一種運動向量估計方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及視頻圖像處理的技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種運動向量估計方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高分辨率拍攝設(shè)備的普及化，互聯(lián)網(wǎng)視頻量急速增長。為了高效地存儲和傳 輸高清視頻，業(yè)界勢必采用具有更高壓縮編碼效率的新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。例如，新一代視 頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H. 265/肥VC(Hi曲EfficiencyVideoCoding,高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)），與上一代 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC(AdvancedVideoCoding,高階視訊編碼）相比，新一代視頻編碼 標(biāo)準(zhǔn)有更多的編碼模式可W選擇，與此同時也給編碼器帶來了更高難度的挑戰(zhàn)。
[0003] 編碼模式包括帖間編碼，在帖間編碼中由于當(dāng)前視頻圖像和鄰近視頻圖像中的景 物存在著一定的相關(guān)性，因此可W將當(dāng)前視頻圖像分成若干塊，并設(shè)法捜索出每個視頻圖 像塊在鄰近視頻圖像中的位置，并得出兩者之間的空間位置的相對偏移量，得到的相對偏 移量就是通常所指的運動向量，任意一帖視頻圖像選擇運動向量的過程則被稱為運動向量 估計。運動向量和經(jīng)過運動匹配后得到的預(yù)測誤差，共同發(fā)送到編碼器，在編碼器按照運動 向量指明的位置，從已經(jīng)解碼的鄰近的參考視頻圖像中找到相應(yīng)的視頻圖像塊，和當(dāng)前視 頻圖像塊相減得到預(yù)測誤差，然后對預(yù)測誤差執(zhí)行變換和量化，然后將量化系數(shù)編入碼流。 當(dāng)進(jìn)行解碼時，反量化反變換得到重構(gòu)的殘差視頻圖像塊，和預(yù)測視頻圖像塊相加后就可 W得到重構(gòu)的當(dāng)前視頻圖像塊。
[0004] 現(xiàn)有的運動向量估計方法，當(dāng)對某一視頻圖像塊進(jìn)行運動向量估計時，需要將當(dāng) 前視頻編碼塊與為其分配的前向參考列中的各參考圖像進(jìn)行運動估計，W確定出當(dāng)前視頻 編碼塊針對向前參考列中的各參考圖像的最佳運動向量，同時，還需要將當(dāng)前視頻編碼塊 與為其分配的后向參考列中的各參考圖像塊進(jìn)行運動估計，W確定出當(dāng)前視頻編碼塊針對 向后參考列中的各參考圖像的最佳運動向量。然后確定出的全部最佳運動向量中，選擇一 個最優(yōu)的運動向量，作為當(dāng)前視頻編碼塊的最終運動向量。 陽〇化]可見，現(xiàn)有的對視頻編碼塊進(jìn)行運動向量估計過程，需要將當(dāng)前視頻編碼塊與前、 后參考列中的各個參考圖像進(jìn)行運動估計，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠明了，對參考圖像進(jìn)行運 動估計的計算的復(fù)雜度高、且計算量大。由于計算次數(shù)多，因此，還會影響對視頻編碼塊的 編碼速度、增加視頻編碼器的處理負(fù)荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述問題，提出了本發(fā)明W便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上 述問題的運動向量估計方法和裝置。
[0007] 依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種運動向量估計方法，包括：計算當(dāng)前視頻編碼 塊的復(fù)雜度；確定所述當(dāng)前視頻編碼塊的第一參考圖像，W及所述當(dāng)前視頻編碼塊對應(yīng)的、 與所述第一參考圖像匹配的第一最優(yōu)預(yù)測運動向量；計算所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述第一 參考圖像塊的匹配殘差的第一阿達(dá)瑪成本；判斷所述復(fù)雜度W及所述第一阿達(dá)瑪成本是否 滿足第一設(shè)定條件；W及判斷所述當(dāng)前視頻編碼塊的第一最優(yōu)運動向量與所述第一最優(yōu)預(yù) 測運行向量的運動向量差分是否為零；若判斷結(jié)果均為是，則分別將與各參考圖像匹配的 最優(yōu)預(yù)測運動向量確定為所述當(dāng)前視頻編碼塊針對所述各參考圖像的最佳運動向量；其 中，所述各參考圖像為所述當(dāng)前視頻編碼對應(yīng)的參考圖像。
