一种基于运动矢量合成的视频转码方法

摘要

本发明属于视频编解码技术领域，涉及一种基于运动矢量合成的视频转码方法。包括解码和编码两部分，其特征在于，由原来的运动矢量合成新的运动矢量时，对各个运动矢量的权重进行动态调整，通过误差绝对和的比较，找到估计最准确的运动矢量。本发明可在矢量合成的过程中，动态的调整相关宏块运动矢量在合成时的权重，使合成的矢量尽可能准确的反映目标宏块的运动，找到最佳匹配的宏块，减小运动补偿的误差，从而能够改善转码后图像的质量，并且节省比特率。

主权项

1、一种基于运动矢量合成的视频转码方法，包括解码和编码两部分，其特征在于，由原来的运动矢量合成新的运动矢量时，对各个运动矢量的权重进行动态调整，通过误差绝对和的比较，找到估计最准确的运动矢量；具体包括如下步骤：1)对输入的码流进行解码，得到输入图像的图像格式、残差、运动矢量信息；2)从解码得到的信息中找到第n帧中目标宏块MB1在要删除的第n-1帧中对应的宏块MB1’，以及第n-1帧中与该MB1’宏块重叠的相关宏块；根据运动矢量合成方法来估计宏块MB1’在第n-2帧中的运动矢量，并进一步得到MB1相对于第n-2帧的运动矢量V1(n)；采用所述的运动矢量合成方法得到V1(n)的步骤如下：(1)设定搜索步长L，L＞0，起始迭代次数k＝0；(2)用重叠面积最大的宏块的运动矢量来估计第n帧中的宏块MB1对应于n-1帧中的宏块MB1’的运动矢量V1(n-1)，根据公式V1(n)＝V1(n-1)+I1(n)算出V1(n)的值，并作为运动矢量的最佳估计值，其中I1(n)为目标宏块MB1的运动矢量；按此运动矢量找到n帧中的宏块MB1在n-2帧中对应的宏块MB1”，设：宏块MB1和宏块MB1”内所含的像素为M*N，计算这两个宏块的绝对误差和SAD，将此SAD值作为当前最小的SAD值；设：PC(x+k，y+l)和PR(x+i+k，y+j+l)为宏块MB1和宏块MB1”内对应的点，其中(i，j)为运动矢量，则有SAD的计算公式为：$\mathrm{SAD}=\underset{k=0}{\overset{M-1}{\Sigma }}\underset{l=0}{\overset{N-1}{\Sigma }}|P_C(x+k,y+l)-P_R(x+i+k,y+j+l)|$ (3)将重叠宏块的面积进行指数修正后，作为权重进行运动矢量合成；设：第n-1帧中与MB1’交叠的四个宏块对应的运动矢量为I1(n-1)，I2(n-1)，I3(n-1)，I4(n-1)，他们对应的重叠面积分别为B1，B2，B3，B4，指数因子a＝2k，运动矢量V1(n-1)的计算公式为：$V_1^{(n-1)}=\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{B}_i^a*I_i^{(n-1)}}{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{B}_i^a},$ 算出V1(n-1)的值以后，进而计算出对应的V1(n)和SAD值；如果得到的SAD值小于已得到的最小值，则把此次得到的估计值V1(n)作为当前最佳估计值，将此SAD值作为当前最小的SAD值；否则继续进行下一步；(4)令k＝k+1，如果新的k值小于搜索步长L，则转到步骤(3)继续进行运动矢量的合成，否则完成搜索，得到V1(n)的最佳估计值；3)得到MB1相对于n-2帧的运动矢量以后，计算按此运动矢量进行估计所还原的图像与实际图像的差值，并对其差值以及运动矢量都进行编码；4)对于第n帧中的所有宏块，对其运动矢量和估计差值都进行编码以后，转码后的第n帧的信息就保存完毕了；5)在每一个被删除的图像帧附近都做2)-4)步骤的处理，就可以得到输出码流，从而完成了降低帧率的视频转码。