专利名称：一种h.264编码运动估计中的快速搜索方法
技术领域：
本发明涉及一种H. 264编码运动估计中的快速搜索方法，属于视频编码技术。
背景技术：
由于H. 264编码中运动估计计算量在编码器总的计算量中占到很大比重，达到 70%-80%，因此运动估计的改进可以大大提高编码器的效率。H. 264采用的是1/4像素精度的运动估计，因为实际中，超过1/8像素后，通过继 续提高像素精度来提高编码性能的效果已经不明显了。随着大量高效的整像素运动估计快 速搜索算法的应用，实际的整像素搜索点的数目只需10个左右即可，而这就使得1/4像素 运动估计的计算量在整个运动估计计算量中的比重越来越大，因此提高1/4像素运动估计 的效率可以有效减少编码的计算量。1/4像素全搜索算法就是从整像素点到1/2像素点，再到1/4像素点搜索逐步细 化的过程，而它的每一步搜索都是从该步的搜索起点开始，把它8个方向的像素点都进行 SAD的计算，而实际上，这8个方向的像素点的概率是不一样的，有些甚至是无效的计算，并 且往往有一种情况就是经过1/4像素精度的全搜索之后，最佳匹配点却仍是最初搜索的起 点，这样实际上浪费了 16个像素点SAD值的计算。全搜索算法存在大量的不必要的计算， 消耗了大量的计算时间，降低了运动估计的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供能够有效提高了视频编码效率又较好的保持 了图像质量的一种H. 264编码运动估计中的快速搜索方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案
一种H. 264编码运动估计中的快速搜索方法，其特征在于所述方法的步骤如下
(一)首先计算第一搜索起点0周围菱形的4个1/4像素点的SAD值，然后将它们与所 述第一搜索起点0的SAD值进行比较，具有最小SAD值的点为最优点；
当最优点为所述第一搜索起点0，则搜索结束；得到最优1/4像素点；否则进行下述第 (二)步；
(二)比较所述第一搜索起点0周围8个相邻的整像素点的SAD值，其中SAD值最小的 那个整像素点为次优点L ；
(1)当所述次优点L位于以所述第一搜索起点0为中心的正方形的4个角时，所要进一 步搜索的3个1/2像素点位于“L”型或倒“L”型的3个顶点上；
取所述次优点L所在的位置点为第二搜索起点，即所述4个角中的一个整像素点； 再搜索位于“L”型或倒“L”型3个顶点上的3个1/2像素点的SAD值，然后比较它们 的SAD值，求出其最小值，得到最优1/2像素点；
(2)当所述次优点L位于以所述第一搜索起点0为中心的正方形的4个边的中点时，所 要进一步搜索的3个1/2像素点位于一条直线上；
3取所述次优点L所在的位置点为第三搜索起点，再搜索位于所述一条直线上的3个1/2 像素点，然后计算它们的SAD值，求出其最小值，得到最优1/2像素点；
(三)以上述第(二)步中的第(1)步和第(2)步中得到的最优1/2像素点为第四搜索起 点，采用菱形搜索法搜索1/4像素点，比较所述最优1/2像素点周围4个1/4像素点的SAD 值，得到1/4最优像素点。本发明的有益效果是减少了搜索像素点的个数，搜索点的个数共有11个，远远低 于1/4像素全搜索的17个像素点，提高了运动估计的速度，大大减少了编码时间，从而既提 高了视频编码效率，又较好地保持了图像的质量。
图1是本发明所述搜索方法算法的示意图2-1和图2-2是本发明搜索1/2像素点时的示意图； 图3是本发明的流程图。在图1和图2中，“〇”为整像素点，“Δ”为1/2像素点，“
”为1/4像素点。
具体实施例方式实施例(参见图3): 本实施例的步骤如下
(一)如图1所示，首先计算第一搜索起点0周围菱形的4个1/4像素点i、n、m、ir的 SAD值，然后将它们与第一搜索起点0的SAD值进行比较，具有最小SAD值的点为最优点，当 最优点是第一搜索起点0，则搜索结束，得到最优1/4像素点；否则进行下述第(二)步。
(二)比较第一搜索起点0周围8个相邻的整像素点钱、钱、钱、、K、V7、H1、//2的 SAD值，找到SAD值最小的那个像素点，记为次优点￡。 (1)当次优点L位于以第一搜索起点0为中心的正方形的四个角时，即像素点珥、 螞、蚝、螞(见图2-1)，此时要搜索的3个1/2像素点位于“L”型或倒“L”型的3个顶点上； 当次优点L为饵，则搜索的1/2像素点为1、2、8，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