[0008] 優(yōu)選地，所述方法還包括：若不滿足第一設(shè)定條件和/或運動向量差分不為零，貝U 按照設(shè)定規(guī)則分別對所述當(dāng)前視頻編碼塊對應(yīng)的前向參考列W及后向參考列中的參考圖 像進(jìn)行運動估計，W確定所述當(dāng)前視頻編碼塊的最佳運動向量。
[0009] 優(yōu)選地，按照設(shè)定規(guī)則對所述當(dāng)前編碼塊對應(yīng)的前向參考列中的參考圖像運動估 計進(jìn)行排除的步驟包括：選擇所述前向參考列中的第一個參考圖像，確定所述第一個參考 圖像對應(yīng)的預(yù)測運動向量，并對所述第一個參考圖像執(zhí)行運動估計，得到第二最優(yōu)運動向 量和所述第二最優(yōu)運動向量指向的最佳運動補(bǔ)償塊；將所述第一個參考圖像對應(yīng)的預(yù)測運 動向量中最接近所述第二最優(yōu)運動向量的運動向量作為與所述第一個參考圖像匹配的最 優(yōu)預(yù)測運動向量；計算所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述第一個參考圖像的匹配殘差的第二阿達(dá) 瑪成本；判斷所述當(dāng)前視頻編碼塊的復(fù)雜度W及所述第二阿達(dá)瑪成本是否滿足第二設(shè)定條 件；W及判斷所述當(dāng)前視頻編碼塊的第二最優(yōu)運動向量與所述第一個參考圖像匹配的最優(yōu) 預(yù)測運行向量的運動向量差分是否為零；若判斷結(jié)果均為是，則分別將與所述前向參考列 中的各參考圖像匹配的最優(yōu)預(yù)測運動向量確定為所述當(dāng)前視頻編碼塊針對所述前向序列 中、各參考圖像的最佳運動向量。
[0010] 優(yōu)選地，所述計算當(dāng)前視頻編碼塊的復(fù)雜度的步驟包括：分別計算所述當(dāng)前視頻 編碼塊中相鄰的兩像素點對應(yīng)像素值的梯度絕對值；將計算得到的各梯度絕對值求和，W 得到所述當(dāng)前視頻編碼塊的復(fù)雜度。
[0011] 優(yōu)選地，所述計算所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述第一參考圖像的匹配殘差的第一阿 達(dá)瑪成本的步驟包括：將所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述第一參考圖像中的各像素點進(jìn)行匹 配，W獲得匹配后的圖像塊；將匹配后的圖像塊劃分成多塊子圖像塊；分別對各所述子圖 像塊進(jìn)行阿達(dá)瑪變換得到相應(yīng)地系數(shù)；將得到的全部系數(shù)的絕對值進(jìn)行求和，得到所述第 一阿達(dá)瑪成本。
[001引優(yōu)選地，所述第一設(shè)定條件通過W下公式表示：gradXA+HADx<MXNXthx;其 中，所述grad為復(fù)雜度，所述HADx為第一阿達(dá)瑪成本，所述M為當(dāng)前視頻編碼塊的橫坐標(biāo) 像素值，所述N為當(dāng)前視頻編碼塊的縱坐標(biāo)像素值，所述thx為當(dāng)前視頻編碼塊所處的圖像 層對應(yīng)的固定闊值，A為第一系數(shù)。
[001引優(yōu)選地，所述第二設(shè)定條件通過W下公式表示：gradXB+HADy<MXNXthy;其 中，所述grad為復(fù)雜度，所述HADy為第二阿達(dá)瑪成本，所述M為當(dāng)前視頻編碼塊的橫坐標(biāo) 像素值，所述N為當(dāng)前視頻編碼塊的縱坐標(biāo)像素值，所述thy為當(dāng)前視頻編碼塊所處的圖像 層對應(yīng)的固定闊值，B為第二系數(shù)。
