基于预测方向校正/统计预判的快速亚象素运动估计方法

摘要

本发明属于信号处理中的视频编码领域，涉及基于预测方向校正/统计预判的快速亚象素运动估计方法。该方法主要是在1/2，1/4，1/8等亚象素运动估计中利用上一级搜索精度运动估计的结果以及当前精度下的统计信息来预判当前级的运动矢量，并且引入搜索截止准则。在保持已有技术的编码率失真特性的同时极大地降低了软硬件中亚象素运动估计的运算复杂度。且本方法并不限于H.264国际标准，可以推广至其他国际标准和非国际标准视频编码的应用。同时本发明的方法具有一定的可扩展性，可以与众多的整象素运动估计算法相结合，并可以实现运算复杂度与预测精度之间的均衡调节。

主权项

1、基于预测方向校正的快速亚象素运动估计方法，其特征在于，包括1/2运动矢量、预测方向和校正截止准则三个部分，各部分实现步骤如下：所说的1/2运动矢量预测包括以下步骤：1)首先假设：一是在最佳整象素点周围的代价函数是一个平滑的的凸函数，二是假定最佳整象素点周围的四个整象素点的代价函数是已知的，分别记为SAD(V1)，SAD(V2)，SAD(H1)，SAD(H2)，中心点的代价函数为SAD(C)；2)在SAD(V1)，SAD(V2)，SAD(H1)和SAD(H2)中选出最小值SADmin得到代价函数最小点；选出亚小值SADsub得到代价函数亚小点，且分别对应点的象素点为Pmin和Psub：$P_{\min }=\arg \underset{j}{\min }\left(\mathrm{SAD}\left(P_j\right)\right),\mathrm{subject\; to}{P}_j\in \Omega$ $P_{\mathrm{sub}}=\arg \underset{j}{\min }\left(\mathrm{SAD}\left(P_j\right)\right),\mathrm{subject\; to}{P}_j\in (\Omega -P_{\min })$ Ω＝{V1，V2，H1，H2}3)如果Pmin和Psub两点在同一水平线或垂直线上，即Pmin(x)＝Psub(x)或者Pmin(y)＝Psub(y)时，选择位于这一线段上的两个1/2象素点和整象素点C作为下一步1/2象素运动估计的候选1/2象素点；4)如果Pmin和Psub两点不在同一水平线或垂直线上，即Pmin(x)≠Psub(x)和Pmin(y)≠Psub(y)，那么这两点分别与中心点C连接而成的两条线段上和之间的三个1/2象素点以及整象素点C构成1/2象素的运动估计的候选点；5)在该候选点中，选代价函数最小者的点为1/2象素最小点，最小点所对应的运动矢量为1/2象素运动矢量。选代价函数亚小者的点为1/2象素亚小点；所说的方向校正用于1/4和1/8亚象素运动矢量估计，具体实现步骤如下：1)上一级精度的运动估计过程中，最小点和亚小点的位置分别为Pmin和Psub，分为两种模式：(a)Pmin和Psub两点在同一水平线或垂直线上，即Pmin(x)＝Psub(x)或者Pmin(y)＝Psub(y)，(b)Pmin和Psub两点不在同一水平线或垂直线上，即Pmin(x)≠Psub(x)和Pmin(y)≠Rsub(y)；2)在每种模式下，取Pmin和Psub之间的三个当前精度的象素点和上一级精度的最小点为候选点；3)在所选取的候选象素点中，选代价函数最小的点为本级精度最小点，其对应于本级精度象素运动矢量，选代价函数亚小者的点为本级精度象素亚小点；所说的截止准则为：当运动估计点的代价函数SAD＜T时，运动估计过程截止，其中T是域值，该值根据实验结果获得或根据H.264中整形变换的公式和量化方式估测而得。