当次优点L为丛，则搜索的1/2像素点为2、3、4，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
当次优点L为丛，则搜索的1/2像素点为4、5、6，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
当次优点L为^ ,则搜索的1/2像素点为6、7、8，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
(2)当次优点L位于以第一搜索起点0为中心的正方形的4个边的中心点时，即像素点 m W2 (见图2-2)，此时要搜索的3个1/2像素点位于一条直线上；
当次优点L为坧，则搜索的丨/2像素点为1、2、3，然后计算它们的SAD值，求出其最小
4者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
当次优点!^为蚝，则搜索的像素点为5、6、7，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
当次优点L为巧，则搜索的1/2像素点为7、8、1，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
当次优点L为&则搜索的像素点为3、4、5，然后计算它们的SAD值，求出其最小 者，得到最优1/2像素点；然后进入下述第(三)步；
(三)以上述第(二)步得到的最优1/2像素点为第四搜索起点，利用菱形搜索算法，进 行搜索，得到最优的1/4像素点；例如，如图2-1和图2-2中假定第(二)步得到的最优1/2 像素点为点7，其菱形搜索算法中的四个1/4像素点为a、b、c、d，然后分别计算它们的SAD 值，比较得到具有最小SAD值的点即为最优1/4像素点。
权利要求
1. 一种H. 264编码运动估计中的快速搜索方法，其特征在于所述方法的步骤如下(一)首先计算第一搜索起点0周围菱形的4个1/4像素点的SAD值，然后将它们与所 述第一搜索起点0的SAD值进行比较，具有最小SAD值的点为最优点；当最优点为所述第一搜索起点0，则搜索结束；得到最优1/4像素点；否则进行下述第 (二)步；(二)比较所述第一搜索起点0周围8个相邻的整像素点的SAD值，其中SAD值最小的 那个整像素点为次优点L ；(1)当所述次优点L位于以所述第一搜索起点0为中心的正方形的4个角时，所要进一 步搜索的3个1/2像素点位于“L”型或倒“L”型的3个顶点上；取所述次优点L所在的位置点为第二搜索起点，即所述4个角中的一个整像素点；再搜索位于“L”型或倒“L”型3个顶点上的3个1/2像素点的SAD值，然后比较它们 的SAD值，求出其最小值，得到最优1/2像素点；(2)当所述次优点L位于以所述第一搜索起点0为中心的正方形的4个边的中点时，所 要进一步搜索的3个1/2像素点位于一条直线上；取所述次优点L所在的位置点为第三搜索起点，再搜索位于所述一条直线上的3个1/2 像素点，然后计算它们的SAD值，求出其最小值，得到最优1/2像素点；(三)以上述第(二)步中的第(1)步和第(2)步中得到的最优1/2像素点为第四搜索起 点，采用菱形搜索法搜索1/4像素点，比较所述最优1/2像素点周围4个1/4像素点的SAD 值，得到1/4最优像素点。
全文摘要
本发明公开了一种H.264编码运动估计中的快速搜索方法，其包括以下步骤(一)首先计算第一搜索起点O周围的4个1/4像素点的SAD值，比较得出SAD值最小的点，记为最优点；(二)当第(一)步中的最优点不是第一搜索起点O，则比较第一搜索起点O周围8个邻近的整像素点，将SAD值最小的点记为次优点；根据次优点的不同方位，确定1/2像素点的预测方向，然后计算具有最小SAD值的1/2像素点；(三)以求得的1/2像素点为第四搜索起点，采用菱形搜索法，求得最优的1/4像素点。本发明依据搜索起点周围的像素点具有不同概率的特点，确定了分像素的搜索方向，大大减少了搜索的像素数，提高了H.264中运动估计的效率。
文档编号H04N7/26GK102123284SQ20111006547
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者刘立国, 刘立松, 李俊红, 柳香, 段胜业, 郭蔚, 陈高天, 黄丽霞 申请人:河北师范大学