基于H.264的快速1/4像素精度运动估计算法

提出了一种快速1/4像素精度的运动估计算法。该算法基于运动补偿预测误差模型,与传统的1/4像素的分层运动估计算法不同,仅通过一步计算就能直接得到1/4像素精度的运动矢量,而且完全避免了运算量很大的分数像素内插运算和整像素搜索完成后的分数像素搜索。同时对最佳整像素点位于图像边缘位置的情况进行了研究。实验结果表明,该算法在保持图像质量的前提下极大地减少了1/4像素运动估计的运算量。     

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。     

自适应AVS_M分数像素运动估计快速算法

为了减小分数像素运动估计的计算量,提出了一种适用于AVS_M的分数像素快速搜索算法.该算法采用更多的预测矢量提高分数预测矢量的准确性;在分数预测矢量不够准确时,利用自适应阈值的判断跳过不必要搜索过程,或者利用分析分数像素候选点的匹配误差关系排除可能性小的点.实验分析表明:对于不同运动特征的视频序列,该算法在保证图像质量和编码效率基本不变的同时,节省了61.88%～87.06%计算量.     

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中1/4像素运动估计快速算法的比较

高精度的匹配和补偿可以减少预测误差,提高视频图像的压缩效果。论文提出了一种纯比较式的快速半像素运动估计算法,把平均搜索点数降低到2,而重建图像的质量接近于现有的一些快速半像素运动估计算法。实验证明,新算法通过进行多阶亚像素运动估计,可以达到高精度的运动矢量,对H.264的1/4像素精度运动矢量估计有明显的效果。     

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。     

HEVC的高效分像素运动补偿

现有的视频编码方法单独针对不同的编码技术进行优化,虽然简化了算法的实现,但却忽略了各者之间的内在关系而局限了性能的进一步提升.本文尝试针对HEVC中的分像素插值和分像素运动估计建立一种整合的优化算法,同时提升两者的计算速度.首先,我们通过细分不同分像素的插值方法,把每个分像素的插值代价融合在分像素运动估计的搜索中,并构建一种性价比优先的分像素运动估计方法.该运动估计方法的每一步搜索都按照最小化计算代价和最大化率失真收益的原则进行,保证以最小的计算消耗获得最优的性能.其次,为了配合该方法我们针对HEVC的特性构建了一个分区域分像素集的分像素插值算法.该插值算法在分像素运动估计过程中仅动态地计算所用到的分像素,解决了现有插值算法无法同时降低重复计算和冗余计算的问题.实验结果表明,我们的整合算法可以在几乎不产生率失真性能损失的情况下,大幅地加快分像素运动估计和插值的速度.     

H.264整像素快速运动估计算法研究

通过对H.264参考模型JM11.0中整像素运动估计算法的分析,提出了一种新的快速运动估计搜索算法：基于方向预测的菱形-T形搜索算法（Direction Based Diamond-T Search,DBDTS）。改进算法在保证视频序列各分量信噪比和输出比特率的同时有效地减少了运动估计时间。分别应用FS、EPZS、UMHexagonS和改进算法对典型序列进行测试。测试结果表明,新算法在保证编码性能的同时,有效地提高了运动估计速度。     

基于H.264的模式选择和运动估计快速算法

作为视频编码领域的最新标准,H.264比以前的标准有着更好的编码效率。然而却使得编码器的计算复杂度急剧增加,在模式选择和运动估计部分尤为突出。论文提出了一种新方法,主要包括块合并、中止判别准则、改进的DS和快速亚象素搜索算法,在保持高信噪比和低比特率的同时,有效地降低了编码器复杂度。     

An efficient low-cost FPGA implementation of a configurable motion estimation for H.264 video coding

Despite the diversity of video compression standard, the motion estimation still remains a key process which is used in most of them. Moreover, the required coding performances (bit-rate, PSNR, image spatial resolution,etc.) depend obviously of the application, the environment and the network communication. The motion estimation can therefore be adapted to fit with these performances. Meanwhile, the real time encoding is required in many applications. To reach this goal, we propose in this paper a flexible hardware implementation of the motion estimator which enables the integer motion search algorithms to be modified and the fractional search as well as variable block size to be selected and adjusted. Hence, this novel architecture, especially designed for FPGA targets, proposes high-speed processing for a configuration which supports the variable size blocks and quarter-pel refinement, as described in H.264. The proposed low-cost architecture based on Virtex 6 FPGA can process integer motion estimation on 1080 HD video streams, respectively, at 13 fps using full search strategy (108k Macroblocks/s) and up to 223 fps using diamond search (1.8M Macroblocks/s). Moreover subpel refinement in quarter-pel mode is performed at 232k Macroblocks/s.     

运动估值的实用快速算法

现有的许多有关运动估值的快速算法,都存在着匹配速度快与匹配精度差的矛盾。文章在分析已有典型快速算法优缺点的基础上,提出了解决这一矛盾的分步逼近的新算法——“迂回逼近法”;算法选择了快捷和更为准确的搜索路径,且对程序的实现技术作了有效改进,其最终匹配结果具有全匹配算法的精度和典型快速算法的速度。文中说明了算法原理,程序技术和对比实验结果。     

快速运动估计的赢墩领出策略及在H.264中的应用

运动估计算法复杂度高,是H.264协议中最耗时的步骤,研究高效的运动估计算法对于满足视频的实时性是必要的。论文以桥牌游戏为例,说明了用于运动估计的赢墩领出策略,优化设计了匹配误差序列,以重排匹配搜索的顺序,进一步加快了运动估计的速度,总结出了在H.264中集成赢墩领出策略的运动估计算法。对比实验表明图像边缘强度与匹配误差成正比趋势,以此为基础的新算法大大减少了运算次数,耗时低于全局搜索算法的1/10。     

基于HEXBS算法的运动估计器的设计

运动估计是视频压缩中最重要的环节。文中讨论了运动估计的基本原理,深入分析了HEXBS搜索算法及其特点与设计难点,设计了一种满足MPEG-4 SP@L1标准的全并行结构的高速运动估计电路,并通过FPGA验证,系统时钟频率达到30MHz,性能达到了实时编码的要求。     

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．     

一种改进的快速运动估计算法

针对当前H.264/AVC典型快速运动估计算法缺少与其他编码特征相结合的情况,提出融合多参考帧选择和帧间模式判决的快速运动估计算法,综合考虑整数变换与量化、矢量预测、搜索范围、参考帧及其各个块模式之间的相关性。实验结果表明该算法在码率变化不大的条件下,可显著提高编码器的运算速度。     

运动估计快速块匹配算法

基于块的运动估计是视频压缩国际标准中广泛采用的关键技术。在对目前运动估计快速块匹配算法研究的基础上，描述了运动估计的原理；揭示了在图像质量、搜索速度和压缩码率等方面提高算法效率时存在的3类主要问题：初始搜索点的选择、匹配准则和搜索策略；分别阐述了目前常用的解决这3类问题的方法，并进行了比较和分析；提出了对运动估计算法的一些展望。     

对偶算法的有效改进

运动估值的快速算法普遍存在着精度过低的缺陷。本文应用块匹配法的基本原理，通过对块匹配规律的分析，找到了改进对偶法快速算法搜索路径的有效方法，提出了实用快速算法——最大梯度及多重循环对偶法。该算法在兼顾准确性的同时，保留了算法路径简单、易于实现的优点，其匹配结果仍具有快速算法的速度且更加接近全匹配算法的精度。