專利名稱：提高的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、視頻編碼方法及使用所述方法的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
符合本發(fā)明的方法和設(shè)備涉及視頻壓縮，更具體地說，涉及提高視頻壓縮速度和使用這一技術(shù)的視頻編碼器。
背景技術(shù)：
隨著包括互聯(lián)網(wǎng)的信息和通信技術(shù)的發(fā)展，除文本和語音通信之外，多媒體通信正逐漸增加?，F(xiàn)有的以文本為中心的通信系統(tǒng)不足以滿足消費(fèi)者的各種需求，因此，能夠提供諸如文本、圖像、音樂等各種形式的信息的多媒體服務(wù)日益增長。由于多媒體數(shù)據(jù)較大，所以需要大容量存儲介質(zhì)和寬的帶寬來存儲和發(fā)送多媒體數(shù)據(jù)。因此，需要壓縮編碼技術(shù)來發(fā)送多媒體數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)壓縮的基本原理是去除冗余?？赏ㄟ^去除空間冗余、時(shí)間冗余以及視覺/知覺冗余來壓縮數(shù)據(jù)，其中，所述空間冗余諸如圖像中顏色或者對象的重復(fù)，所述時(shí)間冗余諸如運(yùn)動(dòng)圖像中相鄰幀的微小改變或者聲音的重復(fù)，所述視覺/知覺冗余考慮人對于高頻的不敏感。在一般的視頻編碼方法中，通過基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臅r(shí)間濾波來去除時(shí)間冗余，通過空間變換來去除空間冗余。
大多數(shù)現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法基于局部運(yùn)動(dòng)。然而，由于相機(jī)的運(yùn)動(dòng)或者完全占據(jù)幀的對象的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致會(huì)發(fā)生全局運(yùn)動(dòng)。全局運(yùn)動(dòng)表示組成一幀的各個(gè)像素根據(jù)特定規(guī)則而運(yùn)動(dòng)，例如整個(gè)場景的平行運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)、場景的放大/縮小等。
圖1是解釋現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的示圖。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，當(dāng)誤差或絕對差值和(SAD)最小時(shí)，獲得運(yùn)動(dòng)矢量。在這種情況下，塊13的運(yùn)動(dòng)范圍不是整個(gè)參考幀10，而是受限于搜索區(qū)域14，搜索區(qū)域14為點(diǎn)11(塊13的中心)周圍指定數(shù)量像素的大小。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)矢量很可能鄰近原點(diǎn)11，而搜索整個(gè)幀效率較低。
如圖1所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)塊13在搜索區(qū)域14中運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算誤差，搜索運(yùn)動(dòng)矢量以找到使所述誤差最小的運(yùn)動(dòng)矢量。在坐標(biāo)系中，x坐標(biāo)向右增加，y坐標(biāo)向下增加。如果當(dāng)運(yùn)動(dòng)塊13從點(diǎn)11運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)12時(shí)誤差最小，則運(yùn)動(dòng)矢量為(-3，-2)。
在現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，即，全搜索算法中，通過使運(yùn)動(dòng)塊運(yùn)動(dòng)到指定搜索區(qū)域之內(nèi)的所有像素位置來搜索運(yùn)動(dòng)矢量，這需要大量計(jì)算。
實(shí)際上，視頻編碼器中執(zhí)行的大多數(shù)處理與運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償相應(yīng)。具體說來，在使用諸如H.264的層次式可變大小塊匹配(HVSBM)算法或使用以1/4像素為單位找到運(yùn)動(dòng)矢量的四分之一像素方法的情況下，計(jì)算量急劇增加。
因此，需要一種通過在給定的搜索區(qū)域中優(yōu)先在最可能包含最佳運(yùn)動(dòng)矢量的區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量來減少在視頻編碼器中的計(jì)算量的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明示例性實(shí)施例克服上述缺點(diǎn)和以上未描述的其它缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明不需要克服上述缺點(diǎn)，并且本發(fā)明示例性實(shí)施例可以不克服任何上述問題。
本發(fā)明提供一種視頻編碼方法和一種視頻編碼器，所述視頻編碼方法和視頻編碼器可以通過以下處理來減少計(jì)算量當(dāng)使用全局運(yùn)動(dòng)信息執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)，在保持全搜索精度的情況下減小搜索范圍。
本發(fā)明還提供判斷全局運(yùn)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述方法包括根據(jù)先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的指定運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種視頻編碼方法，包括根據(jù)參考幀獲得當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)矢量；使用通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)獲得的運(yùn)動(dòng)矢量來執(zhí)行參考幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并產(chǎn)生預(yù)測幀；以及對當(dāng)前幀和預(yù)測幀之間的差值進(jìn)行編碼，其中，獲得運(yùn)動(dòng)矢量的步驟包括根據(jù)先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的指定運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種視頻編碼器，包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元，用于根據(jù)參考幀獲得當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元，用于使用通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)獲得的運(yùn)動(dòng)矢量來對參考幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償并產(chǎn)生預(yù)測幀；用于對當(dāng)前幀和預(yù)測幀之間的差值進(jìn)行編碼的裝置，其中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元包括全局運(yùn)動(dòng)判斷單元，用于根據(jù)先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量判斷先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；搜索區(qū)域設(shè)置單元，用于基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的指定運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元，用于在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。


