基于混合粒子群算法的运动估计研究

针对块匹配运动估计算法中传统搜索方法的不足,提出了一种新的基于混合粒子群的块匹配运动估计算法。在保留系统随机搜索性能的同时根据运动矢量特性合理地设计初始搜索种群,并通过混沌差分进化搜索协同粒子群算法迭代寻优,混沌序列用于优化差分变异算子,以提高算法的精细搜索能力。通过相同点检测技术和恰当的终止计划有效地降低了系统的运算复杂度。经实验测试与验证,该算法在搜索质量和运算复杂度中达到了一种动态平衡的状态,其整体性能高于传统的快速运动估计算法,效果更逼近于穷举搜索法。     

自适应的动态搜索范围运动估计算法

为更加有效地提高运动估计速度,提出一种自适应动态搜索范围运动估计算法,从后续快速运动估计算法的运动矢量预测集中自适应地选择与当前编码块相关性最强的运动矢量预测值作为搜索范围的中心点,根据预测集中运动矢量预测值的大小、方向自适应地决定水平、垂直及正负方向的非对称搜索范围。将该算法融合到UMHexagonS和FFS算法中进行广泛的实验测试,结果表明其能在基本保持重建图像质量的同时,至少分别减少运动估计运算量的22.13%和76.57%。     

自适应可变模式搜索算法

充分利用运动矢量的时空相关性,提出一种新的块匹配运动估计算法,称为自适应可变模式搜索算法。该算法充分利用搜索起点预测、中止准则、自适应搜索模板、辅助点搜索等一系列技术。H.264编码平台上的实验表明,该算法可以保持高信噪比和低比特率,其计算复杂度只有UMHexagonS的16%~33%和EPZS的30%~50%。     

一种自适应十字—方形运动估计快速算法

为了减少视频编码的运算量,提出了一种新的自适应十字—方形运动估计搜索算法（ACSS）,根据不同的搜索模式给出了三个提前退出门限以及提前退出技术的快速运动估计算法,它体现了粗定位和准定位的并行处理思想。仿真结果表明在不降低信噪比和码率的情况下,ACSS算法的计算复杂度有明显的改善,可广泛用于各编码标准,提高编码的速度和效率。     

H.264/AVC自适应运动估计搜索算法

H. 264/AVC 是新一代视频压缩标准.在其编码技术中, 运动估计是提高编码效率的关键.在简单描述块匹配运动估计原理的基础上,就运动模板选择对提高运动估计算法的效率方面作了重点论述,提出了一种新的基于运动特征的自适应运动估计算法.该算法首先建立具有自适应特性的搜索起点预测模型, 采用的搜索模板可以根据物体的运动特征调整形状, 从而提高搜索效率.实验表明,新算法在图像质量和搜索速度方面有较好的优势.     

基于H.264的复杂度-失真最优的运动估计算法

为了满足嵌入式、移动设备的实时视频编码应用，提出一种可分级的复杂度-失真最优的运动估计算法，通过调整复杂度控制参数来实现视频编码器计算复杂度的可分级性，确保视频质量达到最优，在编码效率最高和失真最小间取得相对最佳平衡。实验结果表明，随着处理器计算能力的变化，该算法能自动调整编码器的计算复杂度，大大减少运动估计的运算量，同时图像质量和码率变化不大。     

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。     

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.     

一种适用于H．264的基于自适应搜索范围的快速运动估计算法

块匹配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。全搜索是效果最好的运动估计算法，但其巨大的运算量是实际应用，特别是实时应用无法承受的。为解决这一问题，各种快速算法不断涌现。本文提出了一种适用于最新视频编码标准——H．264／MPEG4-AVC的快速运动估计算法。该算法基于自适应搜索范围，利用视频图像序列的帧间统计特性以及运动向量时域、空域的相关性，在保证PSNR性能的同时，使运动估计部分的运算复杂度大为降低。实验仿真表明，该算法适用面广，对大运动与小运动序列都有很强的自适应能力。在保持与全搜索相同PSNR的同时，平均速度超过全搜索280倍有余，超过三步法1．8倍，性能明显优于新三步法、四步法等经典快速运动估计算法。     

基于时空相关性的自适应运动估计快速算法

针对视频编码中的核心技术运动估计,提出一种基于运动矢量特性的运动估计快速算法。算法分析视频序列运动矢量的特性,对静止块设定自适应阈值直接终止搜索,自适应选择搜索起点。采用2种模式进行搜索,依据当前块与邻近块的空间相关性大小,即局部运动性是高还是低,自适应地选择搜索模式和搜索终止门限。实验结果表明,该算法的搜索速度和搜索精度优于现有的快速运动估计算法,搜索精度非常接近于全搜索法。     

