專利名稱：分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻處理領(lǐng)域，更具體地涉及一種分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在高清電視(HDTV)和攝像機(jī)等視頻處理設(shè)備中，視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H. 264被廣泛采用。在H. 264編碼器中，運(yùn)動估計(jì)占用了大量計(jì)算任務(wù)，并且會對視頻質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。 分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)是一種改善壓縮率和視頻質(zhì)量的技術(shù)，其中分?jǐn)?shù)像素的像素值(例如， 亮度值)是通過對整像素的像素值(例如，亮度值)進(jìn)行內(nèi)插得出的，并且分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量是根據(jù)分?jǐn)?shù)像素的像素值估計(jì)得出的。在H. 264標(biāo)準(zhǔn)中，分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量是1/4像素精度的，所以在整像素運(yùn)動矢量周圍存在很多可能的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量候選。在傳統(tǒng)的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)過程中，首先對整像素運(yùn)動矢量周圍的所有8個(gè)半像素運(yùn)動矢量進(jìn)行搜索，以找出最佳的半像素運(yùn)動矢量；然后對最佳的半像素運(yùn)動矢量周圍的所有8個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量進(jìn)行搜索，以找出最佳的1/4像素運(yùn)動矢量。在整像素運(yùn)動矢量周圍的8個(gè)半像素運(yùn)動矢量中，中心半像素運(yùn)動矢量的計(jì)算最為復(fù)雜，并且一些1/4像素運(yùn)動矢量是從中心半像素運(yùn)動矢量計(jì)算得出的，所以傳統(tǒng)的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)需要消耗較多的濾波器電路和靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)來對半像素運(yùn)動矢量和1/4像素運(yùn)動矢量進(jìn)行內(nèi)插和存儲，從而導(dǎo)致處理時(shí)間增加。對于諸如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)之類的移動設(shè)備而言，較小的電路尺寸和較低的功耗非常重要，并且處理時(shí)間對于實(shí)時(shí)高清(HD)編碼來說非常緊迫。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明提供了一種新穎的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量，并且包括比較參考像素塊中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷；選擇整像素運(yùn)動矢量和所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量；比較搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；以及選擇搜索基準(zhǔn)矢量和所述1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前像素塊相對于參考像素塊的運(yùn)動矢量。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量，并且包括第一開銷比較單元，被配置為比較參考像素塊中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷；基準(zhǔn)矢量選擇單元，被配置為選擇整像素運(yùn)動矢量和所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量；第二開銷比較單元，被配置為比較搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；以及運(yùn)動矢量選擇單元，被配置為選擇搜索基準(zhǔn)矢量和所述1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前像素塊相對于參考像素塊的運(yùn)動矢量。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法和系統(tǒng)中，省去了對中心半像素運(yùn)動矢量及其周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的處理，從而節(jié)省了硬件開銷和處理時(shí)間。


從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其中圖1示出了整像素、垂直半像素、水平半像素、中心半像素、以及1/4像素的分布圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法的流程圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)的框圖；圖4示出了在選擇整像素運(yùn)動矢量(imV_X，imV_y)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_x，hmv_y)時(shí)的情況；圖5示出了在選擇水平半像素運(yùn)動矢量(imv_x+l/2，imv_y)或(imv_x_l/2，imv_ y)作為選擇作為搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_x，hmv_y)時(shí)的情況；圖6示出了在選擇垂直半像素運(yùn)動矢量(imv_x，imv_y+l/2)或(imv_x，imv_ y-1/2)作為搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)時(shí)的情況；以及圖7示出了本發(fā)明描述的H. 