基于滤波的运动向量的快速估计算法

基于块匹配的运动向量的估计算法被多种国际视频编码标准所采用,其计算复杂度一直是一个研究的热点。为了提高运动向量估计算法的速度和精度,从运动向量的均匀性出发,提出了一种由宏块分类、运动向量滤波和高效搜索中止准则等策略构成的运动向量场自适应搜索算法,从而实现了块运动向量快速而有效地估计。实验表明,本算法搜索速度接近N3SS和N4SS,而搜索效果方面优于MPEG-4最新推荐的快速运动估计算法PMVFAST和MVFAST。     

一种新的基于运动矢量场及弹性模板的自适应快速搜索算法

该文提出了一种新的基于运动矢量场及弹性模板自适应快速搜索算法，它是以视频运动具有高度时空相关性为基础，从运动矢量场的均匀性出发，综合采用了快速块匹配、自适应弹性模板选择策略、自适应阈值与搜索中止准则等一系列技术，是一种具有伸缩性结构的自适应快速运动估计算法．实验结果表明，该算法以极小的搜索代价得到了与全搜索相当的效果，并在搜索速度和搜索效果方面明显优于MPEG-4最新推荐的快速运动估计算法，特别是在中低码率压缩时有着更优良的性能，非常适合于低码率实时视频压缩领域的应用．     

嵌入式视频监控系统的快速运动估计算法

耗时的运动估计运算给实时视频编码带来较大困难,为提高监控视频编码的实时性,提出一种用于嵌入式视频监控系统的快速运动估计算法。该算法根据监控背景相对固定的特点,使用多层提前终止准则,通过运动矢量时空相关性的特性来预测搜索起点,采用改进型的十字搜索模板进行搜索。实验表明,与自适应十字搜索算法相比,该算法在平均峰值信噪比略有下降的情况下,搜索速度得到提升,符合嵌入式视频监控的实时性优先原则。     

H.264中快速运动估计算法的一种改进方案*

UMHexagonS是视频编码标准H.264的一种快速整像素运动估计算法,该算法较之全搜索算法在性能上有很大提高,但仍存在运算量大、复杂度高、耗时等问题。利用提前中止思想,在螺旋搜索和多层次大六边形搜索阶段增加提前中止条件,加速算法中止,然后用特殊的改进模板搜索法替换螺旋搜索策略,快速匹配最佳点。在JM10.2测试模型上进行了算法验证,实验结果表明,改进算法在保证编码性能的同时,可以有效地减少5%～15%的运动估计时间。     

使用提前结束策略的部分失真搜索快速运动估计算法

和传统的快速块匹配运动估计算法相比，部分失真搜索运动估计算法通常会带来较低的视频图像质量下降，但它获得的计算加速比有限。本文提出一种新的快速部分失真搜索运动估计算法，它在搜索点检测过程中使用两种提前结束策略：早期搜索结束策略和中途搜索终止策略。提前结束策略的使用能够显著减少搜索点的个数，弥补了规格化部分
分失真搜索算法只能降低失真计算量的不足，两种策略的结合使用能够在保证较高视频质量的同时，大大降低运动估计的计算复杂性。实验结果及分析表明：新算法的性能优于传统的运动估计算法，在视频质量接近全局搜索算法的同时，获得比传统的运动估计算法更高的计算加速比。     

一种自适应的快速全搜索运动估计算法

本文在连续消除算法和多阶连续消除算法的基础上提出了一种自适应的快速全搜索运动估计算法,进一步的降低了视频编码中全搜索运动估计的计算需求,并且运动估计的精度和全搜索算法完全一样.实验结果表明,该算法在SEA和MSEA的基础上又进一步的降低了15%～27%的计算需求,并且该算法可以和其他的任何一种快速运动估计算法相结合来减少视频编码的计算量及其VLSI的功耗.     

运动矢量场自适应搜索算法

运动估计是影响基于帧间视频压缩速度的关键，快速运动估计算法一直是视频压缩中的研究热点，该文从运动矢量的均匀性出发，提出了由搜索起点预测，自适应搜索模式和高效搜索中止准则等策略构成的运动矢量场自适应搜索算法，实验表明，该文算法以极小的搜索代价得到 与全搜索相当的效果，并在搜索速度和搜索效果方面优于MPEG－4最新推荐的快速运动估计算法。     

一个健壮的用于低比特率视频编码的快速运动估计算法

提出一个用于低比特率视频编码的快速块匹配运动估计算法，该算法能够自适应调整搜索起点使其接近全局最优位置，并采用有效的搜索模式来防止搜索过程陷入局部最小，同时用灵活的中止准则来控制运动估计精度与计算量，实验结果表明，该算法非常健壮，所需的计算量仅为全搜索算法的1/50，但能够取得与其相似的运动估计性能。本算法在实时视频编码中具有重要的应用价值。     

