[发明专利]一种基于分层运动估计的搜索方法及其实现系统

权利要求书

1.一种基于分层运动估计的搜索方法，其特征在于：将当前帧和参考帧按照比例进行一次降采样，降采样层进行运动估计时，设置候选运动向量的步长为降采样后的2个整像素单位向量。

2.根据权利要求1所述的基于分层运动估计的搜索方法，其特征在于：所述降采样得到4路降采样图像，多PE阵列在每一路降采样图像中进行4路并行搜索，同时另3路降采样图像并行搜索。

3.根据权利要求1或2所述的基于分层运动估计的搜索方法，其特征在于：所述方法中片上亮度像素缓存采用分类像素存储来实现降采样的搜索，即按降采样得到4种像素类型交错存储，同时分奇偶行与奇偶宏块列分开存储，共16种像素类型交错存储。

4.根据权利要求3所述的基于分层运动估计的搜索方法，其特征在于：所述PE阵列从亮度像素缓存读取数据复用，一次读取两种像素类型的16字节宽数据用于4路PE阵列的数据更新。

5.根据权利要求4所述的基于分层运动估计的搜索方法，其特征在于：所述PE阵列的当前亮度像素寄存器的数据更新操作通过对不同的当前像素寄存器采用移位实现快速更新。

6.根据权利要求1或2所述的基于分层运动估计的搜索方法，其特征在于：所述方法采用基于率失真优化的支持可变大小块运动估计，块匹配代价函数取当前块与参考块的SAD值与运动矢量的编码比特消耗的加权和。

7.一种如权利要求1-6所述基于分层运动估计的搜索方法的实现系统，其特征在于包括：

亮度参考像素缓存模块：采用了Zigzag扫描顺序编码以及片上数据交错存储的缓存方式即按降采样得到4种像素类型交错存储，同时分奇偶行与奇偶宏块列分开存储，共16种像素类型交错存储；

分层复用的PE阵列模块：降采样得到4路降采样图像，多PE阵列在每一路降采样图像中进行4路并行搜索，同时另3路降采样图像并行搜索；所述PE阵列能在每一个时钟从亮度参考像素缓存模块得到有效的数据并进行SAD值计算；

PE阵列寄存器数据更新操作控制模块：用于控制PE阵列从亮度参考像素缓存模块读取参考像素到寄存器，一次读取两种像素类型的16字节宽数据用于4路PE阵列的数据更新，PE阵列的当前亮度像素寄存器的数据更新操作通过对不同的当前像素寄存器采用移位实现快速更新。

8.根据权利要求7所述的基于分层运动估计的搜索方法的实现系统，其特征在于：所述分层复用的PE阵列模块，其PE阵列分布呈三级：PEA_32pels阵列单元，PEA_64pels阵列单元，PEA_256pels阵列单元，其中：PEA_32pels单元是最基本的阵列单元，由32个PE单元构成，用于计算4x8块的SAD值；PEA_64pels单元包括两路PEA_32pels单元，由64个PE单元构成，用于计算8x8块的SAD值；PEA_256pels单元包括四路PEA_64pels单元，由256个PE单元构成，用于计算16x16块及其可变大小块的SAD值。

9.根据权利要求7或8所述的基于分层运动估计的搜索方法的实现系统，其特征在于：所述亮度参考像素缓存模块通过将参考像素按4类像素，分奇偶行，奇偶宏块列分开存储，共16路片上RAM存储亮度参考像素，每路RAM的位宽为64比特，RAM的每一地址线对应8个像素点值。