通過下面結(jié)合附圖對示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它方面將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是解釋現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的示圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻編碼器的構(gòu)造的示圖；圖3是示出方向類別和方向類別的值的示圖；圖4是示出將方向類別分類的示例的示圖；圖5是示出將運(yùn)動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換為方向類別值的示例的示圖；圖6是示出全局運(yùn)動(dòng)類型的類別和值的示圖；圖7是示出通過將一幀劃分為四個(gè)部分而獲得的四個(gè)象限的示圖；圖8是示出根據(jù)12種全局運(yùn)動(dòng)類型的每個(gè)象限的代表方向的示圖；圖9是示出確定全局運(yùn)動(dòng)類型的算法的示例的示圖；圖10是示出對于八種類型的全局運(yùn)動(dòng)將搜索區(qū)域劃分為優(yōu)先區(qū)域和其它區(qū)域的方法的示圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的全局運(yùn)動(dòng)類型中各個(gè)象限具有不同代表方向的四種類型的示圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的幀分類方法的示圖；圖13是示出全局運(yùn)動(dòng)類型中各個(gè)象限具有不同代表方向的四種類型的每個(gè)部分的代表矢量的示圖；圖14是示出根據(jù)圖13中的全局運(yùn)動(dòng)類型的各個(gè)部分的搜索區(qū)域的示圖；圖15是示出通過幀的某部分的代表方向來設(shè)置剩余部分的搜索區(qū)域的示例的示圖；以及圖16是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。通過參考將參照附圖來描述的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的各方面和特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)所述方面和特點(diǎn)的方法將變得清楚。然而，本發(fā)明并不受限于以下公開的實(shí)施例，而是能夠以各種形式來實(shí)現(xiàn)。提供諸如詳細(xì)的構(gòu)造和部件的在說明書中定義的內(nèi)容以幫助本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員全面理解本發(fā)明，本發(fā)明僅限定在所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的整個(gè)描述中，相同的標(biāo)號在各個(gè)附圖中均用于相同的部件。
根據(jù)本發(fā)明，通過將全局運(yùn)動(dòng)信息應(yīng)用于全搜索方法來確定搜索區(qū)域中將優(yōu)先搜索的區(qū)域；首先搜索確定的區(qū)域，并且如果誤差小于參考值，則不執(zhí)行進(jìn)一步的搜索。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一示例性實(shí)施例的視頻編碼器100的構(gòu)造的框圖。視頻編碼器100包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元110、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元120、減法器125、變換單元130、量化單元140、熵編碼單元150、反量化單元160、反變換單元170和加法器175。
運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元110是應(yīng)用本發(fā)明的特點(diǎn)的部件，包括運(yùn)動(dòng)分類單元113，用于確定計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量屬于指定數(shù)量的方向類別(md_class)中的哪一個(gè)；全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114，用于根據(jù)確定的方向類別來判斷全局運(yùn)動(dòng)類型(gm_type)；緩沖器115，用于存儲恢復(fù)的幀F(xiàn)’和全局運(yùn)動(dòng)類型；搜索區(qū)域設(shè)置單元111，用于根據(jù)全局運(yùn)動(dòng)類型設(shè)置搜索區(qū)域；以及運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112，用于在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
運(yùn)動(dòng)分類單元113確定通過運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112獲得的運(yùn)動(dòng)矢量MV屬于指定數(shù)量的方向類別中的哪一個(gè)。在本發(fā)明示例性實(shí)施例中，如圖3所示，將方向類別分為9種方向類別。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將方向類別分為任何數(shù)量或類型。
在圖3中，類別NO_MOVE指示運(yùn)動(dòng)矢量是“0”的情況，類別RIGHT指示運(yùn)動(dòng)矢量向右的情況，類別LEFT指示運(yùn)動(dòng)矢量向左的情況。此外，類別UP指示運(yùn)動(dòng)矢量向上的情況，類別DOWN指示運(yùn)動(dòng)矢量向下的情況。類別RIGHT_UP、RIGHT_DOWN、LEFT_UP和LEFT_DOWN分別指示運(yùn)動(dòng)矢量向右上、右下、左上和左下的情況。將值0到8分別分配給所述類別以將它們分類。
由于會(huì)有并不確切符合以上方向的運(yùn)動(dòng)矢量(例如，右上方30度角的運(yùn)動(dòng)矢量)，所以有必要提供大體上的分類方法。
圖4是解釋將方向類別分類的一個(gè)示例的示圖。假設(shè)橫坐標(biāo)軸是x軸，縱坐標(biāo)軸是y軸，則由以下四條線將整個(gè)區(qū)域劃分為8個(gè)區(qū)域y＝kx、y＝x/m、y＝-kx和y＝-x/m。這里，k和m是正實(shí)數(shù)，可以取任何值，它們可以彼此相同或不同。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，k和m為2。
8個(gè)劃分的區(qū)域中的每一個(gè)與一方向類別相應(yīng)。例如，指示向上的運(yùn)動(dòng)矢量的類別UP與由y＝kx和y＝-kx定義的線劃分的區(qū)域中的上部區(qū)域相應(yīng)。
實(shí)際上，如果存在x軸分量是X_c，y軸分量是Y_c的運(yùn)動(dòng)矢量，則通過下面的表1來表示運(yùn)動(dòng)矢量的方向類別。
