CN101277380A - 移动向量估测方法 - Google Patents

Abstract

一种移动向量估测方法，用以参考一参考帧的多个候选区块来估测一目前区块的一移动向量。本方法包括以下步骤。首先，依据一误差函数决定目前区块与每个候选区块间的一误差值，误差函数结合目前区块与每个候选区块间的一直流差值与数个交流差值。接着，决定具有最低误差值的候选区块为目前区块的一相符区块。之后，依据目前区块与相符区块间的位移，决定目前区块的移动向量。

Description

移动向量估测方法

技术领域

本发明有关于一种移动向量估测方法，且特别是有关于一种使用结合一目前区块与数个候选区块间的直流差值与交流差值的误差函数，来估测目前区块的移动向量的移动向量估测方法。

背景技术

移动估测(Motion estimation)对于影片压缩技术，例如MPEG与H.264，是十分重要的。传统上，估测一目前区块的移动向量的移动向量估测方法，系使用一绝对差值和(Sum of absolute difference，SAD)运算，来均等地逐一累加目前区块与参考帧中的每个候选区块的像素之间的绝对差值。

具有最低的SAD输出值的候选区块被判定为与目前区块相符的相符区块，如此，从相符区块至目前区块的位移可以被定义为目前区块的移动向量。然而，SAD运算仅均等地累加像素间的绝对差值，如此，可能因为不同帧间的亮度变化与噪声干扰而估测出错误的移动向量。因此，如何提供新的移动估测方法来估测目前区块的移动向量，精确地判定出相符区块，进而得到准确的移动向量，是本领域所致力的目标之一。

发明内容

本发明有关于一种移动向量估测方法。移动向量估测方法用以参考一参考帧中的数个候选区块，来估测一目前区块的移动向量。移动向量估测方法所使用的误差函数结合直流差值与交流差值，可精准地得到目前区块与每个候选区块间的误差值。如此，由此误差值可以更准确地得到判断候选区块中，何者为目前区块的相符区块。如此，本发明的移动向量估测方法可以更准确地估测到目前区块的移动向量。

根据本发明(的第一方面)，提出一种移动向量估测方法，用以参考一参考帧的数个候选区块来估测一目前区块的一移动向量(Motion vector)。首先，依据一误差函数决定目前区块与每个候选区块间的一误差值，误差函数结合目前区块与每个候选区块间的一直流差值与数个交流差值。接着，决定具有最低误差值的候选区块为目前区块的一相符区块。之后，依据目前区块与相符区块间的位移，决定目前区块的移动向量。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1表示本发明实施例的移动估测方法的流程图。

图2A表示依据本发明实施例的移动估测方法，参考一参考帧中的数个候选区块，来估测一目前帧的一目前区块的移动向量的示意图。

图2B表示目前区块221与候选区块213间的位移的示意图。

主要元件符号说明

210：参考帧

211、212、213：候选区块

220：目前帧

221：目前区块

具体实施方式

图1表示本发明实施例的移动估测方法的流程图。本发明实施例的移动估测方法用以参考一参考帧的数个候选区块，来估测一目前帧中的一目前区块的移动向量(Motion vector)。

请参考图1。首先，在步骤110中，依据一误差函数决定目前区块与每个候选区块间的一误差值。误差函数结合目前区块与每个候选区块间的一个直流差值与数个交流差值。

接着，在步骤120中，决定具有最小误差值的候选区块，作为目前区块的相符区块。之后，在步骤130中，依据目前区块与相符区块间的位移，决定目前区块的移动向量。

图2A表示依据图1的移动估测方法，参考一参考帧中的数个候选区块，来估测一目前帧的一目前区块的移动向量的示意图。请参考图2A。在本发明实施例中，以参考参考帧210中的候选区块211、212与213，来估测目前帧220的目前区块221的移动向量为例，说明本发明实施例的移动估测方法。

在步骤110中，依据一误差函数，决定目前区块221与候选区块211间的误差值e1、目前区块221与候选区块212间的误差值e2、目前区块221与候选区块213间的误差值e3。

$e(v,\mathrm{Bc})=|\mathrm{mean}\_c-\mathrm{mean}\_p|+\underset{x\∈\mathrm{Bc}}{\mathrm{\Σ}}|(\mathrm{Fc}\left(x\right)-\mathrm{mean}\_c)-(\mathrm{Fr}(x-v)-\mathrm{mean}\_p)|$

第1式

第1式为结合目前区块与候选区块间的一直流差值与数个交流差值的误差函数的一例。兹以计算目前区块221与候选区块213的误差值e3为例，说明第1式。在第1式中，Bc表示目前区块221。e(Bc，v)表示目前区块221与候选区块213间的误差值，其中从候选区块213至目前区块221的位移为v。图2B表示目前区块221与候选区块213间的位移的示意图。mean_c与mean_p分别表示在目前区块221与候选区块213的直流亮度成分，即目前区块221与候选区块213的平均亮度值。Fc(x)表示在目前区块221中的像素x的像素值。像素x为目前区块221的数个像素之一。像素x亦可视为在目前帧220中，位于位置x的像素。

