自适应联合相邻运动矢量的运动补偿插值算法

帧率上采样作为一种视频后处理技术,通过对原始视频插值得到高帧率视频,满足人们对高帧率视频的需求.传统基于重叠块的插值补偿算法会带来块效应或鬼影现象.为了解决这一问题,人们提出联合匹配块及其相邻块预测的方法,但是复杂度高,效果不明显.基于以上几点,本文提出一种自适应联合相邻运动矢量的运动补偿插值算法(Joint Motion-Compensated In-terpolation Algorithm Using Adjacent Block Motion Vectors Adaptively,AJ-MCI).在该算法中,将运动矢量矫正和运动补偿插值算法相结合,同时运动补偿模块中自适应地联合相邻匹配块,以最大限度刻画真实运动轨迹.实验结果表明,本文算法能很好的提升视频的主客观质量,同时保持较低计算复杂度.     

一种适用于遮挡问题的运动补偿帧插值方法

针对二维运动估计中常出现的遮挡问题,提出一种基于网格模型的运动补偿自适应帧插值技术,将图像帧中分为3种不同区域,根据各自的特点分别进行运动估计和运动补偿插值。在准确检测遮挡区域前提下,单独对遮挡区域处理有效地减小了运动估计误差。提出采用特征窗口运动补偿匹配的方法进行网格节点运动矢量估计,消除了传统块匹配方法导致的块效应,得到了亚像素的匹配精度。实验证明,该方法简单易行,有效地解决了遮挡区域的运动估计问题,插值图像具有较好的视觉效果。     

基于运动连续性的遗帧率上变换算法

为了解决高清视频序列固有的运动模糊、残影等问题,同时提高低比特率通信的质量,提出了一种新的帧率上变换算法.该算法将遗传算法引入到运动估计中并结合现有运动估计算法进行了改进,使其充分利用视频在时间上和空间上的连续性,提高算法性能,同时减小算法的复杂度;对得到的运动矢量场进行了矢量细化处理,减小了块效应;并利用邻域运动矢量进行加权的重叠块运动补偿,提高内插块的精度.实验结果表明,与传统算法相比,该算法在主客观评估中都有较大的性能提升.     

基于运动相似性的帧率提升算法

为提升低比特率通信接收端的视频帧率,解决快速运动中的图像模糊问题,提出了一种基于运动相似性的帧率提升算法,其三维递归搜索来减少运动估计的计算复杂度,利用自适应的判决窗口减少非相似运动对运动矢量预测的影响,提高运动估计的精度;同时构建运动相似因子,对不同的运动相似块进行不同的运动矢量细化操作,减小块效应;利用对应的相似运动窗口来进行重叠块补偿插值,提高插值的精度.实验结果表明,该算法在主客观方面有较好的性能提升.     

Wyner-Ziv视频编码中边信息生成算法研究

在Wyner-Ziv视频编码系统中,针对生成边信息容易出现块效应和重影现象的问题,提出了一种基于原始图像相关性的重叠块双向运动补偿算法.在编码端计算原始图像相关性,并将相关性数据发送到解码端辅助运动估计,得到较精确的运动矢量,最后通过重叠块双向运动补偿生成边信息.实验结果表明,与现有的双向运动补偿内插算法相比,提出的算法生成边信息的平均PSNR可以提高1.5~3dB,且边信息的主观质量也有明显改善.     

一种基于H．264的有效运动估计算法

运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点，高精度的匹配和补偿可以减少预测误差，提高视频图像的压缩效果．为降低在视频编码标准H．264中运动估计的高计算复杂度问题，提出了采用一种基于节点模型的可变形块匹配运动估计算法来搜索最佳运动矢量．该算法充分利用了H．264运动矢量的的统计特性和相关性，并采用基于像素差值分类的运动估计匹配准则．实验表明，在编码性能损失很小的条件下，该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度．     