表1-運(yùn)動(dòng)矢量的方向類別

如圖5的示例所示，運(yùn)動(dòng)分類單元113將當(dāng)前幀中的多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量51轉(zhuǎn)換成多個(gè)運(yùn)動(dòng)類別，以將值輸出到全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114。
全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114根據(jù)從運(yùn)動(dòng)分類單元113輸出的方向類別來判斷當(dāng)前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型。在本發(fā)明的一示例性實(shí)施例中，如圖6所示，總共有13種全局運(yùn)動(dòng)類型，包括八種平移運(yùn)動(dòng)類型、兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類型、放大運(yùn)動(dòng)類型和縮小運(yùn)動(dòng)類型。
具體說來，類型NO_GLOBAL_MOTION指示沒有全局運(yùn)動(dòng)的幀。類型PAN_RIGHT、PAN_LEFT、PAN_UP和PAN_DOWN分別指示整個(gè)幀向右、向左、向上和向下運(yùn)動(dòng)。類型TILT_RIGHT_UP、TILT_RIGHT_DOWN、TILT_LEFT_UP和TILT_LEFT_DOWN分別指示圖像拍攝裝置向右上、右下、左上和左下運(yùn)動(dòng)。此外，類型ZOOM_IN和ZOOM_OUT分別指示圖像拍攝裝置被推進(jìn)和縮回。類型ROTATE_CW和ROTATE_CCW分別指示以順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)圖像拍攝裝置。用值0到14來分配全局運(yùn)動(dòng)類型。以將各個(gè)類型劃分。類型1到8是圖像拍攝裝置沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的全局運(yùn)動(dòng)類型，類型11到14是各個(gè)象限顯示不同的運(yùn)動(dòng)的全局運(yùn)動(dòng)類型?？商砑悠渌诌\(yùn)動(dòng)類型，并且可修改或刪除所提出的類型。
全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114如圖7所示將當(dāng)前幀四等分，以形成第一到第四象限，以便確定當(dāng)前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型。全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114確定每個(gè)象限的代表方向。代表方向表示方向類別的值中具有最高頻率的方向類別所指示的方向。
如果任何象限示出由圖5中的標(biāo)號51指示的運(yùn)動(dòng)方向，則由標(biāo)號52示出每個(gè)塊的方向類別的值。在這種情況下，可通過將每個(gè)塊恢復(fù)為作為運(yùn)動(dòng)塊的基本單位的4×4塊來獲得具有最高頻率的方向類別。由于在圖5中具有最高頻率的方向類別的值是1，所以將相應(yīng)象限確定為具有向右的代表方向。這僅是示例性實(shí)施例，可根據(jù)便利或目的通過其它方法來劃分和分析幀。此外，除4×4塊之外，可將其它的塊形狀設(shè)立為標(biāo)準(zhǔn)。
一幀總共有四種代表方向，全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114基于四種代表方向來判斷當(dāng)前幀所屬的全局運(yùn)動(dòng)類型。
在13種全局運(yùn)動(dòng)類型中，圖8示出12種類型，省略了NO_GLOBAL_MOTION。圖8所示的箭頭方向指示代表方向。將理解，在PAN_RIGHT到TILT_LEFT_DOWN運(yùn)動(dòng)的8種類型中，四個(gè)象限以相同方向運(yùn)動(dòng)，但是其它四種類型的各個(gè)象限以不同方向運(yùn)動(dòng)。
在圖9中表示基于各個(gè)方向在全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114中判斷全局運(yùn)動(dòng)類型的算法。在圖9中，quadrant1到quadrant4是指示第一到第四象限的代表方向的參數(shù)。在所有象限以相同方向運(yùn)動(dòng)的情況下，將該方向識別為全局運(yùn)動(dòng)(在一組確定運(yùn)動(dòng)方向的參數(shù)以及一組運(yùn)動(dòng)塊中的全局運(yùn)動(dòng)類型的參數(shù)中，將0到8定義為具有相同方向的值)。在這種情況下，如果必要的話，可調(diào)整基準(zhǔn)，例如，如果四個(gè)象限中的至少三個(gè)象限以相同方向運(yùn)動(dòng)，則通過靈活的算法來識別全局運(yùn)動(dòng)。在類型不與圖8的12種全局運(yùn)動(dòng)類型中的一個(gè)相應(yīng)的情況下，算法確定其不是全局運(yùn)動(dòng)，將全局運(yùn)動(dòng)類型設(shè)置為NO_GLOBAL_MOTION。
將由全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114判斷的當(dāng)前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型存儲在緩沖器115中，當(dāng)在下一幀中搜索運(yùn)動(dòng)矢量時(shí)，使用該全局運(yùn)動(dòng)類型。
然后，如果將下一幀F(xiàn)輸入運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112，則運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112從搜索區(qū)域設(shè)置單元111接收搜索區(qū)域。
搜索區(qū)域設(shè)置單元111基于存儲在緩沖器115中的全局運(yùn)動(dòng)類型來設(shè)置當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊的搜索區(qū)域。在這種情況下，如果全局運(yùn)動(dòng)類型小于8，則整個(gè)幀以相同方向運(yùn)動(dòng)。因此，將該相同的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)用于所有運(yùn)動(dòng)塊，以指定優(yōu)先搜索區(qū)域。如果全局運(yùn)動(dòng)類型大于10，則運(yùn)動(dòng)方向根據(jù)運(yùn)動(dòng)塊的位置而變化。在這種情況下，考慮到所述幀中當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊的位置，搜索與當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊的位置相應(yīng)的區(qū)域，然后，在所述區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)方向。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向來指定優(yōu)先搜索區(qū)域。如果為運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置了搜索區(qū)域，則向運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112提供該設(shè)置的搜索區(qū)域。
