H．264运动估计算法优化研究

H．264是一种适应于低码率传输的新一代视频压缩标准,但其在获得高性能的同时,也导致了其复杂性很高。运动估计是运算量最大的一部分,对运动估计算法进行优化是提高编码效率的关键。基于此,从运动估计的基本原理入手,对几种典型的快速搜索算法进行了分析比较,在此基础上讨论了H．264标准中运动估计的特点和改进方法,并结合H．264标准的特点和快速搜索原理给出了H．264中运动估计快速算法的优化思路。     

H.264/AVC中运动估计快速搜索算法研究

针对H.264运动估计模块的运算量较大的问题,业界已经提出各种改进的搜索算法.分析了几种基于H.264的典型快速搜索算法,提出了算法的改进思路.     

H.264中一种新型算法的研究

提出一种快速实现H.264运动估计的算法。该算法在新三步搜索算法的基础上对搜索模板进行了改进,并采用了提前终止搜索策略。实验表明,该算法在保持图象质量和峰值信噪比基本不变的情况下大大减少了搜索点的数目,提高了运动估计的速度。因此,本算法可以有效的提高H.264的编码效率。     

H.264中块匹配的快速搜索算法研究

在新一代视频压缩编码标准H．264中，块匹配运动估计有着举足轻重的地位，它的性能影响着输出码流的质量。在块匹配中运动估计耗时最多，为了减少运动估计的时间和搜索的次数，常采用快速搜索算法。介绍块匹配运动表示法，详细研究块匹配中的3种快速搜索算法的搜索过程，并对3种算法的性能作比较分析。     

H.264/AVC运动估计算法的硬件结构研究

运动估计是H.264/AVC编码器的重要组成部分,其运算量占据了整个编码器计算时间的60%~90%。对H.264/AVC运动估计的几种快速搜索算法进行分析比较,并在此基础上提出先进的六边形搜索算法。给出运动估计快速搜索算法的一般硬件结构,并在此基础上提出具有流水线并行处理能力的先进六边形搜索算法的硬件结构。实验结果表明：该硬件结构系统工作频率能够达到109.06 MHz,完全能够满足高清视频实时应用的要求。     

基于模式和时空相关性的运动估计快速算法

H.264标准中的多尺寸块运动估计,在显著提高编码性能的同时,大大增加了其计算量,使得H.264实时编码器的实现面临巨大挑战.本文充分利用视频图像的时空相关性和多尺寸块间的运动相似性,根据运动向量的中心偏置特性,提出了一种运动估计快速算法.该算法通过有效地预测搜索起点,自适应选择搜索模式以及采用二级终止搜索策略等方式,在编码性能相当的情况下,运动估计的速度比全搜索算法提高了95~247倍,比H.264推荐的快速算法提高了4.1~6.3倍.     

基于矢量预测的快速运动估计搜索算法

基于H.264视频编码标准的编解码过程中,运动估计的时间大概要占总编码时间的70%(1个参考帧)到90%(5个参考帧)。对于H.264标准的新特点,传统的全搜索算法的精度高,但计算量太大,不能应用于实时处理;经典的菱形等算法搜索模式简单,易于实现,但容易陷入局部无穷小。采用了一种基于运动矢量预测的快速运动估计搜索算法。该方法首先利用运动矢量的时、空间相关性得到预测矢量,然后利用非对称十字型搜索确定运动估计的起始点,最后采用经典的菱形算法进行运动估计。实验结果表明,相比UMHexagonS快速搜索算法,该算法能够在码率增加不超过1%,信噪比下降不超过0.1 dB的情况下,运动估计速度有较大提高。     

一种基于H.264的快速多参考帧选择算法

H．264采用的多参考帧运动估计极大地增加了编码器的复杂度。文中分析了各参考帧在运动估计中的作用,提出一种快速多参考帧选择算法以降低运算复杂度。该算法利用已编码相邻块参考帧的相关性,对参考帧进行预选择和排序,以避免不必要的运动搜索。可以与其它多参考帧运动估计算法相结合。实验结果表明,与H．264参考软件JM9．6中的快速算法UMHexagonS相比,提出的算法在保持编码图像质量的同时,可以进一步降低多参考帧运动估计的运算量,能够节省约35％的编码时间。     

基于H.264视频编码的运动估计算法研究

运动估计是视频编码中最重要且最耗时的一部分,它占用整个视频编码60％～80％的时间.研究高效的、快速的运动估计算法是目前视频压缩技术中的重要研究课题.基于H.264视频编码标准,选择x264作为测试编码器,分析了x264的4种运动估计算法,通过加入非对称小菱形搜索,降低搜索点数,部分算法优化,对非对称十字型多层次六边形格点搜索算法(UMHexagonS)进行了改进,提高了运动估计算法效率.提出了非对称十字型多层次八边形格点搜索(x264_ME_UMO)算法.通过对各种视频序列的测试表明,在基本保持原有编码性能和图像质量的情况下,优化后的算法编码速度平均提高了约17％,能更好地满足实际应用的需求.     