264編碼器中的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)的硬件框圖。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明各個(gè)方面的特征和示例性實(shí)施例。下面的描述涵蓋了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是， 本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對實(shí)施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明更清楚的理解。本發(fā)明絕不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了相關(guān)元素、部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。圖1示出了整像素、垂直半像素、水平半像素、中心半像素、以及1/4像素的分布圖。下面為了說明方便，除非需要區(qū)別垂直半像素和水平半像素進(jìn)行說明，否則將垂直半像素和水平半像素統(tǒng)稱為非中心半像素。另外，這里所說的整像素、半像素、以及1/4像素只存在于參考幀(即，參考像素塊)中。當(dāng)前像素塊(即，當(dāng)前幀)中只存在整像素，沒有半像素和1/4像素。下面提到的整像素運(yùn)動矢量、半像素運(yùn)動矢量和1/4像素運(yùn)動矢量是指參考幀中的參考像素塊相對于當(dāng)前幀中的對應(yīng)于該參考像素塊的當(dāng)前像素塊的運(yùn)動矢量。參考像素塊與對應(yīng)于其的當(dāng)前像素塊之間的殘差是用參考像素塊的整像素、半像素、或者1/4 像素的像素值減掉當(dāng)前像素塊的整像素的像素值計(jì)算出來的。對于圖1中所示的垂直半像素P(x，y+l/2)，可以通過利用6抽頭濾波器對垂直方向中與垂直半像素P(x，y+1/2)最接近的6個(gè)整像素的像素值進(jìn)行處理來得出垂直半像素 P (x, y+1/2)的像素值(如等式1所示)P(x, y+1/2) = Clip ((P(χ, y_2)_5*P(x，y_l)+20*P(x，y)+20*P(x，y+l)_5*P(x，y+2) +P (χ，y+3) +16) >>5)(1)對于圖1中所示的水平半像素P(x+l/2，y)，可以通過利用6抽頭濾波器對水平方向中與水平半像素PU+1/2，y)最接近的6個(gè)整像素的像素值進(jìn)行處理來得出水平半像素 P(x+l/2, y)的像素值(如等式2所示)P (x+1/2，y) = Clip ((P (x_2，y) _5*P (x_l，y) +20*P (χ, y) +20*P (x+1，y) _5*P (x+2， y)+P(x+3,y)+16) >>5)(2)對于圖1中所示的中心半像素P(x+l/2，y+l/2)，可以通過利用6抽頭濾波器對水平或垂直方向中與中心半像素P(x+l/2，y+1/2)最接近的6個(gè)半像素的像素值進(jìn)行處理來得出中心半像素P(x+l/2，y+l/2)的像素值(如等式3或4所示)P(x+l/2, y+1/2) = Clip (((P (x+1/2, y-2)-5*P (x+1/2, y-1)+20* (P (χ-2, y)-5*P(x-l, y)+20*P(x, y)+20*P(x+l, y)-5*P(x+2, y)+P(x+3, y))+20* (P (χ-2, y + 1)-5*P(x-1, y + 1)+20*P (x, y + 1)+20氺P (x + 1, y+1)-5*P (x + 2, y + 1)+P (x + 3, y+1))-5*P(x+1/2, y+2) +P(x+1/2, y+3) +512) >> 10)(3)或者P(x+l/2, y+1/2) = Cl ip (((P (χ-2, y+1/2)-5*P (χ-1, y+1/2)+20* (P (χ, y-2)-5*P(x, y-l)+20*P(x, y)+20*P(x, y+l)-5*P(x, y+2)+P(x, y+3))+20* (P (x+1, y-2) _5*P (x+1，y-1) +20*P (x+1，y) +20*P (x+1，y+1) _5*P (x+1，y+2) +P (x+1，y+3)) _5*P (x+2, y+1/2) +P(x+3, y+1/2)) +512) >> 10)(4)對于圖1 中所示的 1/4像素卩“+1/4，7)、卩(1，7+1/4)、卩“+1/2，7+1/4)、卩(叉+1/4， y+1/2)、以及P(x+l/4，y+1/4)中的任意一個(gè)1/4像素，可以通過對與該1/4像素最接近的兩個(gè)半像素的像素值、或者一個(gè)整像素的像素值和一個(gè)半像素的像素值進(jìn)行雙線性插值來得出它的像素值(如等式5至10所示)P(x+l/4,y) = (P(χ, y)+P(x+1/2, y)+1) >> 1(5)P (χ, y+1/4) = (P (χ, y)+P (χ, y+1/2)+1) >> 1(6)P(x+1/2, y+1/4) = (P(x+1/2, y)+P(x+1/2, y+1/2)+1) >> 1 (7)P(x+l/4, y+1/2) = (P(x, y+1/2)+P(x+1/2, y+1/2)+1) >> 1 (8)P(x+l/4, y+1/4) = (P(x+1/2, y)+P(x, y+1/2)+1) >> 1(9)從以上的推導(dǎo)可以看出，計(jì)算中心半像素以及中心半像素周圍的1/4像素的像素值非常耗費(fèi)時(shí)間和硬件。由于分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量是根據(jù)分?jǐn)?shù)像素的像素值估計(jì)得出的，所以與中心半像素及其周圍的1/4像素有關(guān)的運(yùn)動矢量的計(jì)算也非常耗費(fèi)時(shí)間和硬件。如果省去中心半像素和中心半像素周圍的1/4像素上的運(yùn)動估計(jì)，則可以節(jié)省處理時(shí)間和硬件。本發(fā)明提出了一種不需要計(jì)算中心半像素運(yùn)動矢量及其周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量估計(jì)方法，以節(jié)省硬件開銷和處理時(shí)間。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量估計(jì)方法的流程圖。