一种基于H.264/AVC的多参考帧快速选择算法

最新的视频编码标准H.264/AVC采用了多参考帧运动估计来提高编码效率，增加的计算量与参考帧数目成正比。为避免搜索多余的参考帧，提出了一种低复杂度参考帧确定算法来快速确定当前宏块所需的参考帧。实验结果表明，本算法在保持率失真性能的前提下有效减少多参考帧预测的计算复杂度并节省了时间。     

基于多分辨率的H.264多参考帧运动估计算法

提出一种基于多分辨率的H.264多参考帧运动估计算法,通过引入多分辨率的思想,迅速得到第1个参考帧的运动矢量,利用该运动矢量和已建立的临时矢量映射表预测其余参考帧的运动矢量,无须对多参考帧中的每一帧都进行同等复杂度的运动搜索。在x264编码平台下的实验结果表明,该算法在保持H.264编码器编码性能的同时,可显著提高编码器的编码速度。     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

提出一种应用于H.264中的多参考帧快速整像素运动估计算法,该算法通过有效地预测多参考帧中的搜索起始点和将菱形算法扩展到多参考帧情形,在很大程度上降低多参考帧运动搜索的计算量。试验结果表明,与H.264参考软件JM9.6中的快速算法UMHexagonS相比,该算法保持了较好的图像质量且码率几乎不变,运动估计时间平均减少约60%。     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

H．264编码器支持7种块类型在多个参考帧中搜索最佳运动矢量。参考代码采用逐一搜索的方式，极大地增加了计算复杂度。该文根据相邻帧间运动矢量和像素的相关性，将菱形算法扩展到多参考帧情形，提出了一种新的块匹配运动估计算法一三维菱形法。实验表明，该算法在保持高信噪比和低比特率的同时，能有效地降低编码器复杂度。     

一种基于H.264的可变块快速运动估计算法

H.264是最新的视频编码标准,它相对于以前的视频编码标准在编码效率上有了巨大的提高。高编码效率得益于采用了一系列新的编码技术,这也导致了较高的计算复杂度。H.264运用了可变块运动估计方法,这也是H.264编码过程中最耗时的模块。提出了一种基于H.264的可变块快速运动估计算法。该算法基于以下3种策略:静止块的预测、非静止块的预测搜索和合并过程中的自适应精细搜索。试验结果证明,该算法能够将计算复杂度降低到快速全搜索运动估计算法的3%,而PSNR和码率几乎与快速全搜索算法得到的结果相当。     

H.264中基于多分辨率高效帧间预测算法

针对H.264视频编码标准,提出一种帧间编码的快速模式选择和运动搜索算法。此算法基于多分辨率运动估计方案和新率失真模型进行预测模式快速选择,并结合带提前退出准则的快速搜索算法来加速搜索过程。新算法能使运动估计的计算复杂度大幅降低。实验结果表明,同全搜索算法相比,在编码效率略微下降条件下,编码速度提高60到120倍。     

改进的H.264帧间模式选择算法

针对H.264帧间模式选择算法存在的问题,提出一种帧间模式选择快速算法.算法采用8×8块运动矢量同质性分析对宏块模式进行选择,缩小候选模式范围,降低H.264帧间模式选择算法的计算复杂度;使用模式相关和运动矢量合并对UMHexagonS算法进行优化,减少大量的运动估计搜索点数,取得了较高的编码效率.实验结果表明,与使用UMHexagonS的帧间模式选择算法相比,该算法在峰值信噪比及输出码流码率基本不变的前提下,可以平均减少大约50％的运动估计时间.     

