CN115767101A - 一种分数像素搜索方法、装置、设备、存储介质及产品 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种分数像素搜索方法、装置、设备、存储介质及产品。本申请实施例提供的技术方案通过根据对待编码图像的整数像素搜索确定第一分数像素搜索的初始运动矢量，并根据初始运动矢量的第一计算代价和初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价确定第一分数像素搜索的加速方式，根据初始运动矢量和加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果，并根据加速方式确定第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果，有效减少分数像素搜索的次数以及计算量，在保证图像编码质量的前提下提高图像编码效率。

Description

一种分数像素搜索方法、装置、设备、存储介质及产品

技术领域

本申请实施例涉及编码技术领域，尤其涉及一种分数像素搜索方法、装置、设备、存储介质及产品。

背景技术

在HEVC(High Efficiency Video Coding，高效率视频编码)编码的模式分析过程中，帧间编码单元的运动搜索部分是模式分析中的重要部分，HEVC编码的运动搜索包含整数像素搜索和分数像素搜索，其中分数像素搜索包括二分一像素搜索和四分一像素搜索。

整数搜索通常基于残差的绝对值求和计算代价，采用设定的搜索算法找到绝对值求和计算代价最小的最优整数运动矢量。然后基于最优整数运动矢量在周围根据一定的偏移值找到二分一像素的最优运动矢量。找到二分一像素的最优运动矢量后，再以二分一像素的最优运动矢量为中心，找到四分一像素的最优运动矢量。其中在做分数像素搜索时需要对参考帧进行插值，帧间运动搜索的分数像素搜索的计算量较大，导致图像编码效率较低。

发明内容

本申请实施例提供一种分数像素搜索方法、装置、设备、存储介质及产品，以解决相关技术中帧间运动搜索的分数像素搜索的计算量较大，导致图像编码效率较低的技术问题，有效减少分数像素搜索的计算量，提高图像编码效率。

在第一方面，本申请实施例提供了一种分数像素搜索方法，包括：

基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对所述待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量；

基于所述初始运动矢量的第一计算代价，以及所述初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对所述第一分数像素搜索的加速方式，所述第一计算代价和所述第二计算代价基于对所述待编码图像的整数像素搜索得到；

根据所述初始运动矢量和所述加速方式对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果；

基于所述加速方式确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对所述待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。

在第二方面，本申请实施例提供了一种分数像素搜索装置，包括矢量确定模块、加速确定模块、第一搜索模块和第二搜索模块，其中：

所述矢量确定模块，配置为基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对所述待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量；

所述加速确定模块，配置为基于所述初始运动矢量的第一计算代价，以及所述初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对所述第一分数像素搜索的加速方式，所述第一计算代价和所述第二计算代价基于对所述待编码图像的整数像素搜索得到；

所述第一搜索模块，配置为根据所述初始运动矢量和所述加速方式对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果；

所述第二搜索模块，配置为基于所述加速方式确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对所述待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。

在第三方面，本申请实施例提供了一种分数像素搜索设备，包括：存储器以及一个或多个处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的分数像素搜索方法。

在第四方面，本申请实施例提供了一种存储计算机可执行指令的非易失性存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的分数像素搜索方法。

在第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在计算机可读存储介质中，设备的至少一个处理器从计算机可读存储介质读取并执行计算机程序，使得设备执行如第一方面所述的分数像素搜索方法。

本申请实施例通过根据对待编码图像的整数像素搜索确定第一分数像素搜索的初始运动矢量，并根据初始运动矢量的第一计算代价和初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价确定第一分数像素搜索的加速方式，根据初始运动矢量和加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果，并根据加速方式确定第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果，根据整数像素搜索结果确定对第一分数像素搜索的加速方式，以及根据第一分数像素搜索结果确定对第二分数像素搜索跳过的搜索方向，可有效减少分数像素搜索的次数以及计算量，在保证图像编码质量的前提下提高图像编码效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种分数像素搜索方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种对第一分数像素搜索的加速方式确定流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种分数像素搜索装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种分数像素搜索设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时上述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。上述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本申请提供的分数像素搜索方法可应用于图像编码(例如基于HEVC编码器的图像编码)过程中的模式分析部分，旨在通过根据整数像素搜索结果确定对第一分数像素搜索的加速方式，以及根据第一分数像素搜索结果确定对第二分数像素搜索跳过的搜索方向，以减少分数像素搜索的次数以及计算量，在保证图像编码质量的前提下提高图像编码效率。对于传统的分数像素搜索方案，其对待编码图像的分数像素搜索与整数像素搜索类似，都是对搜索空间内每一个运动矢量(mv，motion vector)的计算代价，并将计算代价最小的运动矢量作为对应分数像素搜索结果。由于在对待编码图像进行分数像素搜索时需要对参考帧进行插值，帧间运动搜索的分数像素搜索的计算量较大，导致图像编码效率较低。基于此，提供本申请实施例的一种分数像素搜索方法，以解决现有分数像素搜索方案的计算量较大，图像编码效率较低的技术问题。

