H.264中整像素和分数像素快速搜索算法

为了提高运动估计的速度,提出了2种新的块匹配算法分别用于整像素和分数像素搜索：改进型钻石搜索算法充分利用图像像素的空间相关性,通过统计最优搜索点的绝对误差和（SAD）值空间分布特性,按照像素点空间位置分层次进行钻石搜索;分数像素菱形点搜索算法则利用了物体运动的统计特性和最优搜索点SAD值空间分布特性,分别按照像素点空间位置分层次进行1/4像素和1/2像素搜索.2种算法都归纳出了第2层搜索,在第1层搜索结果的基础上有效地减少搜索点数.实验表明,在不牺牲图像质量和压缩性能的前提下,改进型钻石搜索算法使整像素搜索点数相对于钻石搜索算法平均减少了约22%,分数像素菱形点搜索算法使分数像素搜索点数相对于分数像素全搜索算法平均减少了约17%,2种算法结合使用使整个运动估计搜索点数平均减少了约21%.     

基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法

分数像素精确运动估计的改进是整个运动估计模块优化的关键,本文提出了基于H.264的内容自适应分数像素运动估计算法。首先,提出基于平坦区域宏块预测的无效分数像素运动矢量(MV)搜索省略算法(SMBP);然后,改进H.264采用的基于中心的分数像素搜索算法(CBFPS),提出基于预测矢量的增强型菱形模板(EDSP)搜索算法。实验结果表明,内容自适应分数像素运动估计算法比分数像素全搜索算法(FFPS)在峰值信噪比(PSNR)有微小降低(0.095～0.209 dB)的情况下,平均减少了75.6%的分数像素搜索点,整个运动估计模块平均节省了38.5%的计算量。     

基于运动矢量差中心偏离特性的运动估计算法

在运动矢量中心偏离特性的基础上,研究了运动矢量差中心偏离特性,利用这种特性,提出了一种基于运动矢量差中心偏离特性的运动估计新方法.提高了对运动矢量起始点的预测精确度,扩充了静止宏块的概念.根据运动块的运动剧烈程度,自适应地采取方向自适应线性矩形小菱形搜索法和线性大菱形小菱形搜索法.实验结果表明,这是一种快速、高效的运动估计方法.     

基于H.264/AVC的1/4像素点快速分级搜索算法

视频编码标准H.264/AVC的运动估计模块是由整数像素和小数像素两部分组成,小数像素精度的运动估计可以更有效地减少预测残差,提高图像质量。文章根据在小数像素搜索窗中误差分布曲面的单峰分布特点,提出了一种1/4像素快速分级搜索算法,分别在水平方向和垂直方向用抛物线模型来近似误差曲面剖线,通过求解抛物线方程来确定半像素最优匹配点的位置,并根据搜索窗中心点、水平方向和垂直方向半像素最优匹配点的大小关系来决定1/4像素的搜索范围,只需搜索五个像素点就可找到最佳1/4像素最优匹配点。实验结果表明,与传统小数像素搜索算法相比,文中算法在保证编码性能的前提下,可以降低H.264/AVC运动估计过程中64.82%的计算复杂度,从而提高编码的速度。     

ATETS: 针对H.264的自适应提前终止搜索算法

为了解决H.264可变大小块运动估计技术使得运动估计运算量剧增的问题，提出了一种自适应提前终止搜索算法.根据整数DCT变换和量化的特性，通过提前判定全零系数块来终止没有意义的运动搜索过程.利用运动矢量和预测运动矢量之间的高度相关性，采用预测块作为提前终止判决块.使用基于量化步长的自适应阈值以获得最佳性能.实验表明，该算法与已被H.264标准采纳的快速整像素搜索算法(UMHexagonS)结合使用，能够在保证图像质量和编码压缩率的前提下，进一步减少60%左右的搜索点数.该算法对量化步长具有良好的鲁棒性，适用于固定码率的实时应用环境.     

基于起点预测的多模板运动估计算法

在钻石搜索法的基础上,提出基于起点预测的自适应六边形搜索算法.该算法设计了六边形和菱形2种搜索模板,并融合了预判别零运动矢量、预测搜索起始点等技术.实验结果表明,该算法的搜索速度和精度都优于传统的快速搜索算法.     