通常，根據(jù)參考幀存在于當(dāng)前幀之前還是當(dāng)前幀之后，視頻序列的運(yùn)動(dòng)對象的方向和運(yùn)動(dòng)矢量的方向會(huì)彼此相同或相對。如果將存在于當(dāng)前幀之后的幀設(shè)置為參考幀，則運(yùn)動(dòng)矢量和對象的實(shí)際運(yùn)動(dòng)會(huì)是基本上彼此類似的。然而，如果將存在于當(dāng)前幀之前的幀作為參考幀，則運(yùn)動(dòng)矢量和對象的實(shí)際運(yùn)動(dòng)會(huì)是彼此相對的。在本發(fā)明中指示的所有矢量的方向?qū)⑦\(yùn)動(dòng)矢量設(shè)置為參考，而不考慮實(shí)際運(yùn)動(dòng)。事實(shí)上，對象的運(yùn)動(dòng)方向和由本發(fā)明定義的全局運(yùn)動(dòng)類型的方向可能會(huì)彼此相對。如果基于相同的參考幀來執(zhí)行一幀中的運(yùn)動(dòng)搜索，則不會(huì)出現(xiàn)問題。然而，如果一幀中的任一宏塊將先前幀設(shè)置為參考幀，而另一宏塊將下一幀設(shè)置為參考幀，則兩個(gè)宏塊之一將被認(rèn)為具有與由本發(fā)發(fā)明的全局運(yùn)動(dòng)類型定義的代表方向相對的代表方向。
搜索區(qū)域設(shè)置單元111如現(xiàn)有技術(shù)那樣選擇矩形搜索區(qū)域，以像素為單位來表示該區(qū)域的寬和長。缺省值可用作搜索區(qū)域，或者可將用戶輸入的值用作搜索區(qū)域。
搜索區(qū)域設(shè)置單元111根據(jù)存儲在緩沖器115中的先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型將搜索區(qū)域劃分為具有高優(yōu)先級的優(yōu)先區(qū)域和具有低優(yōu)先級的其它區(qū)域。這是因?yàn)楫?dāng)前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型很可能與先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型相同。
圖10示出對于圖8所示的12種類型中的8種單向類型將搜索區(qū)域劃分為優(yōu)先區(qū)域和其它區(qū)域的方法。由于在所述8種類型中，可認(rèn)為幀內(nèi)的所有圖像以相同方向運(yùn)動(dòng)，所以幀中的搜索區(qū)域具有相同的全局運(yùn)動(dòng)類型，而不考慮搜索區(qū)域的位置。在圖10中，方形指示搜索區(qū)域，陰影部分指示優(yōu)先區(qū)域。
更具體地說，在全局運(yùn)動(dòng)類型是PAN_RIGHT的情況下，全局運(yùn)動(dòng)是向右。很可能在運(yùn)動(dòng)搜索塊的右邊區(qū)域找到誤差最小的點(diǎn)。因此，將搜索原點(diǎn)的右邊區(qū)域指定為具有優(yōu)先級的區(qū)域，即，優(yōu)先區(qū)域。此外，在全局運(yùn)動(dòng)類型是TILT_RIGHT_UP的情況下，由于全局運(yùn)動(dòng)為右上，所以將搜索區(qū)域的右上區(qū)域指定為優(yōu)先區(qū)域。也以相似的方式來指定剩余全局運(yùn)動(dòng)類型的優(yōu)先區(qū)域。
如圖10所示，優(yōu)先區(qū)域大約是搜索區(qū)域的1/2。在這種情況下，優(yōu)選的是，優(yōu)先區(qū)域至少包含一搜索原點(diǎn)。如圖10的虛線所示，可按照下面的方式來指定優(yōu)先區(qū)域優(yōu)先區(qū)域稍微超過搜索區(qū)域的1/2。這是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)矢量很可能在搜索原點(diǎn)周圍。
如圖11所示，由于具有全局運(yùn)動(dòng)類型中的類型ZOOM_IN、ZOOM_OUT、ROTATE_CW或ROTATE_CCW的幀在每個(gè)象限具有不同的代表方向，所以有必要找到搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊所屬的象限。
例如，在當(dāng)前幀20的全局運(yùn)動(dòng)類型是ROTATE_CW的情況下，即，如果搜索區(qū)域(由黑色矩形指示)或運(yùn)動(dòng)塊屬于第一象限，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的右上部分。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第二象限，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的右下部分。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第三象限，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的左上部分。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第四象限，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的左下部分。
此外，在具有類型ZOOM_IN、ZOOM_OUT、或RAOTATE_CCW的幀的情況下，在每個(gè)象限中，將優(yōu)先區(qū)域指定為不同形狀，如圖11所示。
在本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例中，可考慮不將當(dāng)前幀劃分為如圖11所示的四個(gè)象限，而是更細(xì)地劃分。參照圖12，可將當(dāng)前幀30細(xì)分為總共12部分。即，可將當(dāng)前幀30細(xì)分為四個(gè)角落部分31、32、33和34，四個(gè)邊界部分51、52、53和54，以及四個(gè)中心部分41、42、43和44。然而，當(dāng)前幀的細(xì)分用于根據(jù)先前確定的全局運(yùn)動(dòng)類型來確定優(yōu)先區(qū)域。在確定當(dāng)前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型期間，如圖8所示將當(dāng)前幀劃分為四個(gè)象限是足夠的。
如果確定了全局運(yùn)動(dòng)類型，則可根據(jù)有關(guān)全局運(yùn)動(dòng)類型得知12個(gè)部分中的每一個(gè)的代表方向，并且可根據(jù)代表方向確定搜索區(qū)域的優(yōu)先區(qū)域。
在全局運(yùn)動(dòng)類型中不管幀的區(qū)域而具有固定代表方向的8種類型的情況下，上述的細(xì)分是不必要的。然而，由于具有類型ZOOM_IN、ZOOM_OUT、ROTATE_CW或ROTATE_CCW的幀在每個(gè)象限具有不同的代表方向，所以有必要確定搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊所屬的象限。
圖13是示出關(guān)于ZOOM_IN、ZOOM_OUT、ROTATE_CW和ROTATE_CCW四種類型，每個(gè)部分的代表矢量的示圖。將通過圖13理解到，四個(gè)角落部分和四個(gè)中心部分對于每個(gè)相應(yīng)的部分具有相同的代表矢量。
圖14示出對于每個(gè)部分可不同地指示搜索區(qū)域。四個(gè)中心部分與四個(gè)相應(yīng)的角落部分具有相同的優(yōu)先區(qū)域。
例如，在當(dāng)前幀40的全局運(yùn)動(dòng)類型是ZOOM_OUT的情況下，即，如果搜索區(qū)域(由黑色矩形指示)或運(yùn)動(dòng)塊屬于第一角落部分(當(dāng)前幀的左上角部分)，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的右下部分。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第二角落部分(當(dāng)前幀的右上角部分)，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的左下部分。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第三角落部分(當(dāng)前幀的左下角部分)，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的右上部分。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第四角落部分(當(dāng)前幀的右下角部分)，則將優(yōu)先區(qū)域指定為搜索區(qū)域的左上部分。