如圖2所示，該分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量估計(jì)方法包括S202，比較參考像素塊中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及該整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷；S204，選擇該選定的整像素運(yùn)動矢量及其周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量；S206，比較搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的 1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；以及S208，選擇搜索基準(zhǔn)矢量及其周圍的1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前像素塊相對于參考像素塊的運(yùn)動矢量。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)。如圖3所示，該分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)包括第一開銷比較單元302、基準(zhǔn)矢量選擇單元304、第二開銷比較單元306、以及運(yùn)動矢量選擇單元308。其中，第一開銷比較單元302比較參考像素塊中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、 以及該整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷(即，執(zhí)行步驟S202)。 基準(zhǔn)矢量選擇單元304選擇該選定的整像素運(yùn)動矢量及其周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量(即，執(zhí)行步驟 S204)。第二開銷比較單元306比較搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷(即，執(zhí)行步驟S206)。運(yùn)動矢量選擇單元308選擇搜索基準(zhǔn)矢量及其周圍的1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前像素塊相對于參考像素塊的運(yùn)動矢量 (即，執(zhí)行步驟S208)。參考像素塊中任意一個(gè)整像素運(yùn)動矢量、非中心半像素運(yùn)動矢量、或者1/4像素運(yùn)動矢量的開銷例如可以是當(dāng)前像素塊中的整像素與參考像素塊中的相應(yīng)整像素、非中心半像素、或者1/4像素的像素值的殘差絕對值之和(SAD)或殘差經(jīng)變換后的絕對值之和 (SATD)(其模擬了比特流當(dāng)中殘差的編碼開銷)與參考像素塊中的相應(yīng)整像素、非中心半像素、或者1/4像素的運(yùn)動矢量的編碼開銷的總和。在這里，為了方便說明，假設(shè)選定的整像素運(yùn)動矢量為(imv_X，imv_y)，該選定的整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量為(imv_X-l/2，imv_y)、(imv_x+l/2, imv_y)、(imv_x, imv_y-l/2)、以及(imv_x, imv_y+l/2)。圖4示出了在選擇整像素運(yùn)動矢量(imv_x，imv_y)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)時(shí)的情況。如圖4中所示，由于整像素運(yùn)動矢量周圍的所有8個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量可以由整像素運(yùn)動矢量和水平/垂直半像素運(yùn)動矢量簡單得出，所以在本實(shí)施例中搜索所有的8個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量。如果8個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷小于搜索基準(zhǔn)矢量(S卩，整像素運(yùn)動矢量)的開銷，則將該開銷最小的1/4像素運(yùn)動矢量設(shè)置為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量；否則將整像素運(yùn)動矢量設(shè)置為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量。換句話說，比較整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及整像素運(yùn)動矢量周圍的所有八個(gè)1/4 像素運(yùn)動矢量的開銷，并且選擇整像素運(yùn)動矢量及其周圍的所有八個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量。圖5示出了在選擇水平半像素運(yùn)動矢量(imv_x+l/2，imv_y)或(imv_x_l/2，imv_ y)作為選擇作為搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_x，hmv_y)時(shí)的情況。如圖5中所示，由于1/4像素運(yùn)動矢量(hmv_x，hmv_y+/-l/4)與中心半像素運(yùn)動矢量(111^^1+1/^2,111^^7+/-1/2)或(imv_ x-1/2, imv_y+/"l/2)有關(guān)，所有本實(shí)施例不搜索這2個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量，而搜索其他的 6 個(gè) 1/4 像素運(yùn)云力矢量(hmv_x-l/4, hmv_y-l/4)、(hmv_x-l/4, hmv_y)、(hmv_x-l/4, hmv_y+1/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y-l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y)、(hvm_x+l/4, hmv_y+l/4)(艮口，與中心半像素運(yùn)動矢量不相關(guān)的1/4像素運(yùn)動矢量)。如果這6個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中的開銷最小的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷小于搜索基準(zhǔn)矢量的開銷，則將該開銷最小的1/4像素像素運(yùn)動矢量設(shè)置為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量，否則將作為搜索基準(zhǔn)矢量的半像素運(yùn)動矢量設(shè)置為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量。