專利名稱：一種面向全景視頻的運(yùn)動(dòng)搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖象視頻壓縮技術(shù)，特別涉及全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法。
背景技術(shù)：
全景視頻(panoramic video)也稱為沉浸式視頻(immersive video)。觀察者視點(diǎn)不能隨 意變，改變觀察方向能夠觀察到周圍的全部場景。普通的二維視頻只反應(yīng)了全方位視頻的某 個(gè)局部，難以使人產(chǎn)生身臨其境的沉浸感，利用全景視頻可以建立起供用戶觀察的虛擬環(huán)境。 用戶通過在其中的漫游，能夠交互地從不同觀察點(diǎn)和方向了解環(huán)境。全景視頻攝像機(jī)的示意 圖如圖1所示，由多個(gè)攝像機(jī)對同一視點(diǎn)周圍的場景進(jìn)行采集處理。任何一個(gè)視角的二維場 景都可以由這些采集的圖像繪制出來。全景視頻可以應(yīng)用于廣播、存儲(chǔ)和交互式的在線應(yīng)用 等。
全景視頻的生成是基于一種圖象拼接技術(shù)。首先用若干個(gè)攝像機(jī)采集不同角度的實(shí)時(shí)圖 像(需要的攝像機(jī)個(gè)數(shù)與采集的角度有關(guān))，然后把同一時(shí)間內(nèi)采集到的不同角度的圖象用 一種無縫的圖像拼接技術(shù)縫合成一幅360度的全景圖。然后再把這幅全景圖用柱面或者球面 算法映射到一個(gè)二維的平面上。由于全景視頻圖像是由多幅采集圖像縫合而成，因此， 一般 來說，全景圖像的分辨率非常大，譬如說，2048X768。考慮一個(gè)每秒25幀的全景視頻序列， 則一秒的數(shù)據(jù)量達(dá)到112M。如此龐大的數(shù)據(jù)，不經(jīng)過有效壓縮，是無法進(jìn)行存儲(chǔ)，更不用說 實(shí)時(shí)傳輸。因此，研究研究全景視頻的壓縮技術(shù)，尤其具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。
目前在大多數(shù)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，采用的傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償估計(jì)方法是基于全搜索算法。該 算法雖然運(yùn)動(dòng)搜索的范圍比較廣，估計(jì)較為精確，但非常耗時(shí)。而在全景視頻里，圖像的分 辨率非常大，編碼的大部分時(shí)間都耗費(fèi)在運(yùn)動(dòng)估計(jì)上，若無法加速運(yùn)動(dòng)估計(jì)的時(shí)間，必將限 制很多全景視頻的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于率失真方法的快速運(yùn)動(dòng)搜索算法， 用于有效壓縮全景視頻。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案 一種基于率失真方法的快速搜索算法，包括以下步驟
(1)把每一幀全景視頻分割成互不重疊的塊，塊的尺寸有16X16、 16X8、 8X16和8
X8;
(2) 對當(dāng)前塊進(jìn)行初始化運(yùn)動(dòng)搜索；
(3) 判定當(dāng)前塊是否是零運(yùn)動(dòng)矢量的幀間編碼塊；
(4) 對己經(jīng)劃分好的8X8以上大小的塊使用一種閥值方法來判定是否要繼續(xù)進(jìn)行8X8 塊以下的分割。
進(jìn)一步地，步驟(1)中，塊的劃分依次為16X16、 16X8、 8X16和8X8的順序，使用
率失真算法判定最終塊大小。
進(jìn)一步地，步驟(2)中，所使用的快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法是三步快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。 進(jìn)一步地，搜索范圍是64X64，半像素精度搜索。
進(jìn)一步地，步驟(3)中，通過亮度和色度的殘差大小判定當(dāng)前塊是否為零運(yùn)動(dòng)矢量的幀 間編碼塊。
進(jìn)一歩地，所述歩驟(4)中，8X8塊大小以下的塊劃分包括8X8、 8X4、 4X8、 4X4。 本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于 (1)針對全景視頻的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種有效的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，相對傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 估計(jì)方法，編碼速度更快，同時(shí)保持相同的主觀重構(gòu)視頻質(zhì)量；