此外，如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第一角落部分和第二角落部分之間的邊界部分，則將優(yōu)先區(qū)域指定為下部。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第二角落部分和第四角落部分之間的邊界部分，則將優(yōu)先區(qū)域指定為左部。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第三角落部分和第四角落部分之間的邊界部分，則將優(yōu)先區(qū)域指定為上部。如果搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于第一角落部分和第三角落部分之間的邊界部分，則將優(yōu)先區(qū)域指定為右部。
如果剩余搜索區(qū)域或運(yùn)動(dòng)塊屬于中心部分，則優(yōu)先區(qū)域與相應(yīng)角落部分的情況相同。
在先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型是NO_GLOBAL_MOTION或當(dāng)前幀是原始幀的情況下，由于沒有預(yù)測搜索區(qū)域的優(yōu)先區(qū)域的基礎(chǔ)，所以搜索區(qū)域設(shè)置單元111允許運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112如現(xiàn)有技術(shù)的方法那樣對于全部搜索區(qū)域搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
然而，在不存在從先前幀預(yù)測的全局運(yùn)動(dòng)的情況下，可將本發(fā)明應(yīng)用于當(dāng)前幀的一部分。參照圖15，在對于當(dāng)前幀50的上半部56完成搜索運(yùn)動(dòng)矢量之后，可根據(jù)上半部56的代表方向來設(shè)置屬于下半部57的運(yùn)動(dòng)塊58的搜索區(qū)域。
由于上半部56包括兩個(gè)象限(第一和第二象限)，所以上半部56具有兩個(gè)代表方向。因此，不設(shè)置根據(jù)四個(gè)代表方向確定的全局運(yùn)動(dòng)類型，但是如果兩個(gè)代表方向一致，則將假設(shè)在作為代表方向的相同方向上發(fā)生平移。
在兩個(gè)象限中代表方向一致的情況下，搜索區(qū)域設(shè)置單元111可通過與圖10所述的方法相同的方法來設(shè)置屬于下半部57的運(yùn)動(dòng)塊58的搜索區(qū)域和優(yōu)先區(qū)域。
圖15僅示出一示例性實(shí)施例，可采用使用具有指定象限的代表方向來設(shè)置屬于剩余象限的運(yùn)動(dòng)塊的搜索區(qū)域的其它方法。例如，可根據(jù)第一象限的代表方向來設(shè)置屬于剩余象限的運(yùn)動(dòng)塊的搜索區(qū)域，并且可根據(jù)第一和第三象限的代表方向來設(shè)置屬于第二和第四象限的運(yùn)動(dòng)塊的搜索區(qū)域。
搜索區(qū)域設(shè)置單元111將關(guān)于通過所述算法確定的搜索區(qū)域和優(yōu)先區(qū)域的信息輸出到運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112。可對每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊輸出所述信息。
參照圖2，運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112在由搜索區(qū)域設(shè)置單元111設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。如果在提供的搜索區(qū)域中沒有指定附加的優(yōu)先區(qū)域，則運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112在矩形搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。根據(jù)搜索運(yùn)動(dòng)矢量的方法，如上所述，運(yùn)動(dòng)塊在參考幀的搜索區(qū)域之內(nèi)運(yùn)動(dòng)以獲得由此運(yùn)動(dòng)塊和相應(yīng)參考幀的圖像之間的SAD最小的運(yùn)動(dòng)矢量。可由平均絕對差值(MAD)或任何指示兩個(gè)圖像之間的差值的值來代替SAD。
如果將由搜索區(qū)域設(shè)置單元111提供的搜索區(qū)域指定為附加優(yōu)先區(qū)域，則運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112優(yōu)先在優(yōu)先區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。結(jié)果，如果在優(yōu)先區(qū)域之內(nèi)找到任何小于指定臨界值的SAD，則選擇所述矢量來作為運(yùn)動(dòng)矢量MV。如果在優(yōu)先區(qū)域之內(nèi)沒有找到小于指定臨界值的SAD，則在搜索區(qū)域之內(nèi)的其它區(qū)域搜索運(yùn)動(dòng)矢量，直到找到小于臨界值的SAD。如果在其它區(qū)域內(nèi)找到小于指定臨界值的SAD，則SAD最小的點(diǎn)處的矢量被選擇為運(yùn)動(dòng)矢量MV。
運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112將運(yùn)動(dòng)矢量(如上所獲)提供給運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元120和運(yùn)動(dòng)分類單元113。
運(yùn)動(dòng)分類單元113確定提供的運(yùn)動(dòng)矢量屬于指定數(shù)量的方向類別(md_class)中的哪個(gè)方向類別。全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114根據(jù)所述方向類別來判斷全局運(yùn)動(dòng)類型(gm_type)，并將判斷的結(jié)果存儲在緩沖器115中。并且，存儲在緩沖器115中的全局運(yùn)動(dòng)類型用于估計(jì)將被編碼的幀的運(yùn)動(dòng)。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元120使用由運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元110提供的運(yùn)動(dòng)矢量MV來對參考幀F(xiàn)r′執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，以獲得預(yù)測幀P。如果存在多個(gè)參考幀F(xiàn)r′，則運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元對所述多個(gè)參考幀執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?？蓪⒖紟拿總€(gè)加權(quán)和用作預(yù)測幀P。