针对H．264的自适应提前终止搜索算法

H．264可变大小块运动估计技术使得运动估计运算量剧增，为了解决这个问题，文章提出了一种自适应提前终止搜索算法．根据整数DCT变换和量化的特性，通过提前判定全零系数块来终止没有意义的运动搜索过程．利用运动矢量和预测运动矢量之间的高度相关性，采用预测块作为提前终止判决块．使用基于量化步长的自适应阈值以获得最佳的性能．实验表明，该算法与已被H．264标准采纳的快速整像素搜索算法（UMHexagonS）结合使用，能够在保证图像质量和编码压缩率的前提下，进一步减少60％左右的搜索点数．该算法对量化步长具有良好的鲁棒性，适用于固定码率的实时应用环境．     

基于起点预测的快速运动估计算法

在研究菱形法等算法的基础上，利用序列图像的相邻块运动矢量的高度相关性和运动矢量的中心偏移特性，提出了一种基于起点预测的快速运动估计算法．该算法设计了菱形和正方形两种模板，在搜索过程中根据图像的内容(运动类型)采用组合模板进行灵活处理，提高了快速块匹配的搜索速度．该算法具有基于内容搜索的特点．实验结果表明，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．     

运动估计中的一种前处理算法

为降低视频编码中运动估计的算法复杂度,提出一种针对运动估计的前处理算法.该算法首先通过前两帧来对当前帧的矢量分布进行预测,并对大概率的运动矢量进行优先估计,使得一部分宏块的运动估计工作在前处理过程中完成,并且这些宏块的运动矢量需要的搜索点数仅为一次,因而该算法显著地提高运动估计的效率.理论分析结果表明,算法针对视频序列中的运动矢量中心偏置分布特性非常有效.把该算法分别应用于三步搜索(TSS)以及菱形搜索(DS)等算法中的实验结果表明,本算法在保持与以上算法相当的绝对误差的条件下能够大幅度降低平均搜索点数,使得运动估计的计算复杂度有了显著的降低,从而进一步降低整个视频编码的计算复杂度.     

一种基于视频序列特性的快速运动估计算法

针对视频压缩中的关键技术运动估计算法，提出了一种新的快速运动估计算法。该算法首先利用视频序列宏块间的相关性预测搜索起点，同时根据运动矢量中心偏置特性和SAD分布的方向性设计搜索模板，避免和减少不必要的搜索，提高了运动估计的速度和精度，在保证视频图像质量的情况下，有效的降低了计算复杂度。     

SVC空域增强层快速运动估计算法

基于分级编码空域增强层运动估计的特点,提出了一种增强层快速运动估计算法．该算法利用基本层信息产生增强层无残差预测运动估计的整像素SAD门限,由该门限对是否进行基于残差预测的运动估计进行终止判决,由此使大量的编码宏块避免了不必要的基于残差预测的运动估计．并且对基于残差预测的运动估计,直接在层间预测模式下,以层间预测矢量为预测值进行运动估计,进一步加快了编码速度．实验结果表明,该算法在保持信噪比几乎不变的同时,使增强层的运动估计时间比原联合编码模型减少了35％,从而降低了编码器的运算复杂度．     

一种基于分类的运动估计快速搜索算法

提出一种基于块分类的快速搜索改进算法,按图像块的运动量来把图像块分成变化剧烈块、变化中等块和变化缓慢块,对于不同的块采用不同的搜索方法．对于变化激烈块,采用双十字与大小钻石融合算法;对于变化中等块,采用大小钻石法;对于变化缓慢块,采用正方形搜索法．通过实验验证,这种方法能有效减少搜索时间．     

基于块匹配的运动估计算法研究和优化

为了克服视频编码中运动估计运算量大的困难,对HBS和MVCB算法进行了深入讨论;并利用自适应静止块检测准则和基于运动相关性自适应的初始搜索点预测方法,实现了对MVCB算法的优化,减少了算法的搜索点数,有效提高了,搜索速度.实验表明,在保证图像质量的前提下,改进后的算法平均搜索点数比HBs和MVCB算法分别下降了 48%和29%.     

块运动估计中具有可扩展性的高精度三步搜索算法

由于基于块匹配的快速运动搜索算法中三步法的小运动估计效果较差，使其运动估计精度明显下降，还导致三步法缺乏良好的扩展性，因此对三步法进行了改进，即在前两步总是将搜索步长减半继续搜索，模拟结果表明，改进后的新三步法同时解决了运动估计精度下降和可扩展性问题，且新算法与原三步法在“最坏情形“下计算复杂度是相同的，保持了原三步法的高效率。     

一种改进的ME-Skip运动估计算法

在H，S，Kang的ME-Skip运动估计算法的基础上，提出了一种改进的ME-Skip运动估计算法，新算法对运动估计匹配误差差分绝对值之和(SAD)的阈值设置作了改进，新算法设置了两个SAD阈值，较小的SAD阈值用以克服误差传播，较大的SAD阈值用以尽可能的避免运动估计，当基于预测运动矢量的匹配误差介于两SAD阈值之间时，用小窗口搜索代替运动估计，实验结果表明在编码效率略有提高的同时，新算法进一步减少了运动估计运算量的10％～20％。