专利名称：一种基于图像纹理和运动特征的运动预测方法
技术领域：
本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种基于图像纹理和运动特征的运动预测方法。
背景技术：
随着高清视频应用的普及，受通信信道带宽及存储能力的限制，用户对视频压缩的性能提出了越来越高的要求。如何在不损失视频质量，或者是损失很小的视频质量的情况下获得较大的压缩率，成为视频编解码标准制定者的新目标。H. ^4/AVC标准就是在上述背景下被提出并日趋完善。然而，H. ^4/AVC标准是建立在高复杂度的基础之上，尤其是其编码算法的复杂度比上一代协议提高了一个数量级。其中，编码过程中运动预测方法需消耗近70%的计算资源。这会导致过大的硬件代价以及相应的功耗开销。于是如何优化运动预测方法，减少其中的冗余运算成为H. 264/AVC编码硬件设计所关注的重要问题。H. 264/AVC标准规定了编码的接口规范，即输出码流的规范。开发H. 264/AVC标准的JVT团队发布了 H. 264/AVC的开源代码，即JM软件。JM软件由C代码编写而成，符合 H. 264/AVC的接口规范。JM软件只针对最大化压缩效率，并未在功耗开销上的作相应的考虑，从而造成了大量的计算量冗余。在JM软件中，编码器从预定位置，例如左上角，按预定顺序，例如书写顺序，将每一个16X16像素点阵设置为一个宏块(MB)。在对宏块进行编码时，编码器需要用到运动预测方法。运动预测在搜索区域内进行块匹配算法。搜索区域所示范围是以当前宏块作为中心点，距上，下，左，右各为一个可自由设置的搜索长度的方形区间。最优的参考块将在这个搜索框内选取，由当前块指向参考块的向量称为运动向量。运动预测方法的核心思想为 在对每一个16X 16像素宏块进行编码前，将当前帧与参考帧进行对比，并视情况对16X 16 大小的宏块进行分割，其中每种分割称为一种模式。找出残差矩阵各元素的绝对值的总和 (称为SAD)最小的宏块或亚宏块作为与此宏块匹配的宏块或亚宏块。其中残差矩阵由两个宏块像素值矩阵对应矩阵点的像素值作差得到。根据对宏块的各种分割方式，JM软件定义了其对应的编码模式，简记为M。确定了当前编码块的块分割模式为M后，运动预测方法会对M模式下的各个分割块以一定的次序进行运动搜索。这个过程中，需要按顺序在运动搜索窗口内计算分割块位于运动向量(MVx和MVy分别为平面直角坐标系中 χ方向和y方向的分量，记运动向量为(MVx，MVy))处的绝对差异总值SAD(MVx，MVy)，如下式所示
权利要求
1. 一种基于图像纹理和运动特征的运动预测方法，其特征在于，包括步骤 A 确定当前待匹配分割块在宏块中的位置(I，J)，并根据下式计算出当前待匹配分割块的边缘强度值ESM,
2.根据权利要求1所述的基于图像纹理和运动特征的运动预测方法，其特征在于，在步骤A之前进一步包括确定对哪几种宏块分割模式进行运动估计并确定宏块分割模式值 M的步骤。
3.根据权利要求1所述的基于图像纹理和运动特征的运动预测方法，其特征在于，所述步骤C具体包括根据公式 SADth = F(MV，Μ) XESftlJ 设置阈值 SADth，所述 F (MV，Μ)定义为F(MV，Μ)= fl (MV) X f2 (M)，其中所述fl (MV)具体为
4.根据权利要求3所述的基于图像纹理和运动特征的运动预测方法，其特征在于，所述步骤C具体包括步骤Cl 首先计算f2(M) X ESMjI, j的值，记为；C2 然后再将Π (MV)与相乘得到最终的SADTH值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于图像纹理和运动特征的运动预测方法，其特征在于，所述M = 1时为16 X 16像素宏块； 所述M = 2时为16 X 8像素分割块； 所述M = 3时为8 X 16像素分割块； 所述M = 4时为8X8像素分割块。
全文摘要
本发明提供一种基于图像纹理和运动特征的运动预测方法，包括步骤A确定当前待匹配分割块在宏块中的位置(I，J)，并计算出当前待匹配分割块的边缘强度值ESM，I，JB确定参考块的运动向量(MVx，MVy)，并分别得到其对应的绝对差异总值SADM，I，J(MVx，MVy)和运动向量MV值，C设置阈值SADTH；D判断参考块的绝对差异总值SADM，I，J(MVx，MVy)是否小于所述阈值SADTH，如果是，则提前终止搜索，以当前参考块作为最优的参考块；否则，返回步骤B继续在其他参考块中寻找最优参考块。应用本发明所述的方法，有效减少了块匹配算法中的冗余计算，从而达到减少功耗的目的。本发明所提出的方法适合硬件实现，其特征是用加减、移位和比较三种简单操作实现阈值的生成与判定。
文档编号H04N7/26GK102572438SQ201210040779
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者刘振宇, 朱佳, 汪东升 申请人:清华大学