基于H.264的快速运动估计算法

H.264视频编码采用UMHexagonS运动估计算法,在此基础上提出了一种新的快速搜索算法。该算法在预测起始点处又增加了一个自适应的阈值判断,来判断是否可以立即停止搜索。对于不同的块类型,采用不同的搜索模板,保证搜索精度与速度的一致性。实验结果表明：改进算法与原算法相比,搜索时间减少了7%~43%,而码率和信噪比几乎不变。     

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。     

基于运动空间相关性和时间连续性的运动估算快速算法

运动估算是视频信号的帧间预测编码中的一个重要环节,其效率和精度直接影响到编码器的性能。由于全搜索算法搜索速度较低,而很少采用,故目前普遍采用三步法、交叉法等各种快速近似算法,但是这些算法匹配精度较低,而且某些情况下应用效果不好。为解决上述算法存在的问题,在对视频编码中运动物体的空间相关性和时间连续性进行分析的基础上,给出了一种利用运动物体的空间相关性和时间连续性来进行运动估算的快速算法。实验结果表明,该算法计算每个宏块运动矢量所需的平均搜索次数低于三步法,而匹配精度则非常接近于全搜索算法,并且采用该算法的编码器,其总的编码输出位数少于采用全搜索算法的编码器。     

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。     

基于矢量相关性的自适应运动估计搜索算法

为了减少运动估计的计算量,提高视频压缩编码的效率,提出了一种基于矢量相关性的自适应运动估计搜索算法(简称NAME算法),该算法通过判断当前所要编码块的左、上、右上3个相邻块所对应的运动矢量之间的相关性,将所要编码的块划分为相关类型块和独立类型块,并自适应地对相关类型块和独立类型块采用不同的搜索方式以减少搜索点数并保证搜索准确度。仿真结果表明,该算法与全搜索、菱形搜索和六边形搜索等快速算法相比,在保证图像质量的前提下,搜索速度有了明显的提高。     

一种利用预测运动矢量改进的H.264快速运动估计算法

针对H.264标准推荐使用的快速运动估计算法——非对称十字型多层次六边形格点搜索（Unsymmetrical cross multi-hexagon grid search, UMHexagonS）算法搜索速度慢的问题,提出了一种改进算法。在起始搜索点的预测环节,建立预测矢量集,并根据预测矢量集的长度信息决定后续的搜索策略;在全局搜索环节,利用预测运动矢量之间的相关性适当跳过某些搜索步骤,并更换一些搜索模板;并且,根据整数变换和量化的特性检测全零系数块,提前终止运动估计过程。实验结果表明,在量化步长为28时,本文算法比UMHexagonS算法平均减少了34.80%的运动估计时间,同时编码性能基本不变。该算法在不同量化步长的条件下能够适应不同运动强度的视频序列,是一种适合H.264的速度快且性能好的快速运动估计算法。     

动态模式的快速运动估计算法

针对H.264视频编码标准中运动估计的高计算复杂度,提出了一种动态模式的快速运动估计算法。该算法通过判断宏块的运动大小及运动方向选择相应的搜索模式;同时对标准中的中值预测进行了改进并提出了一种动态的参考块提前跳过策略。实验结果表明,该算法在保持良好的率失真性能的基础上,减少了运动估计时间,相对于快速全搜索算法FFS以及UMHexagonS算法,该算法分别减少了85.28%和35.29%的运动估计时间。     

单纯形块匹配搜索算法

本文在讨论块运动估计快速算法的基础上 ,根据单纯形优化搜索原理 ,提出了一种新的块匹配搜索法——单纯形块匹配搜索算法 ,并经实验结果说明了该算法的有效性     

基于自适应搜索模式的运动估计算法

提出一种可自适应选择搜索模式的运动估计算法。将非零运动块分为大、中、小3种类型,相应地利用基于六边形、基于标准菱形及基于小菱形的搜索策略实现运动估计。实验结果表明,该算法减少了块匹配的搜索点数,在保证运动估计精确度的同时,降低算法复杂度,提高搜索效率。     

快速可伸缩环形搜索算法

论文针对H.264/AVC运动估计的特点及运动矢量的统计特性,提出一种快速可伸缩环形搜索(FastFlexibleRing-likeSearch,FFRS)算法。它依据相邻块间运动矢量相关性,判断当前块的运动剧烈程度及运动方向,自适应的缩放搜索环,进行快速运动矢量搜索。该算法从减少块匹配搜索点个数及运动估计准确度等方面研究了用于H.264/AVC的快速运动估计算法,搜索效率优于H.264/AVC现有的UMHexagonS搜索算法。