基于H.264的帧间预测快速算法

为了快速地进行运动估计,针对H.264帧间编码全搜索的计算复杂度太高,不能应用于实时处理的缺点,本文实现了一种适合于H.264的快速搜索算法。该算法针对H.264多预测模式的特点,利用其相互间的相关性来确定预测点;同时利用运动图像的一般规律来确定预测点,从而使得预测点的确定时间得以减少。在预测点确定后再用钻石算法搜索,这使得整个帧间预测时间大为缩短。实验结果表明,该算法能够在码率增加不超过1%,信噪比(signal noise ratio,SNR)下降不超过0.1dB的情况下,使得运动估计速度提高将近65%。     

H.264中高效块匹配运动估计方法研究

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,通过对H.264运动估计算法的深入研究,提出了一种利用时空域运动相关性的高效块匹配搜索算法。该算法充分利用视频序列的运动程度与宏块编码模式间的关联特性以及运动矢量的统计特征进行运动模式判定,实现了一种简单高效的块匹配方法,并且根据不同的运动模式动态改变搜索策略。实验结果表明,在保持PSNR方面性能不受损失的同时,减少了运动估计的搜索复杂度,降低了运算复杂度,提高了编码的实时性。     

基于H.264 UMHexagonS运动估计算法的改进

针对H.264多模式运动估计与模式选择编码时间开销较大的问题,提出一个降低UMHexagonS(Unsymmetrical-cross Multi-Hexagon-grid Search)运动估计算法计算复杂度的改进算法。通过不等式对搜索区域点的有效性进行预判断,同时结合十字交叉5点搜索法代替5×5小矩形搜索,达到减少搜索点数目的。实验结果表明该算法有效降低了多模式运动估计与模式选择编码的时间开销,能节约大概9%¹8%的编码时间而视频质量没有明显降低。     

联合分数运动估计优化的多参考帧快速选择算法

多参考帧和分数运动补偿技术虽然提高了视频编码性能,但同时也使编码器的内存消耗和计算复杂度成倍地增加.其主要原因是多参考帧技术令会运动估计重复地应用在每个参考帧上.通过分析这两种技术对编码性能贡献的相关性,提出了一种联合优化的快速算法.首先,根据不同参考帧之间的合成运动向量,选择空间上最接近的候选参考帧.然后,通过二维多项式模型预测最优分数残插值,决定采用分数运动估计的参考帧.实验结果表明,该方法在不损失任何率失真性能的情况下,可以把计算的复杂度减少为原来的1/3.     

An efficient multi-layer reference frame motion estimation for video coding

Most of the fast search motion estimation algorithms reduce the computational complexity of motion estimation (ME) greatly by checking only a few search points inside the search area. In this paper, we propose a new algorithm—multi-layer motion estimation (MME) which reduces the computational complexity of each distortion measure instead of reducing the number of search points. The conventional fast search motion estimation algorithms perform ME on the reference frame with full distortion measure; on the contrary, the MME performs ME on the layers with partial distortion measures to enhance the computational speed of ME. A layer is an image which is derived from the reference frame; each macro-pixel value in the layer represents the sum of the values of the corresponding pixels in the reference frame. A hierarchical quad-tree structure is employed in this paper to construct multiple layers from the reference frame. Experimental results on different video sequences show evidence that many motion vectors have been found similar both in the reference frame and the layers. The effectiveness of the proposed MME algorithm is compared with that of some state-of-the-art fast block matching algorithms with respect to speed and motion prediction quality. Experimental results on a wide variety of video sequences show that the proposed algorithm outperforms the other popular conventional fast search motion estimation algorithms computationally while maintaining the motion prediction quality very close to the full-search algorithm. Moreover, the proposed algorithm can achieve a maximum of 97.99 % speed-improvement rate against the fast full-search motion estimation algorithms which are based on hierarchical block matching process. The proposed MME performs the motion estimation on the layers by using three types of search patterns. The derivation of these search patterns exploits the characteristic of the center-biased motion vector distribution and that of less intensive block distortion measurement of the layers.     

一种针对MPEG-4 AVC/JVT/H.264的快速多帧运动估计算法

在H．264标准中，运动估计的编码运算量非常复杂。通过重新使用上一参考帧中的运动矢量信息，论文提出了一种效率较高的搜索算法，即无需在全部的参考帧中搜索，只使用存储的运动矢量来组成当前的运动矢量。这种算法还可以结合其他快速的搜寻算法以进一步减少运动估计的运算复杂度。     

