一种基于子搜索格雷码核的快速视频块运动估计算法

快速视频块运动估计是视频编码中的一个重要问题。在格雷码核( GCK)算法的基础上,提出一种改进的子搜索格雷码核( Sub-GCK)算法。理论上的计算复杂度分析表明：提出的子搜索格雷码核算法的运算量大约为原始格雷码核算法的22.1%。实验比较了子搜索格雷码核算法、原始格雷码核算法和其他几种常见的运动估计算法的编码性能,结果显示：新算法在保证编码质量的前提下,有效降低了运动估计时间,时间约为原始格雷码核算法的41.9%。     

一种结合遗传算法和钻石搜索的多模式快速运动估计方法

为了解决视频编码中运动矢量搜索精度与速度的矛盾,本文提出了一种基于遗传算法(GA)和钻石搜索(DS)的多模式快速运动估计方法——MMS算法.它以图像序列的时空预测矢量作为图像活动剧烈程度的判据,自适应选择搜索模式.针对平缓运动类型使用快速的DS搜索模式,针对剧烈运动类型使用GA/DS联合搜索模式.与现有的次优解快速算法相比,MMS有效地解决了在大运动矢量情况下编码器性能下降的问题,可以从整体上提升编码器的性能,接近理想的全搜索法的结果;与其它直接利用GA进行全局优化的方法相比,MMS利用DS配合GA实现加速收敛.此外,通过引入多模式处理的概念,在保证搜索精度的同时,充分发挥了次优解算法的效率,整体编码速度与DS等快速算法的结果十分接近.这一方法为有效地解决运动估计中的矛盾问题提供了一个新的处理框架.实验结果验证了算法的性能.     

一种适用于AVS-M的自适应快速运动估计算法

为了减小移动视频编码标准(AVS-M)中运动估计模块的复杂度,提出了一种快速、有效的块匹配运动估计算法.该算法充分利用了视频图像中运动矢量场的中心偏置特性和时空相关性,根据运动类型自适应的选择搜索起点和搜索策略,结合改进的搜索模板和高效搜索中止准则,有效地降低了运动估计的运算量.实验结果表明,该算法在保证搜索精度的同时,大大减少了搜索点数.     

一种搜索形状可变的快速运动估计算法

本文提出了一种以菱形和六边形联合搜索为基础的搜索形状可变(ＶＳＳ)的运动估计快速算法,何用于Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４中的视频编码。试验结果表明,在获得与现有ＴＳＳ、ＮＴＳＳ、４ＳＳ和ＤＳ等快速算法相当的图像质量和信噪比的情况下,该算法有效减少了搜索次数,提高了搜索效率,尤其对于中大运动量的视频图像运动估计效果更为明显。     

一种起点预测的十字形快速运动估计算法

基于时运动矢量概率分布的方向性中心偏移特性和起点预测搜索技术的研究,提出了一种起点预测的十字形快速运动估计算法(IPPAFA),在保持搜索精度的同时有效降低了计算复杂度。实验结果表明,在图像质量几乎不下降的情况下,与钻石搜索算法(DS)和运动矢量场自适应搜索算法(MVFAST)相比,该算法在速度和准确性方面都优于传统的快速运动估计算法。     

一种运动估计的快速预测搜索算法

本文提出了一种运动估计的快速预测搜索算法(PSA)。该算法首先用当前块的三个邻近块运动矢量的线性加权来得到预测矢量,然后以预测点为起始点,采用33的搜索窗进行搜索步长为1的移动窗搜索,直到搜索到达搜索域的边界或搜索的局部最小点位于搜索窗的中心时停止。该算法由于利用了序列图象的实际运动矢量与预测矢量之间距离的空间分布特性一中心偏置分布特性和时间上的相关特性,并采用了中止判决准则,可以明显地减少搜索次数。仿真表明这种算法减少了搜索范围和搜索次数,提高了搜索效率,降低了运动估计的计算复杂性。本文还详细地给出了PSA算法与其它常用快速算法的比较结果。     