图1给出了本申请实施例提供的一种分数像素搜索方法的流程图，本申请实施例提供的分数像素搜索方法可以由分数像素搜索装置来执行，该分数像素搜索装置可以通过硬件和/或软件的方式实现，并集成在分数像素搜索设备中。

下述以分数像素搜索装置执行分数像素搜索方法为例进行描述。参考图1，该分数像素搜索方法包括：

S101：基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量。

其中，对待编码图像进行模式分析时，需要参考到对待编码图像的像素搜索结果。一般的，像素搜索包括整数像素搜索和分数像素搜索(FME，Fraction MotionEstimation)，分像素搜索一般包括第一分数像素搜索(1/2像素搜索)和第二分数像素搜索(1/4像素搜索)，其中，第二分数搜索对应的搜索精度高于第一分数搜索的搜索精度，例如第一分数像素搜索可以是二分一像素搜索(1/2像素搜索)，第二分数像素搜索可以是四分一像素搜索(1/4像素搜索)。对待编码图像的像素搜索一般是整数像素搜索、第一分数像素搜索和第二分数像素搜索依次进行，在确定整数像素搜索结果、第一分数像素搜索结果和第二分数像素搜索结果后，可继续对待编码图像进行模式分析。

在一个实施例中，在对待编码图像进行整数像素搜索时，可基于设定的搜索算法，基于当前像素点对应的当前运动矢量(中心运动矢量)计算设定搜索算法对应的各个方向的相邻像素点的对应的相邻运动矢量，计算当前运动矢量以及各个相邻运动矢量对应的计算代价。若当前运动矢量的计算代价小于相邻运动矢量的计算代价，或者当前整数像素搜索的迭代次数已达到设定的迭代次数阈值，则可终止整数像素搜索，并将当前运动矢量确定为整数像素搜索结果对应的最优运动矢量。若存在计算代价小于等于当前运动矢量的计算代价的相邻运动矢量，并且当前整数像素搜索的迭代次数未达到设定的迭代次数阈值，则将计算代价最小的相邻像素点作为当前整数像素搜索下一次迭代的中心运动矢量，并按照上述整数像素搜索方式继续迭代寻找最优运动矢量。其中整数像素搜索初始的中心运动矢量对应的像素点可以是待编码图像的中心点，也可以是基于编码器预测得到的像素点

可选的，本方案提供的计算代价可以基于残差的绝对值求和(SAD，Sum OfAbsolute Differences)或残差变换后的绝对值求和(SATD，Sum of AbsoluteTransformed Differences)进行计算。例如，整数像素搜索可利用残差的绝对值求和代价(SAD Cost)作为计算代价，分数像素搜索可利用残差变换后的绝对值求和代价(SATDCost)作为计算代价。

示例性的，在完成对待编码图像的整数像素搜索后，根据待编码图像的整数像素搜索结果确定对待编码图像进行第一分数像素搜索的初始运动矢量，后续对待编码图像进行第一分数像素搜索时，将以该初始运动矢量为中心矢量，寻找第一分数像素搜索对应的最优运动矢量。在一个实施例中，可将整数像素搜索结果对应的最优运动矢量作为二分一搜索的初始运动矢量。

可选的，本方案提供的搜索算法可以是菱形搜索(DIA)、六边形搜索(HEX)和全搜索(FULL)等。其中，菱形搜索会检测初始的中心运动矢量的上下左右4个方向的运动矢量，然后计算4个运动矢量的计算代价，选择计算代价最小的运动矢量方向作为下一次菱形搜索的初始方向，若中心运动矢量均小于上下左右4个方向的运动矢量的计算代价，则直接将中心运动矢量确定为最优运动矢量并提前跳出菱形搜索。六边形搜索与菱形搜索类似，会检测初始的中心运动矢量的周围6个方向的运动矢量，并计算对应的计算代价，选择计算代价最小的运动矢量方向作为下一次六边形搜索的初始方向，若中心运动矢量均小于6个方向的运动矢量的计算代价，则直接将中心运动矢量确定为最优运动矢量并提前跳出六边形搜索。全搜索则需要计算对运动矢量的搜索空间每一个方向上的运动矢量的计算代价，选取计算代价最小的运动矢量作为最优运动矢量。

