權(quán)利要求3所述的圖像運(yùn)動估計方法，其特征是，所述的在向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)時以及按匹配準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，采用一次裝入和處理兩塊的匹配方式。
7.一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，在所述的匹配準(zhǔn)則采用方差作為匹配準(zhǔn)則時，采用FIR濾波器類硬件完成平方的計算。
8.一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，所述的收斂準(zhǔn)則為當(dāng)步長為1像素且最佳匹配點(diǎn)仍是中心點(diǎn)時，選取一個次最佳匹配點(diǎn)作為新中心點(diǎn)進(jìn)行搜索，如果次最佳匹配點(diǎn)曾是中心點(diǎn)或最佳匹配點(diǎn)仍不變，則結(jié)束搜索，否則繼續(xù)搜索。
9.一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，在向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)時以及按匹配準(zhǔn)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，采用一次裝入和處理兩塊的匹配方式。
10.一種圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1)向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2)在參考數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)尋找與當(dāng)前數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn)；3)以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)；其特征是，在尋找整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)時，將半像素按其位置編號組成相應(yīng)的半像素幀，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，用數(shù)組成員分別指向整像素幀和3個半像素幀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多媒體圖像運(yùn)動估計方法，包括以下步驟1.向CPU中裝入?yún)⒖紨?shù)據(jù)和實時裝入當(dāng)前數(shù)據(jù)；2.在當(dāng)前數(shù)據(jù)中按選定的搜索方法和匹配準(zhǔn)則從搜索起始點(diǎn)開始進(jìn)行搜索尋找與參考數(shù)據(jù)整像素最佳匹配點(diǎn);3.以整像素最佳匹配點(diǎn)為中心，按照選定的匹配準(zhǔn)則和收斂準(zhǔn)則尋找到整像素最佳匹配點(diǎn)周邊的半像素最佳匹配點(diǎn)，本發(fā)明通過改進(jìn)其中的數(shù)據(jù)輸入和處理方式、匹配準(zhǔn)則的實現(xiàn)、收斂準(zhǔn)則、搜索其始點(diǎn)等，大大提高了多媒體圖像運(yùn)動估計方法的性能耗時比。
文檔編號H04N7/26GK1452409SQ0210898
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者王靜, 郭戈 申請人:華為技術(shù)有限公司