专利名称：一种运动估计方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频编码技术领域，尤其涉及一种运动估计方法及装置。
背景技术：
运动估计是一种描述相邻帧差别的方法，具体来说是描述前面一帧的每个 小块怎么样移动当前帧中的某个位置去，这种方法经常净皮-f见频压缩/视频编解 码器用来减少视频序列中的时域冗余。
在11264标准中釆用了不同大小和形状的宏块分割与亚分割的方法。 一个 宏块的16x16亮度值可以按照16x16、 8x16、 16x8或8x8进4亍分割；而如果 选择了 8x8分割，还可以按照8x8、 8x4、 4x8或4x4进行亚分割，如图l所 示。这些宏块分割与亚分割的方法将宏块划分为不同的子块。利用各种子块进 行运动估计的方法我们将称为树结构的运动估计(tree structured motion estimation )。
一般情况下大的分块方式(16x16、 16x8或8x16)适合视频运动平緩或 者无运动情况，表达MV (运动向量)所需的比特数也会较少。小的分块方式 (8x8、 8x4、 4x8或4x4)适合运动剧烈或者图像画面复杂的情况，不过表达 MV所需的比特数也会相应的增加。因此对于分块的选择将会对压缩效果有着 重大的影响。实验i正明，分块大小为8x8以下(不包含8x8)的子块在运动估 计过程中对提高压缩率和视频质量的贡献不大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种运动估计方法及装置，通过 将16x16的宏块划分为多个分块模式，每个分块模式包括多个大小不同的子 块，从而可增加运动估计的匹配精度。
为了达到上述目的，本发明提供一种运动估计方法，所述方法包括 将16x 16的宏块划分为多个分块模式，每个所述分块模式包括多个大小 不同的子块；
在参考帧图像中搜索并获得与每一种分块^t式中的多个子块匹配的预测 块，并得到对应的每一个子块的运动向量；
当搜索结束时，在所述多个分块模式中选择最优的分块模式。
优选地，所述将16 x 16的宏块划分为多个分块模式的步骤具体包括
将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x 16的宏块上部16 x 8 的子块，和两个位于所述16xl6的宏块下部8x8的子块；和/或，
将一个所述16 x 16的宏块划分为两个位于所述16 x 16的宏块上部的8 x 8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块下部的16 x 8的子块；和/或，
将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x 16的宏块左侧的8 x 16的子块，和两个位于所述16xl6的宏块右侧的8x8的子块；和/或
将一个所述16 x 16的宏块划分为两个位于所述16 x 16的宏块左侧的8 x 8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块右侧的8 x 16的子块。
优选地，所述在所述多个分块模式中选择最优的分块模式的步骤具体为
根据率失真代价函数来选择最优的分块模式。
本发明还才是供一种运动估计装置，包括
划分才莫块，用于将16 x 16的宏块划分为多个分块4莫式，每个所述分块模 式包括多个大小不同的子块；
估计模块，用于在参考帧图像中搜索并获得与每种分块模式中的多个子块 匹配的预测块，并得到对应的每个子块的运动向量；
选择模块，用于在搜索结束时，在所述多个分块模式中选择最优的分块模式。
优选地，所述划分模块包括
第一划分单元，用于将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x 16的宏块上部16 x 8的子块，和两个位于所述16 x 16的宏块下部8x8的子 块。
优选地，所述划分^t块还包括
第二划分单元，用于将一个所述16 x 16的宏块划分为两个位于所述16 x
16的宏块上部的8x8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块下部的16x8 的子块。
优选地，所述划分^^莫块还包括
第三划分单元，用于将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x 16的宏块左侧的8x16的子块，和两个位于所述16 x 16的宏块右侧的8x8 的子块。
优选地，所述划分^t块还包括
第四划分单元，用于将一个所述16x 16的宏块划分为两个位于所述16x 16的宏块左侧的8x8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块右侧的8 x 16 的子块。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果通过将16x16的宏块 划分为多个分块模式，每个分块模式包括多个大小不同的子块，例如可将 16x16的宏块划分为一个位于16 x 16的宏块上部16 x 8的子块，和两个位于 16 x 16的宏块下部8x8的子块，采用这种分块模式可获得更好的匹配效果， 提高了运动估计过程的匹配精度。