換句話說，比較作為搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)的水平半像素運(yùn)動矢量(imv_ x+l/2,imv_y)或(imvj-l/^，imv_y)的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的與中心半像素運(yùn)動矢量不相關(guān)的6個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量的開銷，并選擇搜索基準(zhǔn)矢量和與中心半像素運(yùn)動矢量不相關(guān)的6個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量。圖6示出了在選擇垂直半像素運(yùn)動矢量(imv_x，imv_y+l/2)或(imv_x，imv_ y-1/2)作為搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)時(shí)的情況。如圖6中所示，由于1/4像素運(yùn)動矢量(hmv_x+/-l/4，hmv_y)與中心半像素運(yùn)動矢量(imv_x+/_l/2，imv_y+l/2)或(imv_ X+/-1/2, umv_y-l/2)相關(guān)，所以本實(shí)施例不搜索這兩個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量，而搜索其他6 個(gè) 1/4 像素運(yùn)云力矢量(hmv_x-l/4, hmv_y-l/4)、(hmv_x, hmv_y-l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_ y-1/4)、(hmv_x-l/4, hmv_y+l/4)、(hmv_x, hmv_y+l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y+l/4)(艮口，與中心半像素運(yùn)動矢量不相關(guān)的1/4像素運(yùn)動矢量)。如果這6個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中的開銷最小的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷小于搜索基準(zhǔn)矢量的開銷，則將該開銷最小的1/4像素像素運(yùn)動矢量設(shè)置為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量；否則將作為搜索基準(zhǔn)矢量的半像素運(yùn)動矢量設(shè)置為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量。換句話說，比較作為搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)的水平半像素運(yùn)動矢量(imv_ x,imv_y+l/2)或(imv_X，imv_y-l/2)的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的與中心半像素運(yùn)動矢量不相關(guān)的6個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量的開銷，并選擇搜索基準(zhǔn)矢量和與中心半像素運(yùn)動矢量不相關(guān)的6個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量。圖7示出了本發(fā)明描述的H. 264編碼器中的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)的硬件框圖。如圖 7中所示，在已知整像素運(yùn)動矢量的前提下，半像素內(nèi)插濾波器根據(jù)參考幀中的參考像素塊中的整像素的像素值，濾波得到所有相關(guān)的半像素的像素值，并將結(jié)果存入半像素SRAM ； 開銷計(jì)算和比較模塊通過計(jì)算整像素運(yùn)動矢量的開銷及其周圍的4個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷，選出開銷最小的運(yùn)動矢量作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的基準(zhǔn)運(yùn)動矢量； 1/4像素濾波器模塊根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)運(yùn)動矢量，讀入?yún)⒖枷袼貕K中的對應(yīng)的整像素的像素值和半像素的像素值，通過雙線性插值得到相應(yīng)的1/4像素的像素值，并送入開銷計(jì)算和比較模塊計(jì)算1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；開銷計(jì)算和比較模塊比較了基準(zhǔn)運(yùn)動矢量的開銷和所有候選1/4像素運(yùn)動矢量的開銷，選出開銷最小的運(yùn)動矢量作為最終的運(yùn)動矢量(S卩，分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動矢量對應(yīng)的分?jǐn)?shù)像素所在的參考像素塊相對于當(dāng)前幀中的相應(yīng)的當(dāng)前像素塊的運(yùn)動矢量)輸出，同時(shí)該運(yùn)動矢量被送入運(yùn)動矢量預(yù)測值(MVP)計(jì)算模塊計(jì)算下一個(gè)像素塊的運(yùn)動矢量預(yù)測值，該運(yùn)動矢量預(yù)測值將被開銷計(jì)算和比較模塊用來估算候選運(yùn)動矢量的運(yùn)動矢量開銷。以上描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法和系統(tǒng)。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，以上的功能單元的劃分只是本發(fā)明的一種邏輯功能劃分示例，相同或相近似的功能可以根據(jù)需要由不同的邏輯單元實(shí)現(xiàn)，也可以由同一個(gè)邏輯單元實(shí)現(xiàn)。以上已經(jīng)參考本發(fā)明的具體實(shí)施例來描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員均了解，可以對這些具體實(shí)施例進(jìn)行各種修改、組合和變更，而不會脫離由所附權(quán)利要求或其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍。根據(jù)需要可以用硬件或軟件來執(zhí)行步驟。注意，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，可向本說明書中給出的流程圖添加步驟、從中去除步驟或修改其中的步驟。一般來說，流程圖只是用來指示用于實(shí)現(xiàn)功能的基本操作的一種可能的序列。本發(fā)明的實(shí)施例可利用編程的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)、利用專用集成電路、可編程邏輯器件、現(xiàn)場可編程門陣列、光的、化學(xué)的、生物的、量子的或納米工程的系統(tǒng)、組件和機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。一般來說，本發(fā)明的功能可由本領(lǐng)域已知的任何手段來實(shí)現(xiàn)?？梢允褂梅植际交蚵?lián)網(wǎng)系統(tǒng)、組件和電路。數(shù)據(jù)的通信或傳送可以是有線的、無線的或者通過任何其他手段。還將意識到，根據(jù)特定應(yīng)用的需要，附圖中示出的要素中的一個(gè)或多個(gè)可以按更分離或更集成的方式來實(shí)現(xiàn)，或者甚至在某些情況下被去除或被停用。實(shí)現(xiàn)可存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)中的程序或代碼以允許計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述任何方法，也在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。此外，附圖中的任何信號箭頭應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為僅是示例性的，而不是限制性的，除非另有具體指示。當(dāng)術(shù)語被預(yù)見為使分離或組合的能力不清楚時(shí)，組件或者步驟的組合也將被認(rèn)為是已經(jīng)記載了。
權(quán)利要求
1.一種分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法，用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量，包括比較所述參考像素塊中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及所述整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷；選擇所述整像素運(yùn)動矢量和所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量；比較所述搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及所述搜索基準(zhǔn)矢量周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；以及選擇所述搜索基準(zhǔn)矢量和所述1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法，其特征在于，當(dāng)選擇所述整像素運(yùn)動矢量作為所述搜索基準(zhǔn)矢量時(shí)，比較所述整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及所述整像素運(yùn)動矢量周圍的所有八個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量的開銷，并選擇所述整像素運(yùn)動矢量和所述八個(gè) 1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法，其特征在于，所述整像素運(yùn)動矢量為(imv_x，imv_y)，所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量為(imv_x-l/2，imv_y)、(imv_x+l/2, imv_y)、(imv_x, imv_y_l/2)、以及(imv_x，imv_y+l/2)，當(dāng)選擇半像素運(yùn)動矢量(imv_ x-l/2,imv_y)或(imv_X+l/2，imv_y)作為所述搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)時(shí)，比較所述搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及所述搜索基準(zhǔn)矢量周圍的六個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量(hmv_X-l/4， hmv_y-l/4)> (hmv_x_l/4， hmv_y)> (hmv_x_l/4， hmv_y+l/4)> (hmv_x+l/4, hmv_y-l/4)> (hmv_x+l/4, hmv_y)、(hmv_x+l/4, hmv_y+l/4)的開銷，并選擇所述搜索基準(zhǔn)矢量和所述六個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法，其特征在于，所述整像素運(yùn)動矢量為(imv_x，imv_y)，所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量為(imv_x-l/2，imv_y)、(imv_x+l/2, imv_y)、(imv_x, imv_y_l/2)、以及(imv_x，imv_y+l/2)，當(dāng)選擇半像素運(yùn)動矢量(imv_x， imv_y-l/2)或(imv_X，imv_y+l/2)作為所述搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_X，hmv_y)時(shí)，比較所述搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及所述搜索基準(zhǔn)矢量周圍的六個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量(hmv_X-l/4， hmv_y-l/4)> (hmv_x, hmv_y-l/4)> (hmv_x+l/4, hmv_y-l/4)> (hmv_x-l/4, hmv_y+l/4)> (hmv_x, hmv_y+l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y+l/4)的開銷，并選擇所述搜索基準(zhǔn)矢量和所述六個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