S102：基于初始运动矢量的第一计算代价，以及初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对第一分数像素搜索的加速方式，第一计算代价和第二计算代价基于对待编码图像的整数像素搜索得到。

示例性的，确定初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量。例如，在设定的搜索算法为菱形搜索时，对应的搜索方向则为中心运动矢量(初始运动矢量)的上下左右4个方向。在设定的搜索算法为六边形搜索时，对应的搜索方向则为中心运动矢量(初始运动矢量)的周围6个方向。在设定的搜索算法为全搜索时，对应的搜索方向则为中心运动矢量(初始运动矢量)的周围的8个方向。

确定始运动矢量的第一计算代价，以及上述确定的各个相邻运动矢量对应的第二计算代价，并根据第一计算代价和第二计算代价确定后续对待编码图像进行第一分数像素搜索的加速方式。可选的，对第一分数像素搜索的加速方式可以是根据第一计算代价和第二计算代价确定整数像素搜索结果的可靠程度，在可靠程度达到设定要求时，可直接将整数像素搜索结果作为第一分数像素搜索结果并跳过第一分数像素搜索，进行第二分数像素搜索。其中，可靠程度达到设定要求可以是最小的第二计算代价大于基于第一计算代价确定的阈值(大于第一计算代价)。在可靠程度未达到设定要求时，在首次迭代时可跳过最不可能找到最优运动矢量的方向的搜索(例如最大第二计算代价对应的相邻运动矢量的方向)。

S103：根据初始运动矢量和加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

示例性的，根据上述确定的对第一分数像素搜索的加速方式，从上述确定的初始运动矢量作为中心运动矢量进行第一分数像素搜索的迭代起始点，对待编码图像进行第一分数像素搜索。找到第一分数像素搜索的最优运动矢量，从而得到第一分数像素搜索结果。

在一个实施例中，在对待编码图像进行第一分数像素搜索时，计算初始运动矢量在设定的搜索方向上的相邻运动矢量的对应分数精度的计算代价，若初始运动矢量的对应分数精度的计算代价均小于各个相邻运动矢量的对应分数精度的计算代价，则将初始运动矢量作为第一分数像素搜索的最优运动矢量，否则将计算代价最小的相邻运动矢量作为下一次迭代第一分数像素搜索的中心运动矢量，并按上述方式迭代直至找到最优运动矢量，或直至达到设定迭代次数阈值。

S104：基于加速方式确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。

示例性的，根据对第一分数像素搜索的加速方式确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向。例如，在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过第二分数像素搜索时，可确定不跳过第二分数像素搜索的搜索方向，即保留设定搜索方向中的全部搜索方向，减少跳过的分数像素搜索的计算次数过多而影响编码质量的情况。在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过最不可能找到最优运动矢量的方向的搜索时，在进行第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向可以是第一分数像素搜索结果对应的最优运动矢量各个相邻运动矢量中，对应分数精度的计算代价最大的运动矢量对应的方向，在设定的搜索方向中排除确定跳过的搜索方向，剩余的搜索方向即为保留的搜索方向。

可选的，跳过的搜索方向可以是一个或多个，在跳过的搜索方向为多个时，按照计算代价从大到小的顺序依次确定多个相邻运动矢量对应的方向确定跳过的搜索方向。可选的，进行第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向可以是仅应用在首次迭代第二分数像素搜索时，即在后续的第二分数像素搜索的迭代中，基于完整的设定搜索方向进行第二分数像素搜索。

在一个实施例中，以第一分数像素搜索结果对应的最优运动矢量为初始的中心运动矢量，将该初始的中心运动矢量作为进行第二分数像素搜索的迭代起始点，对待编码图像进行第二分数像素搜索。找到第二分数像素搜索的最优运动矢量，从而得到第二分数像素搜索结果。