在參考幀符號Fr′中，r指示參考幀，主要符號指示恢復(fù)的幀(即，編碼之后解碼的幀)。將恢復(fù)的幀用作參考幀的方法被稱為“閉環(huán)編碼”，而使用原始幀的方法被稱為“開環(huán)編碼”。在本發(fā)明示例性實(shí)施例中，將閉環(huán)方法作為示例，但是應(yīng)清楚本發(fā)明也可應(yīng)用于開環(huán)編碼。
減法器125從當(dāng)前幀F(xiàn)減去預(yù)測幀P，以獲得殘余信號R，并將獲得的殘余信號R提供給變換單元130。
變換單元130執(zhí)行殘余信號R的空間變換以產(chǎn)生變換系數(shù)RT?？蓪㈦x散余弦變換(DCT)或者小波變換用作空間變換方法。在使用DCT的情況下，變換系數(shù)將是DCT系數(shù)，在使用小波變換的情況下，變換系數(shù)將是小波系數(shù)。
量化單元140對變換系數(shù)進(jìn)行量化。量化是由離散值來近似表示為實(shí)值的變換系數(shù)的處理。例如，量化單元140通過以下操作來執(zhí)行量化將實(shí)值的變換系數(shù)劃分為指定的量化步長，將劃分的結(jié)果四舍五入成整數(shù)值?？赏ㄟ^接收反饋來可變地確定量化步長，視頻壓縮率根據(jù)比特流的大小而變化。
將來自量化單元140的量化結(jié)果，即，量化系數(shù)RQ提供給熵編碼單元150和反量化單元160。
反量化單元160對量化的系數(shù)進(jìn)行反量化。反量化處理是使用與在量化處理中所使用的量化步長相同的量化步長來恢復(fù)與在量化處理中產(chǎn)生的指數(shù)匹配的值的處理。
反變換單元170接收反量化結(jié)果，并執(zhí)行反量化結(jié)果的反變換。反變換是與變換處理相反的處理?？蓪⒎碊CT或反小波變換用作反變換方法。
加法器175將反變換的結(jié)果與從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元120輸出的預(yù)測幀P相加以產(chǎn)生恢復(fù)的當(dāng)前幀F(xiàn)’。
緩沖器115存儲從加法器175提供的結(jié)果。因此，緩沖器115可存儲先前恢復(fù)的參考幀F(xiàn)r′，以及恢復(fù)的當(dāng)前幀F(xiàn)’。
熵編碼單元150對由運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元110進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量MV和從量化單元140提供的壓縮結(jié)構(gòu)RQ進(jìn)行無損編碼，以產(chǎn)生比特流?？蓪⒒舴蚵幋a、算術(shù)編碼、可變長度編碼或其它方法用作無損編碼方法。
可通過以下部件來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行組成圖2的視頻編碼器100的部件設(shè)計(jì)以執(zhí)行這里所述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、分立的門或晶體管邏輯裝置、分立的硬件部件以及它們的組合?；蛘?，可通過通用處理器(傳統(tǒng)處理器)、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行組成圖2的視頻編碼器100的部件。此外，可通過計(jì)算裝置的組合來實(shí)現(xiàn)處理器，例如，通過DSP和微處理器的組合、若干微處理器、至少一個(gè)與DSP核關(guān)聯(lián)的微處理器或其它結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)處理器。
圖16是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的流程圖。
所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法包括根據(jù)包含在先前幀中的運(yùn)動(dòng)矢量來確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型(S10)，基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包含在當(dāng)前幀中的指定運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域(S20)，以及在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量(S30)。
具體說來，運(yùn)動(dòng)分類單元113確定先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量所屬的方向類別(S11)。方向類別包括將360度劃分為8個(gè)部分的8種方向。通過以下四條線來劃分8個(gè)部分y＝kx、y＝-kx、y＝x/m和y＝-x/m。這里，k和m是正實(shí)數(shù)，可以取任何值，即，它們可以相同或不同。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，k和m為2。
然后，全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114確定代表方向類別中屬于指定區(qū)域的方向類別的代表方向(S12)。所述指定區(qū)域表示通過將先前幀劃分成4個(gè)部分所獲得的區(qū)域中的任一個(gè)。
代表方向表示屬于指定區(qū)域的方向類別中具有最高頻率的方向類別的方向，或者通過運(yùn)動(dòng)塊的區(qū)域加權(quán)的具有最高頻率的方向類別的方向。
全局運(yùn)動(dòng)判斷單元114根據(jù)代表方向來判斷全局運(yùn)動(dòng)類型(S13)。全局運(yùn)動(dòng)類型可包括八種平移運(yùn)動(dòng)類型、兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類型、放大運(yùn)動(dòng)類型和縮小運(yùn)動(dòng)類型。
在操作S21，確定先前幀中是否存在全局運(yùn)動(dòng)。在先前幀中存在全局運(yùn)動(dòng)的情況下(全局運(yùn)動(dòng)類型不是NO_GLOBAL_MOTION)，搜索區(qū)域設(shè)置單元111首先通過用戶輸入來設(shè)置搜索區(qū)域，或者將搜索區(qū)域設(shè)置為缺省值(S22)。
然后，基于全局運(yùn)動(dòng)類型在搜索區(qū)域中設(shè)置優(yōu)先搜索運(yùn)動(dòng)矢量的優(yōu)先區(qū)域(S23)。
在先前幀中不存在全局運(yùn)動(dòng)的情況下，搜索區(qū)域設(shè)置單元111從通過對當(dāng)前幀的部分(例如，第一和第二象限)的全搜索獲得的運(yùn)動(dòng)矢量來確定區(qū)域的代表方向(S24)。因此，對于當(dāng)前幀中的其它區(qū)域，根據(jù)該代表方向來確定優(yōu)先區(qū)域(S25)。
考慮到全局運(yùn)動(dòng)類型，優(yōu)先區(qū)域是搜索區(qū)域中誤差(SAD或MAD)很可能最小的一半，并且還可包括搜索原點(diǎn)。
在操作S31，確定當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊中是否存在優(yōu)先區(qū)域。在當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊中存在優(yōu)先區(qū)域的情況下，運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112在優(yōu)先區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量(S32)。如果沒有找到運(yùn)動(dòng)矢量，則運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112在其它區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量(S33)。根據(jù)在運(yùn)動(dòng)塊和與該運(yùn)動(dòng)塊相應(yīng)的參考圖像之間計(jì)算的誤差是否小于指定的臨界值來確定是否找到運(yùn)動(dòng)矢量。
