一种采用内部预测的快速菱形算法

高效的运动估计算法是视频编解码技术的研究重点.为提高视频编码中运动估计的速度,基于误差函数的单峰假设,提出一种采用内部预测的快速菱形算法,通过对菱形算法进行内部预测从而减少运动估计的搜索点数,并利用运动矢量的相关性来进行起点预测,将图像划分为不同运动类型从而选用不同的搜索方式.先排除静止块,对小运动块直接进行一步菱形小模板搜索.大运动块则采用内部预测的快速菱形算法.实验结果证明此算法在保证图像质量的前提下,大大加快了搜索速度.     

H.264整像素快速运动估计算法研究

通过对H.264参考模型JM11.0中整像素运动估计算法的分析,提出了一种新的快速运动估计搜索算法：基于方向预测的菱形-T形搜索算法（Direction Based Diamond-T Search,DBDTS）。改进算法在保证视频序列各分量信噪比和输出比特率的同时有效地减少了运动估计时间。分别应用FS、EPZS、UMHexagonS和改进算法对典型序列进行测试。测试结果表明,新算法在保证编码性能的同时,有效地提高了运动估计速度。     

基于方向自适应的运动估计混合模板搜索算法

提出了一种基于方向自适应的运动估计混合模板搜索算法。该算法利用了运动矢量的时空相关性,对搜索起点进行预测,与仅利用空间相关性预测起点相比,提高了搜索的 准确性;然后通过自适应阀值静止块判定技术,对静止块直接中止搜索,解决了常量阀值静止块判定技术仅适应于某种特定序列类型的缺点;最后根据运动类型自适应选择采用小 菱形、六边形-小菱形或方向十字-小菱形搜索策略,解决了单一搜索策略模式下,不能兼顾视频压缩图像质量和速度的局限。实验表明,提出算法与H.264标准提供的UMHexagonS算 法相比,在保证编码质量的前提下,大大降低了运动估计时间,提高了编码效率。     

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。     

基于菱形搜索的改进的运动估计算法研究

寻找到最优的运动估计算法以提高图像编码效率,一直是图像编解码技术中研究的重点。在分析菱形算法优点和不足的基础上,介绍了改进算法中具有代表性的对大模板作出修改的六边形运动估计算法和基于运动向量预测的高级菱形搜索算法,并通过实验结果对其各自的优点与缺陷进行了具体分析。     

基于菱形搜索的改进的运动估计算法研究

寻找到最优的运动估计算法以提高图像编码效率,一直是图像编解码技术中研究的重点.在分析菱形算法优点和不足的基础上,介绍了改进算法中具有代表性的对大模板作出修改的六边形运动估计算法和基于运动向量预测的高级菱形搜索算法,并通过实验结果对其各自的优点与缺陷进行了具体分析.     

H.266/VVC中一种改进的仿射运动估计算法

通用视频编码标准H.266/VVC通过引入多种新的编码技术,如仿射运动补偿预测、自适应运动矢量精度、多核变换等,以支持360°视频和HDR视频的编解码,从而为用户提供最优的视频质量,但是在H.266/VVC帧间预测过程中,仿射运动估计计算复杂度高导致编码时间显著增加。针对该问题,提出一种改进的仿射运动估计算法。通过对仿射高级矢量预测（AAMVP）候选列表的构建过程进行改进,并构建一种AAMVP候选列表候选项筛选准则,使得列表的候选项更接近编码块真实的运动矢量,从而缩短编码时间。同时对仿射运动估计中迭代搜索最优仿射运动矢量的迭代过程进行优化,以加快迭代搜索速度。实验结果表明,在低时延的编码器配置下,相比VVC原始算法,当BD-BR增加了0.023%时,该算法的总体编码时间平均缩短13%,在保证编码质量的前提下能够有效降低编码的计算复杂度。     

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0.5 ms,信噪比平均提高了0.5 dB。     

一种视频转码快速运动估计算法

提出一种基于输入码流信息的视频转码快速运动估计算法。该算法利用输入码流的运动矢量和系数信息合成预测运动矢量,分析当前宏块对应转码前区域宏块运动矢量的一致性,结合图像的运动活跃性,自适应地调整编码运动估计的搜索策略。实验结果表明,与菱形搜索算法相比,该算法能够降低20%以上的编码时间,同时保持良好的图像质量;与AMVR-DIM算法相比,其运算性能和图像质量均有所提高。     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

H.264/AVC中引入多参考帧运动补偿来提高视频编码性能,由此产生的多参考帧运动估计(MRF-ME)却带来了巨大的运算代价。为提高编码速度,降低计算复杂度,提出一种基于空间域相关性的运动估计算法——缩小的菱形算法(DDS)。先运用前向主矢量选择法不断修正预测运动矢量,再根据最佳参考帧位置的统计特性对不同参考帧使用不用模板进行搜索。实验结果表明,与H.264参考模型JM10.2相比,该算法保持了较好的图像质量且码率变化很小,运动搜索点数平均减少接近80%,并能有效地降低编码器复杂度。     

