视频压缩中运动估计块匹配算法研究

首先介绍了视频压缩系统，并在此基础上阐述了运动估计块匹配算法，分别介绍了块匹配的基本原理、提高运动估计效率的几个关键技术，分析了传统的基于块的运动估计块匹配算法和后来改进的匹配算法的性能，同时在分析MPEG-4特性的基础上，阐述了未来的运动估计匹配算法的发展趋势。     

分数像素快速块匹配运动估计方法综述

介绍了视频压缩中分数像素快速块匹配运动估计的基础原理,由于全搜索算法计算量很大,需要发展快速算法。对现有快速算法进行了研究总结,介绍了所应用的数学模型、向量预测、搜索优化、提前终止4个关键技术及代表算法。最后对分数像素快速块匹配运动估计方法进行了总结和展望。     

基于Kalman预测的自适应De-interlace算法

本文提出一种基于Kalman预测的自适应De-interlace算法.它包括运动块检测、自适应的运动估计以及对运动块的运动补偿和对静止块的场复制等模块.其中,运动块检测用了连续的4场图像,能够更精确地实现运动检测;对检测到的运动块用Kalman滤波进行自适应地运动估计,并根据估计到的运动矢量进行运动补偿;对静止块,用场复制法进行De-interlace处理.该算法在de-interlace性能接近全搜索算法的前提下,运算量降低了三个数量级.     

运动估计块匹配算法的分析研究

在对目前运动估计快速块匹配算法研究的基础上，描述了运动估计的基本原理；揭示了提高运动估计效率的关键技术，并对相关的算法进行了分析和比较；提出了运动估计算法今后的研究方向。     

利用块特性的自适应十字搜索模式运动估计法

运动估计和补偿在MPEG-4编码器和解码器中占用资源最多,人们直寻求较有竞争力的运动估计和补偿 的算法。本文提出的利用块特性的自适应十字搜索模式运动估计法,它充分利用VOP的块的特性,不同的块采用不同的 运动估计策略。首先,VOP的边框内块分三类。当前块为VOP的透明块时,不进行运动估计,由解码端直接生成。当前 块为VOP的边界块时,参考帧不填充,边界块间的SAD计算采用二值α平面值计算。当前块为VOP的模糊块时,模糊 块的SAD计算采用灰度值计算。其次,对进行运动估计的块,先排除静止块,对运动块,采用自适应十字搜索模式。利 用块特性的自适应十字搜索模式运动估计法极大地提高了搜索效率,同时计算量显著减少,并且具备较好的峰值信噪比, 是一种较有潜力的运动估计和补偿算法。     

块匹配运动估计算法研究与进展

块匹配运动估计是视频编码器中计算量和存储访问最密集的模块。本文对块匹配运动估计的算法作了总述,并提出了改进的方向。     

一种改进的快速块匹配运动估计算法

为了提高运动向量估计算法的速度和精度,提出了一种改进的快速块匹配运动估计算法:依据之前宏块的运动向量,估计当前宏块各可能的运动向量对应的概率值,组成和搜索窗口同样大小的概率矩阵,并根据概率大小限制搜索的次数。仿真结果表明:与标准菱形搜索法相比,在精度略有提高的同时,有效的提高了搜索效率。     

数字视频处理中的块匹配运动估计技术

阐述了用于运动图像位移估计的块匹配技术,通过计算机模拟对各种算法性能进行了分析比较,提出了块匹配运动跟踪和补偿算法的改进方法.     

基于运动连续性的遗帧率上变换算法

为了解决高清视频序列固有的运动模糊、残影等问题,同时提高低比特率通信的质量,提出了一种新的帧率上变换算法.该算法将遗传算法引入到运动估计中并结合现有运动估计算法进行了改进,使其充分利用视频在时间上和空间上的连续性,提高算法性能,同时减小算法的复杂度;对得到的运动矢量场进行了矢量细化处理,减小了块效应;并利用邻域运动矢量进行加权的重叠块运动补偿,提高内插块的精度.实验结果表明,与传统算法相比,该算法在主客观评估中都有较大的性能提升.     

H.264中运动估计算法的一种硬件实现架构

提出了一种适用于H.264标准中可变块大小运动估计算法的硬件实现架构.架构中采用一维处理单元(PE)阵列来实现运动估计算法中匹配块的搜索,通过对较小子块的块间误差(SAD)的复用来计算不同大小块的块间误差.与传统的处理一个运动矢量的架构相比,这种架构在一定的时钟周期内最多可处理41个运动矢量,并且具有面积小、速度快的特点.     

数字稳像中的快速和鲁棒运动估计研究

 提出了一种用于数字图像稳定的快速和鲁棒运动估计方法.在图像的运动估计中,首先采用一种预判局部宏块的算法：在计算运动矢量前对宏块的梯度信息进行分析以避免误匹配,通过减少参与计算的宏块数目提高处理速度;其次,提出快速估计宏块运动矢量的方法,用改进的序贯相似性算法(SSDA)进行块匹配,以提高运动矢量的计算速度;然后采用LMedS估计法去除不精确的宏块运动向量,用最小二乘法求解出最优的模型参数.实验结果表明了该方法的精确性、快速性和鲁棒性.     

