息生成方法MCFI中的前向运动估计方法。以Y2t+1帧作 为参考帧，第Y2tl帧中坐标为（x，y)的块，在第Y2t+1帧中设置一个搜索框进行全搜索，且块 匹配准则为代价函数CF，找到具有最小CF值的预测块，假设位于（x+dx，y+dy)，则第Y2ti帧 当前块运动矢量为（dx，dy)，取其一半即为当前帧对应块的运动矢量mv2，计算公式式如下：
[0035]其中，Η是以Y2t+1中的宏块为中心的搜索窗，（dx，dy)是前一关键帧Y2ti中宏块相 对于后一关键帧Y2t+1*宏块的位移。
[0036] 然后，本发明引入阀值Th作为判定边信息生成过程中该宏块采用何种前向运动 估计来确定初始运动矢量。对于阀值Th，由于在帧中各宏块的运动强度是不同的，各宏块的 最佳匹配块的CF值也是各不相同的，因此阀值Th的取值是块级的，同一帧中不同宏块对应 于不同的阀值，而且其是根据该宏块在前一帧中前向运动估计的最佳匹配块的CF值确定 的，本发明取阀值Th与前一帧中CF值的比例为1. 4。比较此CF值与该宏块的设定阀值Th 的关系包括：
[0037] (1)若CF彡Th，则表示该宏块的运动矢量与前一WZ帧的相应宏块的运动矢量的 差距很小，通过改进的前向运动估计可以很好的对其进行前向运动估计，且不需要再进行 传统前向运动估计，mvi为前向运动估计得到的初始化运动矢量。
[0038] (2)若CF>Th，则表示该宏块的运动矢量与前一WZ帧的相应宏块的运动矢量差 距较大，通过改进的前向运动估计不能很好的进行前向运动估计，需要进行传统的前向运 动估计对该宏块更加准确的块匹配，mv2为前向运动估计得到的初始化运动矢量。
[0039] 本发明在做前向运动估计时，其是假设宏块中的所有像素是运动一致的且不存在 形变，只做简单的帧内平移。但实际中的视频序列并不是完全如此，宏块中可能有有着多种 运动轨迹，因此前向运动估计得到的初始运动矢量不能完全代表帧间的运动信息，需要对 初始运动矢量做进一步的优化。即对初始运动矢量经过双向运动估计、空间平滑滤波、双向 运动补偿等一系列处理方法得到准确的运动矢量，以提高边信息的质量。
[0040] 如图1所示，一种降低边信息生成计算复杂度的方法，该方法包括如下步骤：
[0041] 步骤1:根据待解码WZ帧的前后相邻已解码关键帧Y2tJPY2t+1以及前一相邻已解 码WZ帧的最终运动矢量mvf，得到各个宏块的运动矢量mvjp对应的预测块的代价函数的 CF值；
[0042] 步骤2:判断该宏块的CF值与设定阀值Th间的大小关系，若CF>Th，则跳到步骤 4 ；
[0043] 步骤3 :把步骤1中获得的运动矢量mVl作为边信息生成过程中的初始运动矢量， 跳到步骤5 ;
[0044] 步骤4:进行传统的前向运动估计，把获得的运动矢量11^2作为边信息生成过程中 的初始运动矢量；
[0045] 步骤5:对得到的初始运动矢量进行优化，包括有双向运动估计、空间平滑滤波等 得到该宏块的最终运动矢量mv，此运动矢量作为下一待解码WZ帧的mvf，即mvf=mv;
[0046] 步骤6:利用前面所得到的运动矢量mv，对待解码WZ帧的前后相邻解码关键帧 Y2tJPY2t+1进行双向运动补偿，生成其对应边信息Y2t。
【主权项】
1. 一种降低边信息生成计算复杂度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 步骤1 :根据待解码WZ帧的前后相邻已解码关键帧Y2tJPY2t+1以及前一相邻已解码WZ 帧的最终运动矢量mvf，得到各个宏块的运动矢量mvjp对应的预测块的代价函数的CF值； 步骤2 :判断该宏块的CF值与设定阀值Th间的大小关系，若CF>Th，则跳到步骤4 ; 步骤3 :把步骤1中获得的运动矢量mVl作为边信息生成过程中的初始运动矢量，跳到 步骤5 ; 步骤4 :进行传统的前向运动估计，把获得的运动矢量mv2作为边信息生成过程中的初 始运动矢量； 步骤5 :对得到的初始运动矢量进行优化，得到该宏块的最终运动矢量mv; 步骤6 :利用所得到的运动矢量mv，对待解码WZ帧的前后相邻解码关键帧Y2tJPY2t+1 进行双向运动补偿，生成其对应边信息Y2t。