图1为11264标准中的宏块和子块分区示意图； 图2为本发明的实施例中子块分区示意图； 图3为本发明的实施例中运动估计方法流程图； 图4为本发明的实施例中运动估计装置框图。
具体实施例方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实 施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实 施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明的实施例提供一种运动估计方法，通过将16x16的宏块划分为多个 分块模式，其中每个分块模式包括多个大小不同的子块，可提高运动估计过程 的匹配精度，并且新型的分块才莫式釆用了较少的子块个数，进而减少了需要描
述运动向量MV ( Motion Vector)的个数的比特数。
为了便于理解本发明的实施例，下面结合附图对本发明的实施例进行详细 的说明。如图3所示，为本发明的实施例中运动估计方法流程图，具体步骤如 下
步骤301、将16x 16的宏块划分为多个分块模式，每个分块模式包括多 个大小不同的子块；
在编码当前帧图像时，需要把整个图像分为若干个宏块(宏块是编码的基 本单元，为16xl6的宏块)参见图2，在本实施例中，将16xl6的宏块划分为 多个分块模式，该分块模式包括以下四种方式中的任意一种或多种
( 一 )、将一个16 x 16的宏块划分为由一个位于16 x 16的宏块上部16 x 8的子块，和两个位于16 x 16的宏块下部8x8的子块；
(二) 、将一个16x 16的宏块划分为由两个位于16 x 16的宏块上部的8 x 8的子块，和一个位于16 x 16的宏块下部的16x8的子块；
(三) 、将一个16 x 16的宏块划分为由一个位于16 x 16的宏块左侧的8 x 16的子块，和两个位于16 x 16的宏块右侧的8x8的子块；
(四) 、将一个16 x 16的宏块划分为由两个位于16 x 16的宏块左侧的8 x 8的子块，和一个位于16 x 16的宏块右侧的8x16的子块。
并且在实施本还可结合H.264标准中的16x 16、 16x8、 8x16、 8x8四 种现有的分块模式来进行运动估计，该现有的分块模式在此就不再敷述。
在本实施例中，通过将16x16的宏块划分为不同的分块模式，从而在增加 参考块与当前块匹配的准确性的同时，减少了需要传输的运动向量的个数，同 时也增加了运动估计的匹配精度。上述新增的子块划分方式在降低运动估计误 差和减少表达MV所需比特数方面优于H.264标准中的8x8以下的宏块划分 方式。
步骤302、在参考帧图像中搜索并获得与每一种分块模式中的多个子块匹 配的预测块，并得到对应的每个子块的运动向量。
在本步骤中，若将16x16的宏块划分为16x8、 8x8和8x8三种子宏块， 在执行步骤302时，每一个宏块按照行优先的方式来编码，先将16x8子宏块 到参考帧中去搜索，得到一个16x8的匹配块，同时得到一组运动向量MV;
再分别把下面的两个8x8子宏块到参考帧去搜索，分别得到两个8x8的匹配 块，同时又得到两组运动向量MV,也就是说对应于这个分块模式，经过搜索， 会得到三组运动向量MV,上述三组运动向量MV就分别指向了三个不同的块 作为当前分块中16x8、 8x8、以及8x8子宏块匹配的预测块，并将搜索到的预 测块的位置信息也就是运动向量MV传给解码端，这样解码端就可以按照该 运动向量MV找到预测块的位置。
步骤303、在搜索结束时，还可在该多个分块模式中选择最优的分块模式；
例如当其他的分块模式也搜索结束时，可选择参考块和当前块的SAD(差 的绝对值的和)小，和/或者需要传输的比特数少的分块模式作为最优的分块 模式。选择的标准是率失真代价函数SAD+入Rate (拉格朗日最小二乘法)。
为了实现上述的方法实施例，本发明的其他实施例还提供了 一种运动估计 装置。另需首先说明的是，由于下述的实施例是为实现前述的方法实施例，故 该装置中的模块都是为了实现前述方法的各步骤而设，但本发明并不限于下述 的实施例，任何可实现上述方法的装置和模块都应包含于本发明的保护范围。 并且在下面的描述中，与前述方法相同的内容在此省略，以节约篇幅。
如图4所示,.为本发明的实施例中运动估计装置框图，由图中可知，该运 动估计装置，包括
划分模块41,用于将16xl6的宏块划分为多个分块模式，每个分块模式 包括多个大小不同的子块；
估计模块42,用于在参考帧图像中搜索并获得与每种分块模式中的多个 子块匹配的预测块，并得到对应的每个子块的运动向量；
选择模块43，用于在搜索结束时，在所述多个分块模式中选择最优的分 块模式。
在本发明的另一实施例中，该划分模块41包括
第一划分单元411,用于将一个16 x 16的宏块划分为一个位于16x 16的 宏块上部16x8的子块，和两个位于16 x 16的宏块下部8x8的子块。 在本发明的另 一实施例中，该划分模块41还包括
第二划分单元412,用于将一个16 x 16的宏块划分为两个位于16 x 16的 宏块上部的8x8的子块，和一个位于16 x 16的宏块下部的16x8的子块。