例如，在对待编码图像进行第二分数像素搜索时，计算初始的中心运动矢量在保留的搜索方向上的相邻运动矢量的对应分数精度的计算代价，若初始的中心运动矢量的对应分数精度的计算代价均小于各个相邻运动矢量的对应分数精度的计算代价，则将初始运动矢量作为第二分数像素搜索的最优运动矢量，否则将计算代价最小的相邻运动矢量作为下一次迭代第二分数像素搜索的中心运动矢量，并按上述方式迭代直至找到最优运动矢量(后续迭代将不跳过搜索方向，既保留全部设定的搜索方向)，或直至达到设定迭代次数阈值。

上述，通过根据对待编码图像的整数像素搜索确定第一分数像素搜索的初始运动矢量，并根据初始运动矢量的第一计算代价和初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价确定第一分数像素搜索的加速方式，根据初始运动矢量和加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果，并根据加速方式确定第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果，根据整数像素搜索结果确定对第一分数像素搜索的加速方式，以及根据第一分数像素搜索结果确定对第二分数像素搜索跳过的搜索方向，可有效减少分数像素搜索的次数以及计算量，在保证图像编码质量的前提下提高图像编码效率。

在一个可能的实施例中，本方案提供的分数像素搜索方法在基于初始运动矢量的第一计算代价，以及初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对第一分数像素搜索的加速方式时，包括：

在初始运动矢量的第一计算代价小于等于初始运动矢量的各个设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价的情况下，根据第一计算代价和第二计算代价确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向；在初始运动矢量的第一计算代价大于初始运动矢量的其中一个设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

示例性的，在对待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量后，确定初始运动矢量在整数像素精度上的第一计算代价，以及初始运动矢量各个搜索方向上的相邻运动矢量对应的在整数像素精度上的第二计算代价，并将第一计算代价和各个第二计算代价进行比较。

在第一计算代价小于等于各个相邻运动矢量对应的第二计算代价时，则根据第一计算代价和第二计算代价是跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，以确定对第一分数像素搜索的加速方式。在第一计算代价大于其中至少一个相邻运动矢量对应的第二计算代价时，将确定对第一分数像素搜索的加速方式确定为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

本方案利用整数像素搜索得到的最优运动矢量在设定搜索方向上的计算代价判断是否可以在进行第一分数像素搜索时忽略全部或部分搜索方向，准确确定对第一分数像素搜索的加速方式，减少进行第二分数像素搜索时在不必要的搜索方向上的计算量，提高图像编码效率。

需要进行解释的是，初始运动矢量的第一计算代价以及各相邻运动矢量的第二计算代价在整数像素搜索时(最后一次迭代整数像素搜索时)已得到，本方案不需要重新计算第一计算代价和第二计算代价，直接调用整数像素搜索时计算得到的计算代价即可。

在一个可能的实施例中，如图2提供的一种对第一分数像素搜索的加速方式确定流程示意图所示，本方案提供的分数像素搜索方法在根据第一计算代价和第二计算代价确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，包括：

S1021：根据第一计算代价确定代价阈值，代价阈值大于第一计算代价。

S1022：在初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价均大于代价阈值的情况下，确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索。

S1023：在初始运动矢量在设定搜索方向上存在第二计算代价小于等于代价阈值的相邻运动矢量的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

示例性的，在初始运动矢量的第一计算代价小于等于各个相邻运动矢量的第二计算代价时，基于第一计算代价确定代价阈值。可选的，代价阈值的确定可以基于第一计算代价以及设定的调整幅度、调整比例或调整方式进行。例如，基于第一计算代价以及设定的调整幅度确定代价阈值时，可以是将第一计算代价与调整幅度的和作为代价阈值。基于第一计算代价以及设定的调整比例确定代价阈值时，可以是将第一计算代价与调整比例(例如1.1～1.8)的乘积作为代价阈值。基于第一计算代价以及设定的调整方式确定代价阈值时，可以基于调整方式对第一计算代价进行处理得到代价阈值，例如将第一计算代价与第一计算代价右移一位(即将第一计算代价除以2)后的值相加得到代价阈值。

进一步的，将初始运动矢量在设定搜索方向上的各个相邻运动矢量对应的第二计算代与上述确定的代价阈值进行比较，在各个相邻运动矢量对应的第二计算代均大于代价阈值时，确定对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，直接确定第二分数像素搜索结果并进行第二分数像素搜索。

在存在第二计算代价小于等于代价阈值的相邻运动矢量时，确定对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。其中，所跳过的搜索方向的数量根据不同的搜索算法进行设定，例如菱形搜索、六边形搜索和全搜索分别跳过的搜索方向数量分别为1个、2个和3个，当然，不同搜索算法对应的跳过的索方向数量也可以相同，例如均跳过一个搜索方向。