一种基于时空相关性的运动估计算法

研究了一种基于时空相关性的运动估计方法。提出在块匹配法中,对于运动相关性好的块根据相邻块或前一帧图像的运动预测出它的初始运动矢量,然后在小范围内搜索,做运动矢量的优化。对传统的块匹配运动估计,给出了提高运动矢量一致性的修正准则。实验结果表明,本文算法所得的运动矢量一致性远高于传统块匹配法,同时能保持和全局搜索法相媲美的预测质量,而运算时间则有较大幅度缩短。     

空时相关多分辨运动估计算法

本文提出了一个新的序列图象运动矢量估计算法:空时相关多分辨运动估计算法,充分利用运动矢量场在空域相邻块,时域物体运动和分层父子块之间的相关性降低运动搜索范围。达到比三步法还要少的搜索次数,运动补偿增益和运动矢量熵均比三步法有明显改善.     

基于可变块运动矢量的边信息生成算法*

在分布式视频编码系统中,针对图像中细节丰富的区域易造成严重的块效应,提出了一种基于可变块运动矢量的边信息生成算法。根据前后相邻关键帧对应块的相关性,将像素块分为保留块和运动块。对保留块直接作保留处理,对运动块中的像素块继续进行分割并计算子块的初始运动矢量,最后将所有对应块的运动矢量进行加权自适应运动补偿得到改进的边信息。实验结果表明,对于运动较剧烈复杂的视频序列,该算法能够提高边信息生成质量, 并且使得改进后的边信息PSNR值提高了0.98~1.33 dB。     

H.264编码器参考帧内存优化方法

提出了一种优化参考帧内存的新方法：每个参考帧的亮度参考图像仅包含了图像内的整数像素和扩展边界中的整数像素;在运动矢量搜索时先利用亮度参考图像找到整数运动矢量,而后由整数运动矢量搜索分数运动矢量,在每一次的搜索过程中根据搜索位置的分数运动矢量在亮度参考图像上找到对应的整数像素子块,对该子块进行插值运算获取所需的参考子块并进一步处理而获取对应代价,最后根据代价最小准则获取最佳运动矢量.试验证明这种优化方法能大大减小内存,且保证图像质量和码率几乎没有变化.     

Content-based adaptive spatio-temporal methods for MPEG repair

Block loss and propagation error due to cell loss or missing packet information during the transmission over lossy networks can cause severe degradation of block and predictive-based video coding. Herein, new fast spatial and temporal methods are presented for block loss recovery. In the spatial algorithm, missing block recovery and edge extention are performed by pixel replacement based on range constraints imposed by surrounding neighborhood edge information and structure. In the temporal algorithm, an adaptive temporal correlation method is proposed for motion vector (MV) recovery. Parameters for the temporal correlation measurement are adaptively changed in accordance to surrounding edge information of a missing macroblock (MB). The temporal technique utilizes pixels in the reference frame as well as surrounding pixels of the lost block. Spatial motion compensation is applied after MV recovery when the reference frame does not have sufficient information for lost MB restoration. Simulations demonstrate that the proposed algorithms recover image information reliably using both spatial and temporal restoration. We compare the proposed algorithm with other procedures with consistently favorable results.     

Block-based motion field segmentation for video coding

In the past few years, motion compensation has been widely used in the coding of image sequences. Most of motion estimation and compensation schemes belong to block-based framework. The framework simplifies the complexity of motion estimation, but gives over constraints to the motion field, which results in worse accuracy on the boundary of moving objects. This paper presents a novel technique for raising motion field accuracy. It uses several pre-defined pattern types to segment the motion fields of the previous frame of a sequence. The segmentation is based on the MAP framework that uses iterative method to obtain the solution. In addition, we develop a predictive scheme to predict the location of motion field discontinuities in the current frame, which further reduces the side information for the representation of segmentation.     

分布式视频编码中的边信息优化算法*

在分布式视频编码中的运动补偿插值算法通常采用正方形分块方案,然而考虑到视频中物体的运动和复杂的图像纹理结构,仅采用正方形分块不能得到优异的匹配效果.因此在基于小波域的分布式视频编码系统基础上,采用非规则分块方案来提取物体的边缘信息,从而提高运动估计时的匹配精度.实验结果表明,该方案在一定程度上能提高边信息质量.     