Fr(x-v)表示在候选区块213内，对应像素x的一像素x-v的像素值。对应像素x的像素x-v位于参考帧210中的位置x-v，亦即，从候选区块213中的像素x-v到目前区块221中的像素x的位移为v。从不同候选区块，例如候选区块211、212与213，到目前区块221的位移即不相同。

目前区块221与候选区块213间的直流差值为|mean_c-mean_p|，即表示目前区块221与候选区块213的直流亮度成分间的绝对差值。

|(Fc(x)-mean_c)-(Fr(x-v)-mean_p)|为目前区块221的像素x与候选区块213中相对应的像素x-v间的交流差值，即表示对应目前区块221的像素x的交流亮度成分(Fc(x)-mean_c)，与对应参考区块213的像素x-v的交流亮度成分(Fr(x-v)-mean_p)的绝对差值。交流亮度成分(Fc(x)-mean_c)表示目前区块221中，像素x的像素值Fc(x)与直流亮度成分mean_c的差值。交流亮度成分(Fr(x-v)-mean_p)表示候选区块213中，像素x-v的像素值Fr(x-v)与直流亮度成分mean_p的差值。如此，目前区块221的每个像素与候选区块213中对应的像素间的交流差值逐一地计算出来。因此，目前区块221的每个像素与其在候选区块213对应的像素，即对应一个交流差值。

在第1式中，误差函数累加目前区块221和候选区块213间的直流差值，与目前区块221的每个像素和候选区块213中对应像素的交流差值，而得到目前区块221与候选区块213间的误差值。

误差值e1与e2以相同方式得到。在步骤120中，决定具有最低误差值的候选区块作为目前区块221的相符区块。例如，当误差值e3为最低时，候选区块213即被设定为相符区块。之后，在步骤130中，依据目前区块221与相符区块213间的位移v，决定目前区块221的移动向量。

目前区块的交流亮度成分为目前区块中的每个像素的像素值与其平均亮度值的差值；而候选区块的交流亮度成分为候选区块中的每个像素的像素值与其平均亮度值的差值。对于目前区块与其相符区块来说，即使目前区块的平均亮度值与其相符区块的平均亮度值之间有偏移，目前区块的每个交流亮度成分，仍与相符区块中对应的交流亮度成分相似。因此，目前区块中的每个像素与其相符区块中对应的像素的交流差值是低的。如此，目前区块与其相符区块间的误差值为最低。

如此，即使在不同帧间的亮度有差异，且有噪声干扰，通过结合直流差值与交流差值，误差函数可以精准地得到目前区块与每个候选区块间的误差值。相较传统SAD运算，仅直接将目前区块与候选区块的每个对应像素的绝对差值相加，本发明实施例中，通过使用上述误差函数可以更准确地判断出候选区块中，何者为目前区块的相符区块。如此，依据本发明实施例的移动向量估测方法可以更准确地估测到目前区块的移动向量。

在本发明实施例中，结合目前区块与候选区块间的直流差值与交流差值的误差函数，以第1式为例。然而，本发明的移动向量估测方法所使用的误差函数并不限于第1式。任何结合目前区块与候选区块间的直流差值与交流差值的误差函数，均可用于本发明的移动向量估测方法。

在本发明实施例中，以比对目前区块221与三个候选区块211、212、213为例，说明移动向量估测方法。然而，在实际应用上，本发明的移动向量估测方法不限于比对此目前区块与此三个候选区块，亦可比对其他候选区块，也可比对不同数量的候选区块。在本发明实施例中，目前区块221、候选区块211、213与213的尺寸以5×5区块为例。然而在实际应用上，并目前区块与候选区块并不限于上述尺寸。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改。因此，本发明的保护范围以所提出的权利要求的范围为准。

Claims (3)

1.一种移动向量估测方法，用以参考一参考帧的多个候选区块来估测一目前区块的一移动向量，包括：

依据一误差函数决定该目前区块与每该候选区块间的一误差值，该误差函数结合该目前区块与每该候选区块间的一直流差值与多个交流差值；

决定具有最低误差值的该候选区块为该目前区块的一相符区块；以及

依据该目前区块与该相符区块间的位移，决定该目前区块的该移动向量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该直流差值为该目前区块与每该候选区块间的直流亮度成分的绝对差值，每该交流差值为该目前区块的像素的交流亮度成分，与每该候选区块的对应像素的交流亮度成分的绝对差值。

3.如权利要求1所述的方法，其中，该误差函数为累加该直流差值与每该交流差值。

Images