本方案通过根据第一计算代价设定代价阈值，准确判断跳过整个第一分数像素搜索还是跳过第一分数像素搜索的部分搜索方向，根据整数像素搜索结果准确判断跳过第一分数像素搜索的条件，有效减少第一分数像素搜索的计算量，提高第一分数像素搜索的搜索效率。

在一个可能的实施例中，本方案提供的分数像素搜索方法在根据初始运动矢量和加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果时，包括：

在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索的情况下，将初始运动矢量确定为第一分数像素搜索结果；在对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向的情况下，基于第二计算代价的排序以及设定的第一跳过数量，确定在首次迭代第一分数像素搜索时所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

示例性的，在完成对待编码图像的第一分数像素搜索的加速方式后，基于确定的加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索。在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索时，可跳过所有对第一分数像素精度上的运动矢量的搜索，将上述确定的初始运动矢量确定为第一分数像素搜索结果对应的最优运动矢量，可直接进行后续第二分数像素精度上的运动矢量的搜索。

在对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向时，基于第二计算代价从大到小的排序以及设定的第一跳过数量，确定在首次迭代第一分数像素搜索时所跳过的搜索方向。确定跳过的搜索方向后，基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索，并得到第一分数像素搜索结果。例如，假设设定的第一跳过数量为1个，将第二计算代价最大的相邻运动矢量对应的方向确定为首次迭代第一分数像素搜索时所跳过的搜索方向。

例如，在首次迭代第一分数像素搜索时，以初始运动矢量为中心运动矢量，计算初始运动矢量在第一分数像素精度上的计算代价，以及初始运动矢量在保留的搜索方向上第一分数像素精度的相邻运动矢量的计算代价，并将计算代价最小的相邻运动矢量作为下一次迭代第一分数像素搜索的中心运动矢量，直至找到计算代价小于相邻运动矢量的计算代价的中心运动矢量或迭代次数达到设定迭代次数阈值的中心运动矢量，并将最终确定的中心运动矢量确定为第一分数像素搜索结果对应的最优运动矢量。本方案基于不同的加速方式加快第一分数像素搜索的搜索效率，有效减少不必要的搜索方向上的最优运动矢量搜索，提高图像编码效率。

在一个可能的实施例中，本方案提供的分数像素搜索方法在基于加速方式确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向时，包括：

在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索的情况下，确定保留对待编码图像进行第二分数像素搜索的全部搜索方向；在对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向的情况下，基于最后一次迭代第一分数像素搜索对应的相邻运动矢量确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向。

示例性的，对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索时，则保留对待编码图像进行第二分数像素搜索的全部搜索方向，以减少跳过的分数像素搜索的计算次数过多而影响编码质量的情况。

而在对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向时，则基于最后一次迭代第一分数像素搜索时，中心运动矢量在各个设定的搜索方向上第一分数像素精度的相邻运动矢量的计算代价，确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向。例如，将各个相邻运动矢量中计算代价最大的相邻运动矢量对应的方向作为第二分数像素搜索所跳过的搜索方向。本方案通过根据对第一分数像素搜索的加速方式确定第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，有效减少第二分数像素搜索的计算量，提高第二分数像素搜索的搜索效率。

在一个可能的实施例中，本方案提供的分数像素搜索方法在基于最后一次迭代第一分数像素搜索对应的相邻运动矢量确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向时，包括：

确定最后一次迭代第一分数像素搜索时的迭代中心运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第三计算代价；基于第三计算代价的排序以及设定的第二跳过数量，确定在首次对待编码图像迭代第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向。

示例性的，若不跳过第一分数像素搜索，则在最后一次迭代第一分数像素搜索时，记录最后一次迭代第一分数像素搜索的中心运动矢量各个搜索方向上的相邻运动矢量对应的第三计算代价。其中，第三计算代价为第一分数像素搜索过程中心运动矢量对应搜索方向上的相邻运动矢量对应第一分数像素精度的计算代价。需要进行解释的是，中心运动矢量的计算代价小于各个相邻运动矢量对应的第三计算代价，或者是第二分数像素搜索的迭代次数到达设定的迭代次数阈值且，确定当前第一分数像素搜索为最后一次迭代第一分数像素搜索。