基于多模板快速搜索的运动估计算法优化研究

针对视频编码中运动估计算法运算复杂的问题,研究了一种提前终止准则和多模板快速搜索算法相结合的优化算法;该算法基于混合非对称十字多六边形搜索(UMHexagonS)算法,结合现有视频编码标准,首先对满足提前终止准则的当前块及时终止起始点搜索,然后采用非均匀多六边形部分搜索模板和六边形与小十字形相结合的并行搜索模板,分别对非均匀多六边形搜索和扩展的六边形搜索两方面做了优化;实验结果表明,该算法在保证视频质量的情况下,没有增加码率,且有效地节省了运动估计时间(约28%),降低了算法的复杂度。     

一种基于AVS的亚像素快速运动估计算法

AVS是我国自主制定,拥有自主知识产权的音视频编码技术标准。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。基于AVS参考软件提出了一种增强亚像素自适应范围搜索算法。该算法主要使用了小菱形窗的搜索策略和阈值判决方法。与亚像素全搜索算法比较,在平均性能仅下降0.009 3dB的情况下,减少了30.25%的搜索点数。与AVS参考软件中的快速亚像素运动估计算法相比较,在平均性能提高0.022 1dB的同时,节省了8.78%的搜索点数。     

基于模型的编码

深入研究了基于模型的编码方法,提出了基于内容的网格模型生成方法,通过从边到点的模型生成思想,能得到更好地反映图象结构的模型。在六边形匹配算法的基础上,提出了快速的模型运动估计算法,改进后的运动估计算法在基本上保证了原有运动估计的信噪比的同时,大大地缩短了运动估计的计算时间。模型补偿后的差值图像由一个自适应位分配策略的编码方法编码。实验结果表明,基于模型的编码方法在低码率下能得到较好的解码质量,可用     

Fast motion and disparity estimation for multiview video coding

Multiview video involves a huge amount of data, and as such, efficiently encoding each view is a critical issue for its wider application. In this paper, a fast motion and disparity estimation algorithm is proposed, utilizing the close correlation between temporal and inter-view reference frames. First, a reliable predictor is found according to the correlation of motion and disparity vectors. Second, an iterative search process is carried out to find the optimal motion and disparity vectors. The proposed algorithm makes use of the prediction vector obtained in the previous motion estimation for the next disparity estimation and achieves both optimal motion and disparity vectors jointly. Experimental results demonstrate that the proposed algorithm can successfully save an average of 86% of computational time with a negligible quality drop when compared to the joint multiview video model (JMVM) full search algorithm. Furthermore, in comparison with the conventional simulcast coding, the proposed algorithm enhances the video quality and also greatly increases coding speed.     

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H.264的快速运动估计算法

运动估计在视频编码中有着举足轻重的地位,其性能的优劣在很大程度上影响着输出码流的质量.为了克服视频编码标准H.264中运动估计运算量大的困难,在深入研究H.264编码标准的基础上,利用视频图像序列的帧间统计特性,提出了一种改进的非对称十字型多层次六边形格点搜索算法来搜索最佳运动矢量.实验结果表明,该算法对于各种运动序列,在保持编码性能不受损失的同时,可以使得运动估计的运算复杂度大为降低.     

Block-matching algorithm based on an adaptive reduction of the search area for motion estimation

The motion estimation and compensation technique is widely used for video coding applications but the real-time motion estimation is not easy due to its enormous computations. In this paper, a new adaptive reduction of search area for the block-matching algorithm is presented to reduce the computational complexity of the full search block-matching algorithm for low bit-rate video coding. The proposed method exploits the correlation of successive video frames and adjusts the size of search area depending on the displaced block difference and the block classification information in the previous frames of the block. Simulation results show that the proposed algorithm has similar mean square error performance to the full search block-matching algorithm but only requires less a half computational complexity than the full search algorithm.     

极低码率视频编码中块自适应分割运动估值

在极低码率视频编码运动估值过程中，针对视频对象的边缘形状特征，将宏块按不同形状的模板自适应地进行分割，同时引入近期、远期２个参考帧进行块匹配。为提高搜索速度，首先判断出不需编码的宏块，并引用了一种快速搜索算法。实验结果表明，与Ｈ．２６３先进预测模式相比，采用所建议的运动补偿方法，图象的信嗓比得到明显的提高。     

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.     

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。