在本发明的另一实施例中，该划分模块41还包括
第三划分单元413,用于将一个16 x 16的宏块划分为一个位于16x 16的 宏块左側的8 x 16的子块，和两个位于16 x 16的宏块右侧的8x8的子块。 在本发明的另一实施例中，该划分模块41还包括
第四划分单元414,用于将一个16x16的宏块划分为两个位于16 x 16的 宏块左侧的8x8的子块，和一个位于16 x 16的宏块右侧的8x16的子块。
由上述技术方案可知，通过将16x16的宏块划分为不同的分块模式，例 如可将16x16的宏块划分为16x8、 8x8和8x8的三个子块，从而在增加参考 块与当前块匹配的准确性的同时，减少了需要传输的运动向量的个数，同时也 增加了运动估计的匹配精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若千改进和润饰， 这些改进和润饰也应^L为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种运动估计方法，其特征在于，所述方法包括将16×16的宏块划分为多个分块模式，每个所述分块模式包括多个大小不同的子块；在参考帧图像中搜索并获得与每一种分块模式中的多个子块匹配的预测块，并得到对应的每一个子块的运动向量；当搜索结束时，在所述多个分块模式中选择最优的分块模式。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将16x 16的宏块划分 为多个分块模式的步骤具体包括将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x 16的宏块上部16 x 8 的子块，和两个位于所述16x 16的宏块下部8xg的子块；和/或，将一个所述16 x 16的宏块划分为两个位于所述16 x 16的宏块上部的8 x 8的子块，和一个位于所述16xl6的宏块下部的16x8的子块；和/或，将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x 16的宏块左侧的8 x 16的子块，和两个位于所述16xl6的宏块右侧的8x8的子块；和/或将一个所述16 x 16的宏块划分为两个位于所述16 x 16的宏块左侧的8 x 8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块右侧的8 x 16的子块。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述多个分块模式 中选择最优的分块模式的步骤具体为根据率失真代价函数来选择最优的分块模式。
4. 一种运动估计装置，其特征在于，包括划分模块，用于将16xl6的宏块划分为多个分块模式，每个所述分块模 式包括多个大小不同的子块；估计模块，用于在参考帧图像中搜索并获得与每种分块模式中的多个子块 匹配的预测块，并得到对应的每个子块的运动向量；选择模块，用于在搜索结束时，在所述多个分块模式中选择最优的分块模式。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述划分模块包括 第一划分单元，用于将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x16的宏块上部16 x 8的子块，和两个位于所述16 x 16的宏块下部8x8的子块。
6. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述划分模块还包括 第二划分单元，用于将一个所述16x 16的宏块划分为两个位于所述16x16的宏块上部的8x8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块下部的16x8 的子块。
7. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述划分模块还包括 第三划分单元，用于将一个所述16 x 16的宏块划分为一个位于所述16 x16的宏块左侧的8x16的子块，和两个位于所述16 x 16的宏块右侧的8x8 的子块。
8. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述划分模块还包括 第四划分单元，用于将一个所述16 x 16的宏块划分为两个位于所述16 x16的宏块左侧的8x8的子块，和一个位于所述16 x 16的宏块右侧的8 x 16 的子块。
全文摘要
本发明公开一种运动估计方法及装置，属于视频编码技术领域，该方法包括将16×16的宏块划分为多个分块模式，每个分块模式包括多个大小不同的子块；在参考帧图像中搜索并获得与每种分块模式中的多个子块匹配的预测块，并得到对应的每个子块的运动向量。通过设计不同的分块模式，将宏块划分为与AVC中不同的子块，可增加运动估计的匹配精度。
文档编号H04N7/26GK101350928SQ200810117340
公开日2009年1月21日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者季鹏飞 申请人:北京中星微电子有限公司