进一步的，基于第三计算代价从大到小的排序以及设定的第二跳过数量，确定在首次迭代第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向。确定跳过的搜索方向后，基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索，并得到第二分数像素搜索结果。例如，假设设定的第二跳过数量为1个，将第三计算代价最大的相邻运动矢量对应的方向确定为首次迭代第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向。

例如，在首次迭代第二分数像素搜索时，以第一分数像素搜索结果对应的最优运动矢量为中心运动矢量，计算中心运动矢量在第二分数像素精度上的计算代价，以及中心运动矢量在保留的搜索方向上的相邻运动矢量第二分数像素精度的计算代价，并将计算代价最小的相邻运动矢量作为下一次迭代第二分数像素搜索的中心运动矢量，直至找到计算代价小于相邻运动矢量的计算代价的中心运动矢量或迭代次数达到设定迭代次数阈值的中心运动矢量，并将最终确定的中心运动矢量确定为第二分数像素搜索结果对应的最优运动矢量。本方案基于第一分数像素搜索结果确定第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，有效减少第二分数像素搜索的计算量，提高第二分数像素搜索的搜索效率。

在一个可能的实施例中，本方案提供的分数像素搜索方法在基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量之后，还包括：在对待编码图像的整数像素搜索结果对应的搜索次数达到设定的整数搜索次数阈值的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

示例性的，在确定对待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量后，若整数像素搜索结果对应的最优运动矢量为计算代价小于相邻运动矢量的计算代价的中心运动矢量，则基于第一计算代价和第二计算代价确定对第一分数像素搜索的加速方式。若整数像素搜索结果对应的最优运动矢量为在整数像素搜索的搜索次数达到整数搜索次数阈值时确定的中心运动矢量，则确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果，可跳过第一分数像素搜索的可能性较小，不需要判断是否跳过第一分数像素搜索。

本方案在整数像素搜索的搜索次数达到设定的整数搜索次数阈值时，跳过是否跳过第一分数像素搜索的判断，直接基于确定跳过的搜索方向并进行第一分数像素搜索，减少不必要的判断过程，提高图像编码效率。

例如，假设整数像素搜索、第一分数像素搜索和第二分数像素搜索所采用的搜索算法均为菱形搜索，设定的跳过的搜索方向数量为1个，整数像素搜索结果对应的最优运动矢量作为第一分数像素搜索的初始运动矢量，初始运动矢量对应的第一计算代价为Cost_cen，初始运动矢量在上下左右4个方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价分别为Cost_up、Cost_down、Cost_left和Cost_right。在Cost_cen≤min(Cost_up,Cost_down,Cost_left,Cost_right)时，确定初始运动矢量的第一计算代价小于等于各个第二计算代价，进一步设定代价阈值并判断是否跳过第一分数像素搜索。

令初始运动矢量的相邻运动矢量中最小第二计算代价为Cost_min＝min(Cost_up,Cost_down,Cost_left,Cost_right)，可将代价阈值设置为：Cost_thre＝Cost_cen+Cost_cen>>1，即将第一计算代价与第一计算代价右移一位(即将第一计算代价除以2)的和作为代价阈值。在满足Cost_min>Cost_thre时，确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，并将初始运动矢量作为第一分数像素搜索结果对应的最优运动矢量。

若不满足Cost_min>Cost_thre，则确定初始运动矢量的相邻运动矢量中的最大第二计算代价对应的搜索方向dir＝argmax(Cost_up,Cost_down,Cost_left,Cost_right)，并将该搜索

dir

方向确定为首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，并以初始运动矢量为首次迭代的中心运动矢量，基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。并且在最后一次迭代第一分数像素搜索时，记录第一分数像素搜索的迭代中心运动矢量在上下左右4个搜索方向上的相邻运动矢量对应的第三计算代价：

和

在Cost_cen>min(Cost_up,Cost_down,Cost_left,Cost_right)时，确定初始运动矢量的第一计算代价至少大于其中一个第二计算代价，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过最大第二计算代价对应的搜索方向。同样，在最后一次迭代第一分数像素搜索时，记录第一分数像素搜索的迭代中心运动矢量在上下左右4个搜索方向上的相邻运动矢量对应的第三计算代价。

若在进行第一分数像素搜索时，只在首次迭代第一分数像素搜索时跳过最大第二计算代价对应的搜索方向，则选取最大第三计算代价对应的方向为首次对待编码图像迭代第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向：

