[发明专利]一种计算宏块运动向量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种计算宏块运动向量的方法及装置。

背景技术

目前，视频技术应用广泛，如网络学校、远程医疗、网络会议、视频监控等应用中均使用到视频技术，如果动态图像数据未经压缩就使用的话，数据量非常大，容易造成通信线路故障及数据存储容量紧张，所以，大部分需要使用视频压缩技术对视频图像进行压缩后再进行后续的存储、传输等处理，这样，既节省了存储空间，又提高了通信线路的传输效率，减少远程传输占用的带宽资源。

视频图像压缩包括帧内压缩编码和帧间压缩编码，帧内压缩编码是指在同一数据帧内部进行压缩编码的方式，帧间压缩编码是指以参考数据帧为依据对当前数据帧进行压缩编码的方式。所述数据帧是指对一副完整的图像进行逐行或隔行扫描所获得数据。

参阅图1所示，在现有的视频图像压缩方法中，进行帧间压缩编码的详细流程如下：

步骤101：将当前数据帧划分为若干宏块，并确定在参考数据帧中进行搜索的搜索范围，宏块为数据帧中M×N像素大小的矩形区域。

步骤102：按照所述搜索范围在参考数据帧中确定当前所处理的宏块对应的搜索区域。

步骤103：在上述搜索区域内搜索最佳匹配位置，计算出当前所处理的宏块的运动向量以及残差，该运动向量为当前处理的宏块与最佳匹配位置所在的宏块之间的偏移量，参阅图2所示，上述残差为将最佳匹配位置所在的宏块与当前处理的宏块相减得到。

步骤104：对残差进行整数变换、量化、扫描处理后，最后再进行编码(熵编码)得到表示残差的码字。

步骤105：计算当前处理的宏块的预测运动向量，将预测的运动向量与上述匹配计算出的运动向量相减后，得到预测误差，对预测误差进行编码(熵编码)，得到表示运动向量预测误差的码字。

步骤106：将表示运动向量预测误差的码字及表示残差的码字，按照视频压缩的语法语义结构进行整合，得到压缩码流。

可见，现有的视频编码方法中，在计算宏块的运动向量时，搜索范围是固定的，那么，由搜索范围确定的搜索区域也是固定的，为了保证运动估计的精确度，搜索范围不能选取的太小，而选取的搜索范围越大，在运动搜索时的计算量也就越大。据估算，运动搜索的计算量约占视频编码计算量的50％-80％。

在视频应用场景中，经常会遇到视频图像的背景保持静止，只有前景的一部分区域是处于运动状态的情况，虽然背景区域是始终保持静止的，但是由于各种噪声的干扰，在计算宏块的运动向量时，属于背景区域的宏块在参考数据帧中搜索得到的最佳匹配位置，已经不能反映真实场景的运动情况，仍然得到了非零的运动向量，在编码时仍占有码字，从而增加视频编码文件的大小，增加视频传输的码率。

综上所述，需要寻求一种计算宏块运动向量的方法，能够在编码后，减少不必要的码字长度，提高视频传输的码率，同时，减少视频压缩编码的计算量。

发明内容

本发明提供了一种计算宏块运动向量的方法及装置，能够在根据该方法获取的宏块的运动向量进行编码时，减少不必要的码字长度，提高视频传输的码率，并且能够减少计算宏块运动向量所带来的计算量，达到减少视频压缩编码的计算量的目的。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种计算宏块运动向量的方法，包括：

在当前数据帧中获取待处理的宏块，并确定该宏块在当前数据帧表征的图像中所属的子区域，所述当前数据帧表征的图像被划分为至少两个子区域；

根据针对每一个子区域设定的搜索范围，确定对应所述宏块所属子区域对应的搜索范围；

按照确定出的搜索范围在参考数据帧所表征的图像中确定所述宏块对应的搜索区域，以及在所述搜索区域内搜索与所述宏块对应的最佳匹配位置，计算出所述宏块的运动向量。

一种计算宏块运动向量的装置，包括：

第一处理单元，用于在当前数据帧中获取待处理的宏块，并确定该宏块在当前数据帧表征的图像中所属的子区域，所述当前数据帧表征的图像被划分为至少两个子区域；

第二处理单元，用于根据针对每一个子区域设定的搜索范围，确定对应所述子区域对应的搜索范围；

第三处理单元，用于按照确定出的搜索范围在参考数据帧所表征的图像中确定所述宏块对应的搜索区域，以及在所述搜索区域内搜索与所述宏块对应的最佳匹配位置，计算出所述宏块的运动向量。