[发明专利]一种适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构

权利要求书

1.一种适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于分为6级流水线结构，其中：

第一级流水线，负责计算每一个2×2块的SAD；

第二级流水线，负责计算每一个4×4块的SAD；

第三级流水线，负责计算每一个8×8、8×4、4×8块的SAD；

第四级流水线，负责计算16×16、16×8、8×16块的SAD，每一种划分模式的运动向量代价也在此级流水线中得到；

第五级流水线，负责计算所有41种分块模式的代价；

第六级流水线，负责从41种分块模式之中选择代价值最小的那一种模式作为最佳模式；

其中，SAD表示式如下：

                                                (1)

SAD_min = min(SAD(m,n)), -p≤m,n<p                                              (2)

C(I,j)代表当前帧像素，R（i+m,j+n）代表参考帧像素，N代表块大小，（m,n）代表参考帧中的搜索位置，p代表搜索范围。

2.根据权利要求1所述的适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于第一级流水线计算每一个2×2块的SAD的步骤为：将当前待编码宏块和参考宏块横行和纵向都8等分，这样一个16×16的宏块分成64个2×2的小块；将待编码宏块中每一个2×2小块中的像素与参考宏块中相应2×2小块中相应位置的像素相减求差后再取绝对值，每个2×2小块得到4个绝对值，将这4个绝对值加起来求和即可得到2×2块的SAD；对所有2×2小块都进行相关的计算，即得到64个2×2小块的SAD。

3.根据权利要求2所述的适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于第二级流水线计算每一个4×4块的SAD的步骤为：将第一级流水线中得到的64个SAD值横行和纵向都4等分，然后将每个4×4块内对应的4个2×2块的SAD值求和，这样即得到16个4×4块的SAD。

4.根据权利要求3所述的适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于第三级流水线计算每一个8×8、8×4、4×8块的SAD的步骤为：将第二级流水线中的16个SAD值横行和纵向都2等分，然后将每个8×8块内对应的4个4×4块的SAD值求和，这样即得到4个8×8块的SAD；将第二级流水线中的16个SAD值横行2等分、纵向4等分，然后将每个8×4块内对应的2个4×4块的SAD值求和，这样即得到8个8×4块的SAD；将第二级流水线中的16个SAD值横行4等分、纵向都2等分，然后将每个4×8块内对应的2个4×4块的SAD值求和，这样即得到8个8×4块的SAD。

5.根据权利要求3所述的适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于第四级流水线计算16×16、16×8、8×16块的SAD的步骤为：将第三级流水线中的4个8×8块的SAD相加求和，即得到16×16块的SAD值；将第二级流水线中的4个SAD值横行不变、纵向2等分，然后将每个16×8块内对应的2个4×4块的SAD值求和，这样即得到8个8×4块的SAD；将第二级流水线中的16个SAD值横行4等分、纵向都2等分，然后将每个4×8块内对应的2个4×4块的SAD值求和，这样即得到8个8×4块的SAD。

6.根据权利要求4所述的适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于第五级流水线计算所有41种分块模式的代价的步骤为：根据前几级流水线中已经得到的每一种分区块的SAD，本级流水线根据划分模式和与之对应分区块的SAD值，得出当前搜索位置对应的所有41种模式的编码代价。

7.根据权利要求5所述的适用于整数运动估计的深度流水线硬件架构，其特征在于第六级流水线（MC），如果只使用一个SAD计算单元，那么第五级流水线的输出直接作为本级输出，不需要额外的操作；当整个架构中采用N个SAD计算单元，N>1，本级流水线负责从N个输出结果中选择出编码代价最小的分块模式，将之作为最佳模式。