并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。若跳过对待编码图像的第一分数像素搜索直接确定第一分数像素搜索结果，则保留对待编码图像进行第二分数像素搜索的全部搜索方向，并进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。本方案根据整数像素搜索结果对应的相邻运动矢量确定是跳过整个第一分数像素搜索，还是跳过部分搜索方向的矢量搜索，再根据第一分数像素搜索结果确定跳过第二分数像素搜索在部分搜索方向的上矢量搜索，有效减少分数像素搜索的计算量，在保证编码质量的情况下，提高图像编码效率。

图3是本申请实施例提供的一种分数像素搜索装置的结构示意图。参考图3，该分数像素搜索装置包括矢量确定模块31、加速确定模块32、第一搜索模块33和第二搜索模块34。

其中，矢量确定模块31，配置为基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量；加速确定模块32，配置为基于初始运动矢量的第一计算代价，以及初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对第一分数像素搜索的加速方式，第一计算代价和第二计算代价基于对待编码图像的整数像素搜索得到；第一搜索模块33，配置为根据初始运动矢量和加速方式对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果；第二搜索模块34，配置为基于加速方式确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。

在一个可能的实施例中，加速确定模块32包括第一加速确定单元和第二加速确定单元。

其中，第一加速确定单元配置为在初始运动矢量的第一计算代价小于等于初始运动矢量的各个设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价的情况下，根据第一计算代价和第二计算代价确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向；

第二加速确定单元配置为在初始运动矢量的第一计算代价大于初始运动矢量的其中一个设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

在一个可能的实施例中，第一加速确定单元在根据第一计算代价和第二计算代价确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向时，配置为：

根据第一计算代价确定代价阈值，代价阈值大于第一计算代价；

在初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价均大于代价阈值的情况下，确定跳过对待编码图像的第一分数像素搜索；

在初始运动矢量在设定搜索方向上存在第二计算代价小于等于代价阈值的相邻运动矢量的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

在一个可能的实施例中，第一搜索模块33包括第一搜索单元和第二搜索单元。

其中，第一搜索单元配置为在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索的情况下，将初始运动矢量确定为第一分数像素搜索结果；

第二搜索单元配置为在对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向的情况下，基于第二计算代价的排序以及设定的第一跳过数量，确定在首次迭代第一分数像素搜索时所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

在一个可能的实施例中，第二搜索模块34包括第一方向确定单元和第二方向确定单元。

其中，第一方向确定单元配置为在对第一分数像素搜索的加速方式为跳过对待编码图像的第一分数像素搜索的情况下，确定保留对待编码图像进行第二分数像素搜索的全部搜索方向；

第二方向确定单元配置为在对第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向的情况下，基于最后一次迭代第一分数像素搜索对应的相邻运动矢量确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向。

在一个可能的实施例中，第二方向确定单元在基于最后一次迭代第一分数像素搜索对应的相邻运动矢量确定对待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向时，配置为：

确定最后一次迭代第一分数像素搜索时的迭代中心运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第三计算代价；

基于第三计算代价的排序以及设定的第二跳过数量，确定在首次对待编码图像迭代第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向。

在一个可能的实施例中，分数像素搜索装置还包括第三搜索模块，第三搜索模块配置为在对待编码图像的整数像素搜索结果对应的搜索次数达到设定的整数搜索次数阈值的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，并基于保留的搜索方向对待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

值得注意的是，上述分数像素搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。

本申请实施例还提供了一种分数像素搜索设备，该分数像素搜索设备可集成本申请实施例提供的分数像素搜索装置。图4是本申请实施例提供的一种分数像素搜索设备的结构示意图。参考图4，该分数像素搜索设备包括：输入装置43、输出装置44、存储器42以及一个或多个处理器41；存储器42，用于存储一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理器41执行，使得一个或多个处理器41实现如上述实施例提供的分数像素搜索方法。上述提供的分数像素搜索装置、设备和计算机可用于执行上述任意实施例提供的分数像素搜索方法，具备相应的功能和有益效果。

本申请实施例还提供一种存储计算机可执行指令的非易失性存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的分数像素搜索方法。当然，本申请实施例所提供的一种存储计算机可执行指令的非易失性存储介质，其计算机可执行指令不限于如上提供的分数像素搜索方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的分数像素搜索方法中的相关操作。上述实施例中提供的分数像素搜索装置、设备及存储介质可执行本申请任意实施例所提供的分数像素搜索方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的分数像素搜索方法。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种计算机程序产品，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机程序产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备、移动终端或其中的处理器执行本申请各个实施例所提供的分数像素搜索方法的全部或部分步骤。

