基于最优位置计算的快速亚像素运动估计

亚像素运动估计是提高视频压缩性能的有效方法,但当前普遍采用的亚像素全搜索算法不仅运算复杂度极高而且随亚像素精度的增加插值存储开销成指数级增长．该文提出了一种快速算法,该算法首先利用整像素运动估计的中间结果直接计算出最优亚像素位置,并在此基础上将最终搜索点数减少到2个以下,避免了传统方法的逐点搜索比较,不仅大幅度提高了搜索速度,且插值存储开销趋近于零．实验结果表明该算法以极小的搜索代价取得了与全搜索相当的效果．     

AVS分像素运动估计优化算法

针对AVS分像素运动估计的问题,提出一种优化的估计方法。包括分像素自适应提前中止算法和改进的分像素内插方法。该方法能降低分像素运动搜索的内插复杂度和搜索次数,适用于DSP、FPGA等嵌入式平台的实现。实验结果表明,在保证图像质量的前提下,该算法的总体运算复杂度降低了70%以上。     

HEVC中分像素插值算法的动态可重构实现

针对高效视频编码(highefficiencyvideocoding,HEVC)分像素运动估计亮度分量插值算法计算量大、冗余度高、难以实现不同编码块之间灵活切换的问题,提出一种动态可重构且具有高数据复用率的分像素插值算法实现方法。根据编码单元(codingunit,CU)的规模和大小自适应地对其周围参考像素块进行插值计算,得到最优预测单元的编码模式和运动矢量。实验结果表明,与专用硬件实现的分像素插值算法相比,不同编码块灵活切换的同时,参考像素的读取数量减少43.8%,硬件资源消耗减少18.5%。     

HEVC分像素插值与自适应环路滤波融合结构设计

在高效率视频编码(HEVC)的解码过程中,分像素插值和自适应环路滤波(ALF)是计算密集度最高的2个环节.针对传统的滤波器设计方法学在硬件资源优化方面存在的不足,提出一种HEVC分像素插值与ALF融合的滤波结构设计.通过分析传统滤波结构及其相应算法,利用改进的ALF结构处理分像素插值的垂直滤波运算,简化了分像素插值结构并降低了整体硬件开销.实验结果表明,该设计可满足HEVC标准HDTV 1080p(1920×1080@30fps)分辨率视频解码的实时性要求,同时其电路总面积在传统设计方案的基础上减少了28%.     

针对H264的基于平坦区域预测的分像素运动估计

运动估计消耗视频编码系统绝大部分的计算量。H.264由于采用多模式运动估计和四分之一精度搜索,不仅增加了整像素运动估计的计算量,而且也大大增加了分像素搜索运算量。随着快速整像素搜索算法的发展,整像素计算量不断降低。因此对于H.264的实时应用,快速分像素运动估计算法变得十分重要。提出了一种全新的基于图像平坦区域预测的分像素运动搜索算法。该算法通过预测图像平坦均匀区域,有效地减少了分像素搜索点数。实验结果表明,与全搜索分像素搜索相比,该算法可以减少22%～63%左右的分像素搜索点数,同时基本不改变图像质量和编码压缩率。     

基于运动矢量空间相关性的H.264分像素运动估计

随着整像素运动估计快速算法的发展,分像素运动估计的计算量在运动估计中所占比重越发明显。为了减少分像素运动估计的计算量,提出了一种利用运动矢量空间相关性来预测整像素运动块,对整像素运动块进行分像素搜索过程跳过的分像素运动估计方法。实验结果表明,该算法与全分像素搜索算法结合使用,在基本保持搜索精度不变的情况下,比单纯的全分像素搜索算法减少60%左右的分像素搜索点。该算法可与其他快速分像素搜索算法结合使用,以获得更好的编码性能。     

一种面向H.264 KTA的快速分数运动估计方法

H.264 KTA（key technology area）在提供更高视频编码性能的同时,也大大地增加了视频编码的计算复杂度。其中,1/8像素运动补偿技术和分数点自适应插值滤波技术的采纳使分数点运动估计占用总体编码时间的比例越来越大。提出一种快速分数点运动估计算法。该算法利用分数点残差曲面的单峰特性和整分数运动向量的相关性,优化搜索模板和搜索的起始位置。根据在H.264 KTA上的实验结果显示,新算法在大幅提高计算速度的同时,保持了与全分数点运动估计算法相当的率失真性能。     

基于SSE2对H.265/HEVC中分像素插值的优化

分像素插值算法是视频编码算法中的一项关键技术,对视频编码性能有非常重要的影响。在最新的视频编码标准H.265/HEVC中,提出了使用DCT插值滤波器（DCTIF）分别进行半像素和1/4像素插值,但是计算复杂度较大,尤其对于高分辨率和超高分辨率的视频编码应用。对滤波器系数的理论推导过程进行了详细介绍,并利用SSE2指令集进行了优化设计和实现,实验结果表明该方法比参考代码中的方法提高了217%~259%的性能。     

基于AVS的快速亚像素运动估计算法

数字音视频编解码标准(AVS)采用了可变大小块以及1/4像素精度的运动估计技术以提高编码效率.针对视频编码中运动估计计算量大的问题,提出一种改进的亚像素快速搜索算法,该算法采用分象限预测策略,并通过阈值判断提前结束搜索.该算法可以有效地减少亚像素搜索点数,与AVS参考软件中的亚像素全搜索算法相比较,该算法在保证图像质量和编码效率的同时,亚像素搜索点数减少50％～81.25％,编码时间节省了25.36％～34.51％.     