5.一種分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)，用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量，包括第一開銷比較單元，被配置為比較所述參考像素塊中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、 以及所述整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷；基準(zhǔn)矢量選擇單元，被配置為選擇所述整像素運(yùn)動矢量和所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量；第二開銷比較單元，被配置為比較所述搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及所述搜索基準(zhǔn)矢量周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；以及運(yùn)動矢量選擇單元，被配置為選擇所述搜索基準(zhǔn)矢量和所述1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，在所述基準(zhǔn)矢量選擇單元選擇所述整像素運(yùn)動矢量作為所述搜索基準(zhǔn)矢量的情況下，所述第二開銷比較單元比較所述整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及所述整像素運(yùn)動矢量周圍的所有八個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量的開銷，并且所述運(yùn)動矢量選擇單元選擇所述整像素運(yùn)動矢量和所述八個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述整像素運(yùn)動矢量為(imv_x，imv_y)，所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量為(imv_x-l/2，imv_y)、(imv_x+l/2, imv_y)、(imv_x, imv_y-l/2)、以及(imv_X，imv_y+l/2)，當(dāng)所述基準(zhǔn)矢量選擇單元選擇半像素運(yùn)動矢量(imv_x-l/2，imv_y)或(imv_x+l/2，imv_y)作為所述搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_x， hmv_y)時(shí)，所述第二開銷比較單元比較所述搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及所述搜索基準(zhǔn)矢量周圍的六個(gè) 1/4 像素運(yùn)動矢量(hmv_x-l/4，hmv_y-l/4)、(hmv_x-l/4, hmv_y)、(hmv_x-l/4, hmv_y+l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y-l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y)、(hmv_x+l/4, hmv_y+l/4)的開銷，并且所述運(yùn)動矢量選擇單元選擇所述搜索基準(zhǔn)矢量和所述六個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，所述整像素運(yùn)動矢量為(imv_x，imv_y)，所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量為(imv_x-l/2，imv_y)、(imv_x+l/2, imv_y)、(imv_x, imv_y-l/2)、以及(imv_x，imv_y+l/2)，當(dāng)所述基準(zhǔn)矢量選擇單元選擇半像素運(yùn)動矢量(imv_x，imv_y-l/2)或(imv_X，imv_y+l/2)作為所述搜索基準(zhǔn)矢量(hmv_x， hmv_y)時(shí)，所述第二開銷比較單元比較所述搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及所述搜索基準(zhǔn)矢量周圍的六個(gè) 1/4 像素運(yùn)動矢量(hmv_x-l/4，hmv_y-l/4)、(hmv_x, hmv_y-l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y-l/4)、(hmv_x_l/4, hmv_y+l/4)、(hmv_x, hmv_y+l/4)、(hmv_x+l/4, hmv_y+l/4)的開銷，并且所述運(yùn)動矢量選擇單元選擇所述搜索基準(zhǔn)矢量和所述六個(gè)1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為所述當(dāng)前像素塊相對于所述參考像素塊的運(yùn)動矢量。
9.一種編碼器，包括權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)系統(tǒng)。
全文摘要
公開了一種分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法和系統(tǒng)。該分?jǐn)?shù)像素運(yùn)動估計(jì)方法用于估計(jì)當(dāng)前幀中的當(dāng)前像素塊相對于參考幀中的參考像素塊的運(yùn)動矢量，并且包括比較參考幀中選定的整像素運(yùn)動矢量的開銷、以及整像素運(yùn)動矢量周圍的四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量的開銷；選擇整像素運(yùn)動矢量和所述四個(gè)非中心半像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為用于搜索1/4像素運(yùn)動矢量的搜索基準(zhǔn)矢量；比較搜索基準(zhǔn)矢量的開銷、以及搜索基準(zhǔn)矢量周圍的1/4像素運(yùn)動矢量的開銷；選擇搜索基準(zhǔn)矢量和所述1/4像素運(yùn)動矢量中開銷最小的一個(gè)作為當(dāng)前像素塊相對于參考像素塊的運(yùn)動矢量。
文檔編號H04N7/46GK102377995SQ20101024891
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者付軒 申請人:富士通株式會社