吴燕秀，王法翔

（1.福州大学 物理与信息工程学院，福建 福州 350002；2.福建省集成电路中心，福建 福州 350002）

AVS整像素运动估计的搜索算法很多，其中全搜索块匹配算法因数据流规则匹配率高并且没有复杂的动态反馈和决策逻辑，最适合可变块大小运动估计，故本文选择全搜索块匹配算法。现有的全搜索块匹配算法运动估计硬件结构在面积及处理速度上已做了很多努力，如参考文献[2-5]提出的实现方案：参考文献[2]利用像素截断的方法，将像素低位截断，在保证图像信噪比降低不多的情况下大大减少了运算量；参考文献[3]提出了二维intra-Level SAD计算阵列的运动估计结构，在列方向上数据重用率可达到100%；参考文献[4]和[5]提出的结构能够实现100%的硬件处理器利用率，但是均存在I/O带宽大的缺点。本文根据AVS整像素运动估计的特点，采用二维内置SAD加法树计算阵列，通过合理安排片上存储，极大地降低了I/O带宽；运用了加1电路选择进位加法器，进一步缩小了结构面积，提高了处理速度，实现了适用于AVS的高性能整像素运动估计硬件设计。

1 AVS运动估计算法

1.1 可变块运动估计

基于块的运动估计，即找到当前帧的块在参考帧中一定范围内最匹配的块所在的相对位置，这个相对位置称为运动矢量。AVS标准中规定将16×16的宏块进一步划分为 8×16、16×8、8×8 的子块，如图1 所示，这样能够提供更加精确的运动矢量预测。可变块运动估计需要对每个宏块的所有子块进行块匹配，即进行9次计算。本文采用如图2所示的加法树结构，所有的大块由小块简单相加即可，大大减少了计算量[4]。……