一种新的预测性整像素搜索算法

运动估计是视频编码的重要组成部分,占整个编码器计算量的70％以上。通过分析实验结果,以及对一些经典模式的研究,提出了一种预测式整像素搜索算法。该算法结合了四边形和六边形搜索的优点。实验表明,该文算法以极小的搜索代价得到了与全搜索算法相当的效果,在搜索速度和搜索时间方面比经典算法有了很大提高。     

低码率下残差值预测的快速分数运动估计

提出了一种在低码率下的快速分数运动估计算法。该算法利用相邻运动补偿块时域的相关性,预测当前最优分数匹配位置的残差值,继而判断是否终止当前分数点搜索。根据实验结果,所提出的方法在不损失任何率失真性能的情况下,对于常用的几个QIF和CIF标准测试序列,其平均的分数搜索点数可减少到6以下。与全分数运动估计方法（FFPS）相比,所耗费的搜索点数减少了近一倍;而与目前常用的快速算法相比,所耗费的搜索点数也减少了50%～80%。     

基于H.264的1/4像素精度的快速搜索算法*

新的视频标准 H.264为了获得更精确的运动向量和更高的压缩比,引入了分数像素运动补偿技术, 但同时也增加了运动补偿过程的复杂度。为了克服这一局限,根据相邻分数像素点之间高度相关的运动估计匹配误差和运动矢量方向,以及运动向量具有中心偏置的特性提出了一种新的1/4像素精度快速搜索算法(QAFSA)。实验表明：该算法在保持图像质量和码率基本不变的情况下大大减少了搜索点的数目,有效地提高了分数像素运动估计的速度。     

一种适用于H.264的分数像素快速运动估计算法

新的视频标准H.264为了获得更精确的运动向量和更高的压缩比,引入了分数像素运动补偿技术,但同时也增加了运动补偿过程的复杂度.为了克服这一局限,充分利用搜索点失真度随着与全局最小点之间距离的增加而增大的特点,以及运动向量具有中心偏置的特性提出了一种新的快速分数像素运动估计算法.实验表明：该算法在保持图像质量和码率基本不变的情况下大大减少了搜索点的数目,提高了分数像素运动估计的速度,有效地减少了其复杂度.     

H.264/AVC编码器子象素插值快速实现方法

子象素运动估计是H.264/AVC等混合编码标准中普遍使用的用于提高预测精度的技术,使得预测精度达到1/4象素,甚至1/8象素,从而提高编码性能。在做运动估计之前需要对参考图像插值,由于插值算法复杂度较高,计算资源耗费很大,所以如何简化和优化其插值算法,实现一个快速的插值过程,对编码器的实时性极其重要。论文提出了一种H.264/AVC编码器子象素插值的快速实现方法,首先简化运算的复杂度,然后通过优化数据结构来消除数据相关性,最后使用SIMD指令优化算法,从而高效地实现了标准的插值过程。实验证明,使用提出的方法实现的插值过程比H.264/AVC参考软件JM10的插值过程快25倍以上。     

Fast transcoding from H.264 to HEVC based on region feature analysis

The new video coding standard, High Efficiency Video Coding (HEVC), achieves much higher coding efficiency than the state-of-the-art H.264. Transcoding H.264 video to HEVC video is important to enable gradual migration to HEVC. Therefore, a fast H.264 to HEVC transcoding algorithm based on region feature analysis is proposed. First, each frame is segmented into three regions in units of coding tree unit (CTU) based on the correlation between image coding complexities and coding bits of the H.264 source stream. Then the searching depth range of each CTU is adaptively decided according to the region type. After that, motion vectors are de-noise filtered and clustered in order to analyze the region features of coding unit (CU). Based on the analysis results, the minimum searching depth of CU and partitions of prediction unit (PU) are optimally selected, and the motion vector predictor and search window size of motion estimation are also optimally decided for further reduction of the computational complexity. Experimental results show that the proposed algorithm achieves a significant improvement on transcoding speed, while maintaining high Rate-Distortion performance.     

AVS帧间预测亮度插值模块的VLSI实现

为了推动音视频编码标准（AVS）解码芯片产业的发展,提出了一种基于AVS标准的帧间预测亮度插值电路的硬件结构。该设计方案将像素点按位置的不同分为三层,并采用了不同的流水线结构予以实现,充分利用了像素点之间的复用情况,兼顾处理速度和实现代价两方面考虑。该方案硬件实现效率较高,满足了硬件资源以及系统时钟频率的要求。