基于三维递归搜索的多级运动估计视频帧率上转换算法

运动补偿插帧是目前主要的帧率上转换方法。为减小内插帧中的块效应,并降低运算量以满足实时高清视频应用,该文提出了一种基于3维递归搜索(3-D Recursive Search, 3-D RS)的多级块匹配运动估计视频帧率上转换算法。该算法将3-D RS与双向运动估计相结合,首先对序列中相邻帧进行由粗到精的三级运动估计,再利用简化的中值滤波器平滑运动矢量场,最后通过线性插值补偿得到内插帧。实验结果表明,与现有的运动补偿插帧算法相比,该算法内插帧的主、客观质量都有所提高,且算法复杂度低,有很强的实用性。     

一种基于区域搜索的全局运动估计与补偿算法

开展全局运动估计与补偿研究是进行动态目标检测中的基础和前提。在总结现有运动估计与补偿方法的基础上,提出一种基于图像分割区域的运动性和大小的全局运动估计与补偿算法。首先,通过建立区域搜索的全局运动模型,同时进行区域定性分割和区域大小排序;然后,根据误差最小化准则在指定的分割区域中进行线性递归搜索,利用门限准则寻找出最佳的运动估计参数;最后,根据双线性内插法获得运动位移量。实验结果比较可知,所提算法较三步搜索算法(TSS)和全局搜索算法(FSA)等传统算法具有更高的准确性(图像平移帧差)和实时性(算法运行时间),能够很好地实现运动背景的全局校正。     

An effective mesh-based motion compensation technique for video coding

The block-matching algorithm is the most popular motion compensation technique in video coding. However, it cannot provide acceptable quality at very low bit rate. In this paper, a new mesh-based motion compensation method is proposed to attack the problem. First, a regular non-uniform mesh, which has regular structure with variable patch size, is presented. The patch size is varied according to motion activity of a video sequence. Next, a weighted interpolation block matching is developed to improve the estimate accuracy of displacements of grid points. It utilizes the motion correlation between a grid point and its associated patches. Finally, based on the new mesh and motion estimation scheme, an efficient motion compensation algorithm is developed. When compared to the conventional motion compensation techniques, the proposed method improves performance significantly with lower computational complexity and overhead information bits.     

背景渐变的视频对象分割算法研究及实现

提出了一种有效的背景渐变的视频对象分割算法.首先将前一帧分成前景和背景两部分,然后采用灰度投影匹配算法对当前帧进行全局运动估计和补偿,将当前帧与上一帧进行差分运算,便可得到差分图像.通过对差分图像进行二值化处理,得到运动模板并与前景信息进行相与计算,再结合当前帧信息便可得到运动目标.在TI公司的TMS320DM642芯片上验证了该算法,实验结果表明该算法不仅对亮度变化和环境变化具有鲁棒性,而且可独立、精确地分割出运动目标.     

Multi-resolution motion estimation and compensation based on adjacent prediction of frame difference in wavelet domain

Aiming at the higher bit-rate occupation of motion vector encoding and more time load of full-searching strategies,a multi-resolution motion estimation and compensation algorithm based on adjacent prediction of frame difference was proposed.Differential motion detection was employed to image sequences and proper threshold was adopted to identify the connected region.Then the motion region was extracted to carry out motion estimation and motion compensation on it.The experiment results show that the encoding efficiency of motion vector is promoted,the complexity of motion es timation is reduced and the quality of the reconstruction image at the same bit-rate as Multi-Reso lution Motion Estimation (MRME) is improved.     

基于MPEG的全局运动估计技术

提出了一种基于MPEG（moving Picture experts group)的全局运动估计技术;利用四参数模型来描述由摄像机运动带来的全局运动,再利用基于块匹配的算法来求解4个参数,进而作相应的运动补偿,由于MPEG视频流中的运动矢量蕴含了最优块匹配的信息,所以不需要对MPEG视频流完全解码,即可进行参数估计,实验证明该算法速度较快,并能通过运动补偿排除由摄像机运动造成的伪运动区域的干扰。