如果在當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊中不存在優(yōu)先區(qū)域(在操作S31的“否”)，則運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元112搜索整個(gè)搜索區(qū)域以找到運(yùn)動(dòng)矢量(S34)。
如上所述，與現(xiàn)有技術(shù)的全搜索中搜索區(qū)域的100％相比，本發(fā)明的示例性實(shí)施例優(yōu)先搜索區(qū)域的50％以找到運(yùn)動(dòng)矢量，由此大大提高了視頻編碼器的編碼速度。
盡管為了示例性目的描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解在不脫離由權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、添加和替換是可行的。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，包括基于先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的指定運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及在所述搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型的步驟包括確定先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量所屬的方向類別；確定代表方向類別中屬于指定區(qū)域的方向類別的代表方向；以及基于所述代表方向確定所述全局運(yùn)動(dòng)類型。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述方向類別是通過將360度劃分為8個(gè)部分而形成的8種方向類別之一。
4.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述指定區(qū)域是通過將先前幀劃分為4個(gè)部分所獲得的區(qū)域中的至少一個(gè)。
5.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述代表方向是屬于指定區(qū)域的方向類別中具有最高頻率的方向類別的方向。
6.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述代表方向是屬于指定區(qū)域的方向類別中通過運(yùn)動(dòng)塊的區(qū)域加權(quán)的具有最高頻率的方向類別的方向。
7.如權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，通過y＝kx、y＝-kx、y＝x/m和y＝-x/m四條線來產(chǎn)生8個(gè)部分，其中，k和m是正實(shí)數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，k和m等于2。
9.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述全局運(yùn)動(dòng)類型是以下運(yùn)動(dòng)類型中的一個(gè)八種平移運(yùn)動(dòng)類型、兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類型、放大運(yùn)動(dòng)類型和縮小運(yùn)動(dòng)類型。
10.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述運(yùn)動(dòng)塊具有以下大小16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8或4×4。
11.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，為運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域的步驟包括設(shè)置搜索區(qū)域；以及基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型在搜索區(qū)域中設(shè)置優(yōu)先搜索運(yùn)動(dòng)矢量的優(yōu)先區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，優(yōu)先區(qū)域這一半很可能使誤差最小。
13.如權(quán)利要求12所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，優(yōu)先區(qū)域包括搜索原點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求12所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，誤差是在所述運(yùn)動(dòng)塊和與所述運(yùn)動(dòng)塊相應(yīng)的參考幀的圖像之間計(jì)算的絕對差值和或平均絕對差值。
15.如權(quán)利要求11所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，如果不存在全局運(yùn)動(dòng)類型，則為運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域的步驟還包括確定先前在當(dāng)前幀的部分中搜索的運(yùn)動(dòng)矢量的代表方向；以及根據(jù)所述代表方向在搜索區(qū)域中確定優(yōu)先區(qū)域。
16.如權(quán)利要求15所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，所述當(dāng)前幀的部分是第一象限和第二象限。
17.如權(quán)利要求11所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，在搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量的步驟包括在優(yōu)先區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量；以及如果在優(yōu)先區(qū)域中沒有找到運(yùn)動(dòng)矢量，則在另一區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
18.如權(quán)利要求17所述的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，其中，根據(jù)在所述運(yùn)動(dòng)塊和與所述運(yùn)動(dòng)塊相應(yīng)的參考圖像的圖像之間計(jì)算的誤差是否小于臨界值來確定是否搜索到運(yùn)動(dòng)矢量。
19.一種視頻編碼方法，包括基于參考幀獲得當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)矢量；使用所述運(yùn)動(dòng)矢量對參考幀執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并產(chǎn)生預(yù)測幀；以及對當(dāng)前幀和預(yù)測幀之間的差值進(jìn)行編碼，其中，獲得運(yùn)動(dòng)矢量的步驟包括基于先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