带有模式选择的改进的方向性菱形搜索算法*

针对H.264/AVC标准的多模式运动估计算法编码模式复杂、计算量大的不足,提出了一种带有模式选择的方向性菱形搜索算法。基于宏块最佳编码模式的统计分析,按运动特征的不同进行分类,将运动估计的直接搜索过程改进为先进行编码模式判断,再利用改进的方向性菱形搜索算法进行块匹配搜索。实验结果表明,该算法有效地减少了搜索点数,与DS的快速搜索算法相比,编码时间减少了32%。     

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%。     

HEVC帧内预测算法加速设计与实现

新一代视频编码标准获得了较高的编码效率,但同时也增加了计算量。HEVC(High Efficiency Video Coding)并行算法能够提高编码速度,开发适用于多核处理器的并行编码算法对于满足高清视频实时传输和大规模实时共享具有十分重要的意义。分析帧内预测算法在处理像素过程中数据之间的依赖关系,进行基于预测模式的细粒度并行性的设计。块与块之间采用流水线处理,减少帧内预测算法的执行时间。利用动态可编程可重构视频阵列处理器,对帧内预测算法进行验证。实验结果表明,相比于HM16.0官方测试标准,信噪比提高了10%,算法的执行时间减少了大约70%。     

引入搜索预测与阈值决策的改进菱形运动估计算法

为了提高视频的压缩效率,在传统菱形搜索算法基础上提出一种改进菱形搜索算 法。该算法通过引入动态阈值,在起始搜索点预测、菱形搜索模式和搜索中止算法方面进行了 优化,减少了SAD 计算的内部冗余和搜索区域中不相关的块匹配计算,同时采用自适应搜索模 式选择技术减少运输复杂度。实验结果表明：提出的改进菱形搜索算法适合各种运动类型的视 频序列,特别适用于运动变化剧烈的序列,相比于FS 算法,能够在PSNR 值和码率值极其接 近于FS 算法的情况下对所有序列的MET 减少约95%,大大减少运动估计时间。     

改进的自适应十字模型搜索运动估计算法

运动估计是视频编码中的一个关键问题,直接影响着编码的速度和质量。根据相邻块的运动矢量特性,将图像序列中每一帧分成3个不同的区域,在预测方法和搜索策略上分别采用不同的方式,提出一种改进的运动估计算法。实验测试表明,该算法在图像质量和搜索点数量减少方面具有较好效果。     

A new fast motion estimation algorithm using fast mode decision for high-efficiency video coding standard

High-efficiency video coding is the latest standardization effort of the International Organization for Standardization and the International Telecommunication Union. This new standard adopts an exhaustive algorithm of decision based on a recursive quad-tree structured coding unit, prediction unit, and transform unit. Consequently, an important coding efficiency may be achieved. However, a significant computational complexity is resulted. To speed up the encoding process, efficient algorithms based on fast mode decision and optimized motion estimation were adopted in this paper. The aim was to reduce the complexity of the motion estimation algorithm by modifying its search pattern. Then, it was combined with a new fast mode decision algorithm to further improve the coding efficiency. Experimental results show a significant speedup in terms of encoding time and bit-rate saving with tolerable quality degradation. In fact, the proposed algorithm permits a main reduction that can reach up to 75 % in encoding time. This improvement is accompanied with an average PSNR loss of 0.12 dB and a decrease by 0.5 % in terms of bit-rate.     

一种适于H.264/AVC标准的自适应定向菱形快速搜索算法

基于传统菱形搜索和运动矢量预测算法,在最优匹配点基础上引入次优匹配点和基于图像运动幅度的自适应匹配门限等要素,提出了一种自适应定向菱形快速搜索法。该方法能够快速确定搜索方向和范围,快速逼近全局最优匹配点。实验结果表明,该算法在不降低搜索精度的情况下,搜索时间比传统菱形搜索法减少40%,而且更加适用于新的视频压缩编码标准H.264/AVC。     

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.     

H.264块运动估计自适应快速搜索算法研究

H.264视频编解码标准中由于运动搜索部分占整个编码时间的权重很大,所以运动搜索算法的优劣直接影响整个编码的效率。对编码运动估计理论进行了研究,采用六边形和小菱形相结合的方法,提出了一种新的自适应快速搜索算法来改善搜索效率。自适应快速搜索算法模式由当前块运动强度来决定,当当前块处于剧烈运动时,该算法选择六边形图形搜索算法;当当前块处于缓慢运动时,该算法选择小菱形图形搜索算法。实验结果表明该算法相比其他自适应算法以及单纯使用一种搜索图形节约了搜索时间,同时率失真性能影响甚微。