2. 根据权利要求1所述的一种降低边信息生成计算复杂度的方法，其特征在于，所述 方法的步骤1包括： 1) 当前待解码WZ帧的后一关键帧1+1的某一宏块B'，对应前一关键帧Y2ti的宏块B; 已知前一已解码WZ帧的边信息的最终的运动矢量为mvf，则把2mvf作为此次前向运动估计 的初始运动矢量，并由宏块B'指向初始预测块P，以预测块P为中心进行块匹配的小范围搜 索； 2) 然后采用基于SAD的块匹配准则，当预测块的CF值最小时，宏块B相对宏块B'的位 移是宏块B的运动矢量，取其一半即为当前帧对应块的运动矢量mVl。3. 根据权利要求1所述的一种降低边信息生成计算复杂度的方法，其特征在于：所述 方法对初始运动矢量做双向估计之前，引入阀值Th;设定Th与前一WZ帧对应宏块的CF值 比例为1. 4作为判定边信息生成过程中该宏块采用何种前向运动估计来确定初始运动矢 量，若CF>Th，则利用传统的前向运动估计方法获得运动矢量11^2并将其作为初始运动矢 量，反之直接将mvi作为初始运动矢量。4. 根据权利要求3所述的一种降低边信息生成计算复杂度的方法，其特征在于，所述 方法CF值与该宏块的设定阀值Th的关系包括： (1) 若CF<Th，则表示该宏块的运动矢量与前一WZ帧的相应宏块的运动矢量的差距 很小，通过改进的前向运动估计可以很好的对其进行前向运动估计，且不需要再进行传统 前向运动估计，mvi为前向运动估计得到的初始化运动矢量； (2) 若CF>Th，则表示该宏块的运动矢量与前一WZ帧的相应宏块的运动矢量差距较 大，通过改进的前向运动估计不能很好的进行前向运动估计，需要进行传统的前向运动估 计对该宏块更加准确的块匹配，mv2为前向运动估计得到的初始化运动矢量。5. 根据权利要求1或3所述的一种降低边信息生成计算复杂度的方法，其特征在于： 所述方法对得到的初始运动矢量进行优化，包括有双向运动估计、空间平滑滤波得到该宏 块准确的运动矢量mv，此运动矢量作为下一待解码WZ帧的mvf，即mvf=mv;利用所得到的 运动矢量mv，对待解码WZ帧的前后相邻解码关键帧Y2t廊Y2t+1进行双向运动补偿，生成其 对应边信息Y2t。6. 根据权利要求1所述的一种降低边信息生成计算复杂度的方法，其特征在于：所述 方法应用于分布式视频编码。
【专利摘要】本发明公开了一种降低边信息生成计算复杂度的方法，该方法首先采用改进的前向运动估计方法，获得预测块的最小CF值和运动矢量mv1,然后将CF值与预定的阀值Th比较，若CF大于Th，则利用传统的前向运动估计方法获得运动矢量mv2并将其作为初始运动矢量，反之直接将mv1作为初始运动矢量；最后对确定的初始运动矢量进一步优化，并通过运动补偿生成边信息。改进的前向运动估计方法，是在初始条件中加入前一已解码WZ帧的运动矢量mvf，这样可以缩小预测块的搜索范围，进而减少前向运动估计的时间。由于相邻帧的运动矢量具有很大的相关性，大部分mv1都能满足初始运动矢量要求，所以本发明中边信息的总体生成时间比传统的边信息的生成时间少，降低了边信息生成的计算复杂度。
【IPC分类】H04N19/30, H04N19/513, H04N19/52, H04N19/176
【公开号】CN105306952
【申请号】CN201510638999
【发明人】张登银, 李世锋
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月30日