20.如權(quán)利要求19所述的視頻編碼方法，其中，對當(dāng)前幀和預(yù)測幀之間的差值進(jìn)行編碼的步驟包括對差值進(jìn)行空間變換以產(chǎn)生變換系數(shù)；根據(jù)量化步長來量化變換系數(shù)以產(chǎn)生量化系數(shù)；以及對量化系數(shù)執(zhí)行無損編碼。
21.如權(quán)利要求19所述的視頻編碼方法，其中，確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型的步驟包括確定先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量所屬的方向類別；確定代表方向類別中屬于指定區(qū)域的方向類別的代表方向；以及基于所述代表方向確定所述全局運(yùn)動(dòng)類型。
22.如權(quán)利要求19所述的視頻編碼方法，其中，所述全局運(yùn)動(dòng)類型是以下運(yùn)動(dòng)類型中的一個(gè)八種平移運(yùn)動(dòng)類型、兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類型、放大運(yùn)動(dòng)類型和縮小運(yùn)動(dòng)類型。
23.如權(quán)利要求19所述的視頻編碼方法，其中，所述運(yùn)動(dòng)塊具有以下大小16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8或4×4。
24.如權(quán)利要求19所述的視頻編碼方法，其中，為包括在當(dāng)前幀中的運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域的步驟包括設(shè)置搜索區(qū)域；以及基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型在搜索區(qū)域中設(shè)置優(yōu)先搜索運(yùn)動(dòng)矢量的優(yōu)先區(qū)域。
25.如權(quán)利要求24所述的視頻編碼方法，其中，在設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量的步驟包括在搜索區(qū)域中的優(yōu)先區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量；以及如果在優(yōu)先區(qū)域中沒有找到運(yùn)動(dòng)矢量，則在另一區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
26.一種視頻編碼器，包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元，用于根據(jù)參考幀獲得當(dāng)前幀的運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元，用于使用通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)獲得的運(yùn)動(dòng)矢量來對參考幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并產(chǎn)生預(yù)測幀；以及編碼單元，用于對當(dāng)前幀和預(yù)測幀之間的差值進(jìn)行編碼，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元包括全局運(yùn)動(dòng)判斷單元，用于基于先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；搜索區(qū)域設(shè)置單元，用于基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型設(shè)置包括在當(dāng)前幀中的運(yùn)動(dòng)塊的搜索區(qū)域；以及運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元，用于在所述搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
27.如權(quán)利要求26所述的視頻編碼器，其中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元還包括運(yùn)動(dòng)分類單元，用于確定先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量所屬的方向類別；以及全局運(yùn)動(dòng)判斷單元，確定代表方向類別中屬于指定區(qū)域的方向類別的代表方向，并基于所述代表方向確定全局運(yùn)動(dòng)類型。
28.如權(quán)利要求26所述的視頻編碼器，其中，所述全局運(yùn)動(dòng)類型是以下運(yùn)動(dòng)類型中的一個(gè)八種平移運(yùn)動(dòng)類型、兩種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類型、放大運(yùn)動(dòng)類型和縮小運(yùn)動(dòng)類型。
29.如權(quán)利要求26所述的視頻編碼器，其中，運(yùn)動(dòng)塊具有以下大小16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8或4×4。
30.如權(quán)利要求26所述的視頻編碼器，其中，搜索區(qū)域設(shè)置單元設(shè)置搜索區(qū)域，并基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型在搜索區(qū)域中設(shè)置優(yōu)先搜索運(yùn)動(dòng)矢量的優(yōu)先區(qū)域。
31.如權(quán)利要求30所述的視頻編碼器，其中，運(yùn)動(dòng)矢量搜索單元在搜索區(qū)域中的優(yōu)先區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量，并且如果在優(yōu)先區(qū)域中沒有找到運(yùn)動(dòng)矢量，則在另一區(qū)域中搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
32.如權(quán)利要求26所述的視頻編碼器，其中，編碼單元包括變換單元，用于對所述差值執(zhí)行空間變換并產(chǎn)生變換系數(shù)；量化單元，用于根據(jù)指定的量化步長來量化變換系數(shù)，并產(chǎn)生量化系數(shù)；以及熵編碼單元，用于對量化系數(shù)執(zhí)行無損編碼。
33.一種記錄用于執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法的計(jì)算機(jī)可讀程序的記錄介質(zhì)，所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法包括基于先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及在所述搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
全文摘要
提供一種用于提高視頻壓縮速度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，以及一種使用該方法的視頻編碼器。所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法包括根據(jù)先前幀的運(yùn)動(dòng)矢量確定先前幀的全局運(yùn)動(dòng)類型；基于所述全局運(yùn)動(dòng)類型為包括在當(dāng)前幀中的指定運(yùn)動(dòng)塊設(shè)置搜索區(qū)域；以及在所述設(shè)置的搜索區(qū)域之內(nèi)搜索運(yùn)動(dòng)矢量。
文檔編號H04N7/26GK1925617SQ20061012655
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者金珍英, 宋孝晶, 樸峻成 申請人:三星電子株式會(huì)社