一种基于DS与ARPS混合使用的快速运动估计算法

为了减小快速运动估计算法的计算复杂度和改善运动补偿的性能,提出了一种基于菱形搜索(DS)和自适应十字模式搜索(ARPS)两种方法混合使用的块匹配算法。该算法利用DS算法搜索精度高和ARPS算法搜索速度快的特点,综合固定模式搜索和空间相关搜索两方面的优点,对于相邻两帧图像中的不变宏块采用零运动预先判断以减少算法的计算量,并利用运动矢量的空间一致性提高预测运动矢量的质量。实验结果表明,该算法与ARPS算法相比,在保证搜索精度的同时,计算复杂度至少减小了20%。     

All-layer search algorithm using mean inequality and improved checkerboard partial distortion search for fast motion estimation

Block-matching motion estimation algorithm is used in many video compression coding systems because it could greatly reduce the temporal redundancy between the consequent video sequences. In this paper, an all-layer search algorithm using mean inequality and improved checkerboard partial distortion search scheme for fast block-matching motion estimation is proposed. A layer in the proposed method refers to a processed image which is derived from the reference frame or the adjacent lower layer. Firstly, the proposed algorithm constructs all layers from the reference frame or the adjacent lower layer by summing up all pixels over a sub-block. Then, a new mean inequality elimination method is introduced to reject a lot of unnecessary candidate search points on the top layers before calculating the real block matching distortion. Finally, the proposed algorithm utilizes an improved checkerboard partial distortion search scheme in the process of the real block distortion calculation on the following layers to further reduce the amount of computation. Experimental results show that the proposed algorithm can effectively reduce the computational complexity of motion estimation meanwhile guarantee the matching quality compared to other motion estimation algorithms. Compared to the full search algorithm, the proposed algorithm can reduce 97.30 % computational complexity with a negligible degradation of the peak signal to noise ratio (PSNR). Compared to the diamond search algorithm, directional gradient descent search algorithm, partial distortion search algorithm, transform-domain successive elimination algorithm and two-layer motion estimation algorithm, the proposed algorithm can also save 63.56 %, 52.73 %, 92.87 %, 85.77 % and 33.96 % computational complexity, respectively.     

一种块匹配的快速运动估计算法

为了减小运动估计算法的计算复杂度及提高视频压缩编码的效率，提出了一种新的快速、有效的块匹配运动估计算法。该算法首先采用多步搜索策略，并利用相邻块的运动矢量来预测当前块的搜索起点，然后用梯度下降的方向来指导搜索方向，以节约计算资源，对于最佳匹配点所在区域，则采用菱形与正方形相结合的模板来进行精细搜索，以提高算法的搜索精度。实验结果证明，该算法在降低计算复杂度的同时，还能有效地保证搜索精度。     

基于低频子图的运动估计算法

为了减少运动估计的计算复杂度并提高其搜索性能，提出了一种基于低频子图的运动估计算法。该算法首先将当前帧和参考帧通过低通滤波器得到数据量减为1/4的低频子图，然后用全搜索得到最佳匹配的低频子块，最后对低频子块所覆盖的原参考帧区域进行精细搜索得到最优点。实验结果表明，与传统运动估计算法相比，该算法极大的提高了运动估计的精确度和降低了计算复杂度，并且对各类视频都有很高的鲁棒性。     

面向视频会议的运动估计快速算法

针对H.264/AVC视频压缩算法中运动估计模块计算复杂度高的问题,提出了一种基于积分图像的运动估计快速算法.算法通过对单元块进行预计算求和,在块匹配运算时使用单元块级绝对差值.该算法能够在保证视频编码质量的前提下,大幅度提高运动估计模块的计算效率.算法适用于视频会议等要求视频实时压缩的应用.     

基于视频压缩的多分辨率预测菱形搜索算法

为了减小视频压缩编码标准中运动估计算法的计算复杂度和提高运动补偿的准确性,考虑到视频图像质量和算法运行时间两者之间的关系,提出一种多分辨率预测菱形运动估计搜索算法,利用同一视频图像中的相邻宏块运动矢量相似的特征,预测当前块的搜索起点,采用大小不同的搜索匹配宏块,减少搜索范围和搜索点数目。实验结果表明,该算法与经典菱形搜索算法相比,搜索时间平均减少了0.5ms,信噪比平均提高了0.5dB。