运动估计协处理器的设计

设计了一个运动估计协处理器,用来从硬件的角度解决图像匹配的实时性问题.首先介绍图像处理中的运动估计技术,然后介绍运动估计技术中常用的块匹配算法及判据的选择,最后详细介绍了运动估计协处理器的设计及其实现.     

3DRS运动估计算法的FPGA实现

三维递归搜索(3-Dimension Recursive Search,3DRS)运动估计算法是帧率上变换(FRUC)处理系统的核心模块。基于3DRS算法采用双向运动估计的改进块匹配算法,在设计上使用块组的扫描处理方法大幅度减少系统的带宽开销,给出了系统硬件实现的架构和具体设计,并在FPGA上实现了3DRS的运动估计算法。验证结果表明该设计在FPGA上每秒钟可以处理60帧高清输入帧、15帧超高清输入帧。     

一种新的快速块匹配运动估计搜索算法

提出了一种基于小波变换域的块匹配运动估计搜索的新算法,模拟实验表明,利用此算法可获得比一般运动块匹配方法更大的峰值信噪比,具有更好的性能复杂度比.     

基于遗传块匹配算法的高效运动估计技术研究

在MPEG-4视频压缩中,运动估计是帧间视频编码中的关键技术,块匹配方法BMA(Block Matching Algorithm)是目前广泛使用的运动估计方法,但在现有的快速搜索算法中大都是次优算法,容易陷入局部最优。针对此问题,将遗传算法GA(Genetic Algorithm)应用于块匹配运动估计。实验证明,该算法不仅有效解决了局部极小问题,且计算量相对较少。     

基于稠密矢量场及自适应补偿的帧率上变换

为了有效解决视频帧率上变换中物体边缘出现的模糊和块效应等问题,结合运动估计,优化了矢量化后处理和运动补偿算法.在基于块的运动估计中,结合运动的时空相关性优化块匹配算法,提高物体边缘运动矢量的准确性;通过基于像素块相关性的插值算法,获取像素矢量场,并保持物体结构完整性;在运动补偿时,结合矢量后处理的分类信息,自适应地进行加权插值计算,提高内插帧的质量.实验结果表明,与传统方法相比,该方法在主观和客观质量上都有较大的提升.     

可变尺寸块运动估计的R—D优化

本文应用率失真理论在固定码率的前提下对可变尺寸块运动估计过程进行R－D优化,获得了最佳预测块划分和最小运动补偿误差,并提出了基于树形结构的运动矢量编码方案。R－D优化问题的求解通过引入失真度－码率梯度,将R－D优化与分层运动估计结合在一起,克服了GP－BFOS算法需要对各个分块层次进行运动估计及所得局部最优解严格位于R－D曲线凸包络线上的弊病。软件模拟结果显示本算法大大降低了G－BFOS优化算法的计算量,且运动补偿RSNR值高于G－BFOS算法结果。     

基于VOP的块特性的自适应十字搜索模式运动估计法

提出的利用VOP的块特性的自适应十字搜索模式运动估计法(ARPS-CB-VOP)充分利用VOP的块的特性,不同的块采用不同的运动估计策略。VOP的边框内块分为透明块、边界块和模糊块。当前块为透明块时,不进行运动估计,由解码端直接生成。当前块为边界块时,参考帧不填充,边界块间的SAD计算采用二值α平面值计算。当前块为模糊块时,模糊块的SAD计算采用灰度值计算。另外,对进行运动估计的块,先排除静止块,对运动块,采用自适应十字搜索模式。利用ARPS-CB-VOP法极大地提高了搜索效率,同时计算量显著减少,并且具备较好的峰值信噪比,是一种较有潜力的运动估计和补偿算法。     

一种用于块运动估计的匹配准则函数块特征匹配函数

本文提出了一种新的块运动估计匹配准则函数块特征匹配(BFM)函数,可以用于视频压缩的一些国际标准,如H.261,H.263,MPEG1,MPEG2,HDTV的编解码器中。在这些视频压缩国际标准中视频系统编码器的复杂性最主要取决于运动估计算法。实时的块匹配运动估计的VLSI实现需要考虑以下几个方面:在给定搜索域内运动搜索的复杂度;每次块匹配运算的匹配计算复杂度;每次块匹配运算需要从帧存读取到运动估计处理器的数据量大小;实时硬件实现的适用性.仿真表明BFM算法非常简单有效,可以大大降低相应的块匹配计算复杂度、匹配运算时数据传输时间.BFM函数便于并行实现,从而可以有效地缩短视频编码器的编码时间。本文还详细地给出了BFM函数与其它常用匹配准则函数的比较结果.     

分布式视频编码中一种基于混合模型的边信息生成算法

提出了一种基于块匹配模型和光流模型的混合式边信息生成方法.该方法对块匹配效果较差的区域采用光流法重新估计其运动矢量,得到了更为精确的运动场.实验表明,该算法生成的边信息质量明显高于传统的基于块匹配的运动估计内插法.