Claims (11)

1.一种分数像素搜索方法，其特征在于，包括：

基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对所述待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量；

基于所述初始运动矢量的第一计算代价，以及所述初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对所述第一分数像素搜索的加速方式，所述第一计算代价和所述第二计算代价基于对所述待编码图像的整数像素搜索得到；

根据所述初始运动矢量和所述加速方式对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果；

基于所述加速方式确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对所述待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。

2.根据权利要求1所述的分数像素搜索方法，其特征在于，所述基于所述初始运动矢量的第一计算代价，以及所述初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对所述第一分数像素搜索的加速方式，包括：

在所述初始运动矢量的第一计算代价小于等于所述初始运动矢量的各个设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价的情况下，根据所述第一计算代价和所述第二计算代价确定跳过对所述待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向；

在所述初始运动矢量的第一计算代价大于所述初始运动矢量的其中一个设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

3.根据权利要求2所述的分数像素搜索方法，其特征在于，所述根据所述第一计算代价和所述第二计算代价确定跳过对所述待编码图像的第一分数像素搜索，还是在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，包括：

根据所述第一计算代价确定代价阈值，所述代价阈值大于所述第一计算代价；

在所述初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价均大于所述代价阈值的情况下，确定跳过对所述待编码图像的第一分数像素搜索；

在所述初始运动矢量在设定搜索方向上存在第二计算代价小于等于所述代价阈值的相邻运动矢量的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向。

4.根据权利要求2所述的分数像素搜索方法，其特征在于，所述根据所述初始运动矢量和所述加速方式对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果，包括：

在对所述第一分数像素搜索的加速方式为跳过对所述待编码图像的第一分数像素搜索的情况下，将所述初始运动矢量确定为第一分数像素搜索结果；

在对所述第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向的情况下，基于所述第二计算代价的排序以及设定的第一跳过数量，确定在首次迭代第一分数像素搜索时所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

5.根据权利要求2所述的分数像素搜索方法，其特征在于，所述基于所述加速方式确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，包括：

在对所述第一分数像素搜索的加速方式为跳过对所述待编码图像的第一分数像素搜索的情况下，确定保留对所述待编码图像进行第二分数像素搜索的全部搜索方向；

在对所述第一分数像素搜索的加速方式为在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向的情况下，基于最后一次迭代第一分数像素搜索对应的相邻运动矢量确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向。

6.根据权利要求5所述的分数像素搜索方法，其特征在于，所述基于最后一次迭代第一分数像素搜索对应的相邻运动矢量确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，包括：

确定最后一次迭代第一分数像素搜索时的迭代中心运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第三计算代价；

基于所述第三计算代价的排序以及设定的第二跳过数量，确定在首次对所述待编码图像迭代第二分数像素搜索时所跳过的搜索方向。

7.根据权利要求1所述的分数像素搜索方法，其特征在于，所述基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对所述待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量之后，还包括：

在所述对待编码图像的整数像素搜索结果对应的搜索次数达到设定的整数搜索次数阈值的情况下，确定在首次迭代第一分数像素搜索时跳过部分搜索方向，并基于保留的搜索方向对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果。

8.一种分数像素搜索装置，其特征在于，包括矢量确定模块、加速确定模块、第一搜索模块和第二搜索模块，其中：

所述矢量确定模块，配置为基于对待编码图像的整数像素搜索结果确定对所述待编码图像的第一分数像素搜索的初始运动矢量；

所述加速确定模块，配置为基于所述初始运动矢量的第一计算代价，以及所述初始运动矢量在设定搜索方向上的相邻运动矢量对应的第二计算代价，确定对所述第一分数像素搜索的加速方式，所述第一计算代价和所述第二计算代价基于对所述待编码图像的整数像素搜索得到；

所述第一搜索模块，配置为根据所述初始运动矢量和所述加速方式对所述待编码图像进行第一分数像素搜索得到第一分数像素搜索结果；

所述第二搜索模块，配置为基于所述加速方式确定对所述待编码图像进行第二分数像素搜索所跳过的搜索方向，并基于保留的搜索方向对所述待编码图像进行第二分数像素搜索得到第二分数像素搜索结果。

9.一种分数像素搜索设备，其特征在于，包括：存储器以及一个或多个处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的分数像素搜索方法。

10.一种存储计算机可执行指令的非易失性存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述的分数像素搜索方法。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的分数像素搜索方法。

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