基于H.264视频编码的运动估计算法研究

运动估计是视频编码中最重要且最耗时的一部分,它占用整个视频编码60％～80％的时间.研究高效的、快速的运动估计算法是目前视频压缩技术中的重要研究课题.基于H.264视频编码标准,选择x264作为测试编码器,分析了x264的4种运动估计算法,通过加入非对称小菱形搜索,降低搜索点数,部分算法优化,对非对称十字型多层次六边形格点搜索算法(UMHexagonS)进行了改进,提高了运动估计算法效率.提出了非对称十字型多层次八边形格点搜索(x264_ME_UMO)算法.通过对各种视频序列的测试表明,在基本保持原有编码性能和图像质量的情况下,优化后的算法编码速度平均提高了约17％,能更好地满足实际应用的需求.     

一种改进的快速块匹配运动估计算法

为了提高运动向量估计算法的速度和精度,提出了一种改进的快速块匹配运动估计算法:依据之前宏块的运动向量,估计当前宏块各可能的运动向量对应的概率值,组成和搜索窗口同样大小的概率矩阵,并根据概率大小限制搜索的次数。仿真结果表明:与标准菱形搜索法相比,在精度略有提高的同时,有效的提高了搜索效率。     

一种基于自适应模板的运动估计算法

在对H.264参考模型JM10.2中采用的非对称十字多重六边形网格搜索(UMHexagonS)运动估计算法进行详尽分析的基础上,提出了针对非对称动态十字搜索、5×5模板搜索和非均匀多层次六边形格点搜索模式三方面的改进措施来优化算法.该自适应模板运动估计算法可显著减少运动估计所需搜索点数,实验表明,本文算法可在图像质量和码率基本不变的前提下平均可节省30％运动估计时间.     

基于网格模型的运动估计技术

网格模型的运动估计和跟踪在基于模型的编码方法中占有重要的地位,在现有的网格运动估计技术中,六边形匹配(Hexagonal Matching)是一种有效的网格模型运动估计算法,它采用局部最优和迭代策略相结合的方法得到较好的全局运动估计结果.六边形匹配算法由块搜索和迭代六边形匹配两步组成,同所有的基于模型的运动估计技术一样,六边形匹配算法也存在运算量大的问题难于满足实时编码需要.本文对六边形匹配算法从三个方面进行改进:用四步搜索替代全搜索、快速的纹理映射技术和有效的节点排序减少迭代次数.改进后的算法在基本上保证原算法的运动估计效率的情况下,算法的复杂度有明显的降低,使得基于模型的编码技术向实用化前进了一步.     

一种改进的运动估计快速搜索算法

运动估计是视频压缩中帧间预测编码的关键技术之一。在各个压缩标准中都广泛使用了基于块的运动估计技术。由于运动估计通常具有较大的运算量，因此对压缩性能具有重要的影响。文中分析了视频序列的特点和对现有的快速搜索算法深入理解的基础上提出了一种改进的快速运动估计搜索算法，实验表明该算法对压缩性能有较好的改进。     

H.264中块匹配的快速搜索算法研究

在新一代视频压缩编码标准H．264中，块匹配运动估计有着举足轻重的地位，它的性能影响着输出码流的质量。在块匹配中运动估计耗时最多，为了减少运动估计的时间和搜索的次数，常采用快速搜索算法。介绍块匹配运动表示法，详细研究块匹配中的3种快速搜索算法的搜索过程，并对3种算法的性能作比较分析。     

基于模式和时空相关性的运动估计快速算法

H.264标准中的多尺寸块运动估计,在显著提高编码性能的同时,大大增加了其计算量,使得H.264实时编码器的实现面临巨大挑战.本文充分利用视频图像的时空相关性和多尺寸块间的运动相似性,根据运动向量的中心偏置特性,提出了一种运动估计快速算法.该算法通过有效地预测搜索起点,自适应选择搜索模式以及采用二级终止搜索策略等方式,在编码性能相当的情况下,运动估计的速度比全搜索算法提高了95~247倍,比H.264推荐的快速算法提高了4.1~6.3倍.     

