基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法
专利汇可以提供基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于粒子滤波的多 帧 参考 运动估计 方法，属于视频压缩编码技术领域。该方法包括如下步骤：先采用全搜索的方法对待编码 块 在相邻参考帧内进行搜索，从中选取编码代价最小的若干个点构成初始粒子集；更新初始粒子集得到下一参考帧粒子集；在下一参考帧中计算粒子集中各粒子权值，并估计得到最优粒子；利用各粒子权值重 采样 ，并对重采样得到的各个粒子进行更新，得到下一参考帧粒子集；循环粒子的权值计算、估计、更新的过程直至达到最大参考帧，以搜索得到的编码代价最小粒子所对应的块对待编码块编码；遍历整帧图像，完成整帧图像编码。本发明采用粒子滤波方法进行多帧参考运动估计，在保证编码 质量 的同时大幅减少了运动估计的时间。，下面是基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法专利的具体信息内容。
1.一种基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在图像序列中，以待编码帧之前最接近的z个已编码帧为参考帧，其中，
1≤z≤16；首先以待编码帧的前一个参考帧为当前参考帧，并在所述当前参考帧中采用全搜索的方法对待编码帧的其中一个待编码块进行运动搜索，得到该当前参考帧的搜索窗内所有点的编码代价，并从中选取编码代价最小的K个点构成粒子集，其中，10≤K≤100；再选取编码代价最小的点作为当前最佳粒子，将所述待编码块的起始点到所述当前最佳粒子所对应点的运动矢量记录为待编码块的前向运动矢量；
（2）对步骤步骤（1）得到的粒子集中的各个粒子和当前最佳粒子进行更新；
（3）判断当前参考帧是否为第z个参考帧：若是，则进入步骤（7）；否则以该当前参考帧的前一个参考帧作为当前参考帧进入步骤（4）；
（4）在当前参考帧中，以当前最佳粒子对应的点为搜索窗的中心，对所述粒子集中各个粒子对应的点进行搜索，分别得到各个粒子对应的点的编码代价，利用所得到的编码代价计算得到所述粒子集中各个粒子的权值；同时以最小编码代价所对应的点作为当前最佳粒子；
（5）利用步骤（4）得到的粒子集中各个粒子的权值进行估计，得到最佳估计点，并计算该最佳估计点的编码代价；判断该最佳估计点的编码代价是否小于步骤（4）所述的最小编码代价：若小于，则以该最佳估计点的编码代价作为最小编码代价，并以所述最佳估计点作为当前最佳粒子并执行步骤（6），否则直接执行步骤（6）；
（6）对所述粒子集中的每个粒子进行重采样，分别对应得到一个重采样粒子，对所述各个重采样粒子和当前最佳粒子进行更新并返回执行步骤（3）；
（7）对以当前最佳粒子所对应的点为起始点的块与所述待编码块的残差和运动矢量进行编码，完成所述待编码块的编码；
（8）遍历步骤（1）所述待编码帧，判断是否还存在待编码块；若存在，则返回步骤（1）对下一个待编码块进行编码；若不存在，则结束。
2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法，其特征在于，步骤（2）所述所述更新的方法如下：
首先利用式（1）和式（2）计算得到状态转移点；
(1)
(2)
式（1）和式（2）中，Px、Py分别表示状态转移点的横坐标和纵坐标；Pbest_x、Pbest_y 分别表示当前最佳粒子所对应点的横坐标和纵坐标；M、N 分别代表所述待编码块在水平和竖直方向上的像素个数；%表示取余操作；
然后，在当前参考帧中查找以所述状态转移点为起始点的块的前向运动矢量；再将步骤（1）得到的粒子集中的各个粒子和当前最佳粒子所对应点的坐标分别加上该前向运动矢量相应得到新的坐标点，完成所有粒子的更新。
3.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法，其特征在于，步骤（6）所述更新的方法如下：
首先利用式（1）和式（2）计算得到状态转移点；
(1)
(2)
式（1）和式（2）中，Px、Py分别表示状态转移点的横坐标和纵坐标；Pbest_x、Pbest_y 分别表示当前最佳粒子所对应点的横坐标和纵坐标；M、N 分别代表所述待编码块在水平和竖直方向上的像素个数；%表示取余操作；
然后，在当前参考帧中查找以所述状态转移点为起始点的块的前向运动矢量；再将步骤（6）所述各个重采样粒子和当前最佳粒子所对应点的坐标分别加上该前向运动矢量相应得到新的坐标点，完成所有粒子的更新。
4.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法，其特征在于，步骤（4）中，利用式（3）计算所述“粒子集中各个粒子的权值”：
(3)
式（3）中，Wa表示所述粒子集中第a 个粒子的权值；SADa表示所述粒子集中第a个粒子的SAD值；SADp表示所述粒子集中第p个粒子的SAD 值；p 表示粒子在所述粒子集中的编号；K表示所述粒子集中粒子的数目。
5.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法，其特征在于，在步骤（6）中，所述“对所述粒子集中的每个粒子进行重采样”的方法如下：
先利用式（4）计算得到所述粒子集中各个粒子的判定参数；
(4)
式（4）中，Jp表示所述粒子集中第p个粒子的判定参数；K 表示所述粒子集中粒子的数目；Wp表示所述粒子集中第p 个粒子的权值；
然后，判断Jp是否大于0：若大于，则将所述粒子集中的第p个粒子替换为当前最佳粒子所对应的点；否则保持所述粒子集中的第p个粒子不变。
基于粒子滤波的多帧参考运动估计方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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