'(2)快速判定是否需要進(jìn)行8X8塊以下的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，節(jié)省了率失真優(yōu)化的運(yùn)算時(shí)間。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中由多個(gè)攝像機(jī)對同一視點(diǎn)周圍場景進(jìn)行采集處理的示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中基于率失真算法的宏塊劃分示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例中面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索算法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 , 如圖3所示，為本發(fā)明的一種面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法的操作流程圖。該方法
的操作步驟包括
步驟10中，首先將當(dāng)前幀劃分為互不重疊的16X16的塊，然后再依次劃分為8X16， 16X8， 8X8的塊
步驟20，在該步驟中，使用了一種快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，稱為菱形搜索法。菱形搜索法 使用兩種搜索模板，分別是9個(gè)檢測點(diǎn)的大模板和5個(gè)檢測點(diǎn)的小模板，開始搜索時(shí)使用大 模板，當(dāng)最佳點(diǎn)位于中心點(diǎn)時(shí)，再使用小模板。
步驟30，如果當(dāng)前塊的亮度的殘差和色度的殘差同時(shí)滿足以下條件，則當(dāng)前塊是零運(yùn)動(dòng)
矢量的幀間編碼塊-<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 5</formula>歩驟40,在16X16、 16X8、 8X16和8X8塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)束以后，若當(dāng)前塊亮度的預(yù) 測值和原始值的差，即亮度殘差大于一個(gè)設(shè)定的閥值Mffi—*，見以下公式，則16X16塊再 度劃分為8X8以下的塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì) '<formula>formula see original document page 5</formula>最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施 例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修 改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求 范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，包括以下步驟(1)把每一幀全景視頻分割成互不重疊的塊，塊的尺寸有16×16、16×8、8×16和8×8；(2)對當(dāng)前塊進(jìn)行初始化運(yùn)動(dòng)搜索；(3)判定當(dāng)前塊是否是零運(yùn)動(dòng)矢量的幀間編碼塊；(4)對已經(jīng)劃分好的8×8以上大小的塊使用一種閥值方法來判定是否要繼續(xù)進(jìn)行8×8塊以下的分割。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，其特征是，步驟(1)中， 塊大小的劃分為16X16、 16X8、 8X16禾I3 8X8。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，其特征是，步驟(2)中， 對當(dāng)前塊使用菱形搜索算法初始化運(yùn)動(dòng)矢量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求,l所述面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，其特征是，步驟(3)中， 用亮度預(yù)測殘差來判定當(dāng)前塊是否是零運(yùn)動(dòng)矢量的幀間編碼塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，其特征是，步驟(4)中， 用一種閥值法來判定當(dāng)前塊是否要繼續(xù)進(jìn)行8X8塊以下的分割。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向全景視頻的快速運(yùn)動(dòng)搜索方法，包括以下步驟(1)把每一幀全景視頻分割成互不重疊的塊，塊的尺寸有16×16、16×8、8×16和8×8；(2)對當(dāng)前塊進(jìn)行初始化運(yùn)動(dòng)搜索(3)判定當(dāng)前塊是否是零運(yùn)動(dòng)矢量的幀間編碼塊(4)對已經(jīng)劃分好的8×8以上大小的塊使用一種閥值方法來判定是否要繼續(xù)進(jìn)行8×8塊以下的分割。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于針對全景視頻的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種適合全景視頻編碼的快速運(yùn)動(dòng)搜索算法，方案比傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)搜索算法更簡潔，運(yùn)算時(shí)間更短，同時(shí)保持相同的全景視頻編碼效率。
文檔編號H04N7/26GK101350921SQ200710130319
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者晨 張 申請人:北京華辰廣正科技發(fā)展有限公司