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。     

一种H.264运动估计器的VLSI设计

MPEG4AVC／ITU—T H．264视频编码标准中所采用的多模式运动估计算法与传统的MPEG4、H．263 高级预测模式相比较而言，编码效率和性能都大大提高。但其诸如模式决策等问题却给运动估计器，特别是硬件运动估计器带来非常大的运算复杂度。本文提出一种H．264运动估计器硬件结构，它采用了新的模式决策算法和快速运动估计算法。仿真结果证明，这两种算法不但能使运动估计器降低其硬件实现成本，而且能减少模式决策和运动估计的时间。     

改进的空间下采样视频转码快速运动估计算法

提出一种基于输入码流信息和已转码码流信息的视频转码快速运动估计算法。本算法利用Alpha-激励均值滤波通过输入码流的运动矢量合成作为备选预测运动矢量之一,并利用H．264标准中帧间预测的方法通过已转码码流信息合成另一个备选预测运动矢量,共同作为EPZS运动估计算法的预测中心。结合图像的运动活跃性．自适应的调整运动估计的搜索策略。该算法比传统的运动矢量方法相比提高了1dB左右的PSNR,保持了较高的转码图像质量并与菱形搜索算法相比能够降低18％左右的转码时间。     

基于运动对象检测的UM Hexagon S搜索算法改进

在H．264精细可分级编码中,针对减少运动估计时间,本文提出一种基于运动对象检测的UM Hexagon S搜索算法改进．首先,根据运动对象检测区分出运动区域和背景区域,对不同的区域采用不用的搜索算法;其次,利用两次菱形模版替换原来的5×5螺旋搜索,减少了50％的搜索点数,且能提前结束搜索．实验结果表明,改进后的算法,在保证图像质量基本不变的前提下,运动估计时间减少10％～40％．     

H.264全搜索运动估计算法的优化

在H.264中进行全搜索运动估计,需要遍历所有宏块划分模式以及该模式下所有的运动向量,非常耗时.针对此问题,本文给出了一种优化的快速全搜索算法,该算法根据帧间宏块划分的特点,通过合并子块运动信息得到较大块的运动信息,可以大大提高搜索速度.实验结果表明,优化后的全搜索算法,计算速度提高了80%以上.     

基于空域特征的H.264快速多参考帧选择算法

提出了一种H.264快速多参考帧选择算法,它利用视频序列的空间相关特性,在运动估计之前判断当前宏块的Skip编码模式,实现在运动估计过程中快速选择编码模式,基于对Skip编码模式占用概率的统计分析,设置多模式下参考帧数量.实验结果表明,本算法在PSNR损耗与全搜索算法相比不超过0.07dB的情况下,平均节约72.5%的编码时间.     

基于TMS320DM6437的H.264视频编码器搜索算法的优化及实现

文章以H.264视频压缩编码标准的优化为研究重点,在分析对比以往编码器的优缺点后选择开源的X264编码器作为参考模型,并对其在PC端进行运动估计的快速搜索算法进行优化。最后选取TMS320DM6437的DSP平台作为H.264视频压缩编码器移植平台,最终实现了多平台上的优化与应用。     

基于H.264多参考帧的运动搜索快速算法

提出了一种基于H.264多参考帧的快速整像素运动搜索算法,该算法通过建立多参考帧中的搜索起始点模型和基于多参考帧的六边形搜索,能够有效地降低运动搜索的计算量。实验结果表明,基于多参考帧的快速运动搜索算法在保持有较好编码质量的同时,能够在很大程度上减少H.264多参考帧的运动搜索时间。     

一种基于H.264的快速运动估计算法

H.264是现有最重要数据压缩编码国际标准之一。同时快速运动估计算法一直是视频压缩中的研究热点。本文针对一些快速估计算法过早确定了搜索方向,容易陷入局部最小点,损失了搜索精度的情况,在原有基础上,运用菱形十字搜索算法(DCS)与阈值估计相结合的方法提高了运动估计的性能。实验结果表明,该算法可以用较小的搜索代价取得与全搜索(FS)相当的效果,并且在搜索速度方面优于钻石法(DS)。     

针对硬件实现的整像素运动预测快速算法

一般基于预测的算法采用块匹配算法来消除相继帧简单冗余.通常,基于块的运动估计快速搜索算法采用的是减少搜索点的快速算法,文中介绍了一种适用于窄带低码率活动图像的帧间预测编码方法.根据H.264标准中的算法和编码方案,提出了一种帧间预测的硬件实现架构.运动预测完全针对亮度分量,采用基于中心预测和中途截止的快速搜索,给出了搜索窗结构.最后对其编码效果进行了分析.     

一种改进的UMHexagonS运动估计算法

在视频编码中,运动估计占据约70%的编码时间,是视频编码中的重要环节。整像素运动搜索UMHexagon S算法以较低的计算复杂度,达到了接近全搜索算法的率失真性能,而被H.264和AVS等标准所采纳。在分析UMHexagon S算法的基础上,对其非对称十字形搜索和非均匀多层次六边形格点搜索算法进行了改进。实验表明,在基本保持原算法性能的同时,该算法比原算法减少了60%~70%的搜索点数,降低了运动估计的计算复杂度。