一种运动估计的快速搜索方法

本文提出了动态图像压缩中估计运动矢量的一种快速搜索算法。分析与实验表明，该算法的计算量大大低于二维全搜索，而匹配效果优于三步法等快速算法，目硬件实现简单。它适用于动态图像的实时编码。     

视频压缩中运动估计算法的研究

MVFAST算法是视频压缩中一种重要的运动估计算法,但其缺乏是对图像时域相关性的考虑会造成不恰当的运动类型划分。因此,针对这个问题提出一种改进的运动矢量场自适应运动估计算法。该算法基于MVFAST分级搜索的思想,通过优化运动强度的划分方法,引入相对运动类型的划分来对大运动块自适应地选择搜索模式,使用简单的搜索策略,自适应地提前结束搜索。实验结果表明,该改进算法与MVFAST算法相比,在图像质量稍有下降的前提下,具有搜索速度上的明显优势。     

Fast multi-frame motion estimation for H264/AVC system

Advanced video compression standard, H264/AVC, with multi-frame motion estimation, can offer better motion-compensation than the previous coding standards. However, the implementation of real-time multi-frame estimation for an H264/AVC system is difficult due to heavy computations. In this paper, a fast algorithm is proposed in an effort to reduce the searching computation for motion estimation with five reference frames. The fast multi-frame motion estimation consists of the adaptive full-search, three-step search, and diamond search methods using the content adaptive control process. Efficient control flow is proposed to select the searching algorithm dependent on video features. The adaptive algorithm can achieve better rate-distortion and lower computation for H264/AVC coding. The experiments indicate that the speed-up is 6–15 times compared with the full search method, while the image quality slightly degrades.     

FPGA architecture of the LDPS Motion Estimation for H.264/AVC Video Coding

Motion estimation is a highly computational demanding operation during video compression process and significantly affects the output quality of an encoded sequence. Special hardware architectures are required to achieve real-time compression performance. Many fast search block matching motion estimation (BMME) algorithms have been developed in order to minimize search positions and speed up computation but they do not take into account how they can be effectively implemented by hardware. In this paper, we propose three new hardware architectures of fast search block matching motion estimation algorithm using Line Diamond Parallel Search (LDPS) for H.264/AVC video coding system. These architectures use pipeline and parallel processing techniques and present minimum latency, maximum throughput and full utilization of hardware resources. The VHDL code has been tested and can work at high frequency in a Xilinx Virtex-5 FPGA circuit for the three proposed architectures.     

MPEG-2编码芯片中运动估计电路的设计

运动估计是视频压缩中最重要的环节，文章讨论了运动估计的基本原理并分析了其特点，采用了三步分层搜索算法．设计了一种基于MPEG-2的主档次标准的9PE全并行结构的高速运动估计电路，并通过FPGA验证，系统时钟频率达到35MHz，性能达到了实时编码的要求。     

A variable block size motion estimation algorithm for real-time H.264 video encoding

This paper presents an efficient variable block size motion estimation algorithm for use in real-time H.264 video encoder implementation. In this recursive motion estimation algorithm, results of variable block size modes and motion vectors previously obtained for neighboring macroblocks are used in determining the best mode and motion vectors for encoding the current macroblock. Considering only a limited number of well chosen candidates helps reduce the computational complexity drastically. An additional fine search stage to refine the initially selected motion vector enhances the motion estimator accuracy and SNR performance to a value close to that of full search algorithm. The proposed methods result in over 80% reduction in the encoding time over full search reference implementation and around 55% improvement in the encoding time over the fast motion estimation algorithm (FME) of the reference implementation. The average SNR and compression performance do not show significant difference from the reference implementation. Results based on a number of video sequences are presented to demonstrate the advantage of using the proposed motion estimation technique.