[0014] 依據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供了一種運動向量估計裝置，包括：復(fù)雜度計算模 塊，用于計算當(dāng)前視頻編碼塊的復(fù)雜度；確定模塊，用于確定所述當(dāng)前視頻編碼塊的第一參 考圖像，W及所述當(dāng)前視頻編碼塊對應(yīng)的、與所述第一參考圖像匹配的第一最優(yōu)預(yù)測運動 向量；第一計算模塊，用于計算所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述第一參考圖像的匹配殘差的第 一阿達(dá)瑪成本；第一判斷模塊，用于判斷所述復(fù)雜度W及所述第一阿達(dá)瑪成本是否滿足第 一設(shè)定條件；W及判斷所述當(dāng)前視頻編碼塊的第一最優(yōu)運動向量與所述第一最優(yōu)預(yù)測運行 向量的運動向量差分是否為零；第一最佳運動向量確定模塊，用于若所述第一判斷模塊的 判斷結(jié)果均為是，則分別將與各參考圖像匹配的最優(yōu)預(yù)測運動向量確定為所述當(dāng)前視頻編 碼塊針對所述各參考圖像的最佳運動向量；其中，所述各參考圖像為所述當(dāng)前視頻編碼對 應(yīng)的參考圖像。
[0015] 優(yōu)選地，所述裝置還包括：第二最佳運動向量確定模塊，用于若不滿足第一設(shè)定條 件和/或運動向量差分不為零時，則按照設(shè)定規(guī)則分別對所述當(dāng)前視頻編碼塊對應(yīng)的前向 參考列W及后向參考列中的參考圖像塊進(jìn)行運動估計，W確定所述當(dāng)前視頻編碼塊的最佳 運動向量。
[0016] 優(yōu)選地，所述第二最佳運動向量確定模塊包括：選擇子模塊，用于選擇所述前向參 考列中的第一個參考圖像，確定所述第一個參考圖像對應(yīng)的預(yù)測運動向量，并對所述第一 個參考圖像執(zhí)行運動向量估計，得到第二最優(yōu)運動向量和所述第二最優(yōu)運動向量指向的最 佳運動補(bǔ)償塊；將所述第一個參考圖像對應(yīng)的預(yù)測運動向量中最接近所述第二最優(yōu)運動向 量的運動向量作為與所述第一個參考圖像匹配的最優(yōu)預(yù)測運動向量；確定子模塊，用于計 算所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述第一個參考圖像的匹配殘差的第二阿達(dá)瑪成本；判斷子模 塊，用于判斷所述當(dāng)前編碼塊的復(fù)雜度W及所述第二阿達(dá)瑪成本是否滿足第二設(shè)定條件； W及判斷所述當(dāng)前視頻編碼塊的第二最優(yōu)運動向量與所述第一個參考圖像匹配的最優(yōu)預(yù) 測運行向量的運動向量差分是否為零；最佳運動向量確定子模塊，用于若所述判斷子模塊 的判斷結(jié)果均為是，則分別將與所述前向參考列中的各參考圖像匹配的最優(yōu)預(yù)測運動向量 確定為所述當(dāng)前視頻編碼塊針對所述前向序列中、各參考圖像的最佳運動向量。
[0017] 優(yōu)選地，所述復(fù)雜度計算模塊包括：梯度絕對值計算子模塊，用于分別計算所述當(dāng) 前視頻編碼塊中相鄰的兩像素點對應(yīng)像素值的梯度絕對值；梯度絕對值求和子模塊，用于 將計算得到的各梯度絕對值求和，W得到所述當(dāng)前視頻編碼塊的復(fù)雜度。
[0018] 優(yōu)選地，所述第一計算模塊包括：匹配子模塊，用于將所述當(dāng)前視頻編碼塊與所述 第一參考圖像中的各像素點進(jìn)行匹配，W獲得匹配后的圖像塊；劃分子模塊，用于將匹配后 的圖像塊劃分成多塊子圖像塊；變換子模塊，用于分別對各所述子圖像塊進(jìn)行阿達(dá)瑪變換 得到相應(yīng)地系數(shù)；求和子模塊，用于將得到的全部系數(shù)的絕對值進(jìn)行求和，得到所述第一阿 達(dá)瑪成本。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括W下優(yōu)點：
[0020] 本發(fā)明提供的運動向量估計方案，在對當(dāng)前視頻編碼塊進(jìn)行運動向量估計時，從 為其分配的參考圖像中選擇一個參考圖像作為第一參考圖像，并確定出第一最優(yōu)預(yù)測運動 向量。然后，計算當(dāng)前視頻編碼塊的復(fù)雜度，W及當(dāng)前視頻編碼塊與第一參考圖像的匹配殘 差的阿達(dá)瑪成本，判斷復(fù)雜度W及阿達(dá)瑪成本是否滿足第一設(shè)定條件，并且判斷當(dāng)前編碼 塊的第一最優(yōu)運動向量是否與第一最優(yōu)預(yù)測運動向量的運動向量差分為零，若是，分別將 與各參考圖像匹配的最優(yōu)預(yù)測運動向量確定為當(dāng)前視頻編碼塊針對各參考圖像的最佳運 動向量，則無需再將對各參考圖像進(jìn)行運動估計。由于無需對各參考圖像進(jìn)行復(fù)雜度高、計 算量大的運動估計，因此，能夠大大的縮減運算的次數(shù)W及復(fù)雜度?？梢?，本發(fā)明實施例提 供的運動向量估計