H．264运动估计算法分析

作为一种新的视频压缩编码标准,H.264具有低码率、高画质和高压缩比等特点,同时也显示出巨大的计算开销和内存开销,尤其是运动估计这部分.因此如何根据H.264的特点,找到合适H.264的快速运动估计算法就成为当前研究的一个热点.首先论述了H.264帧间编码的基本原理和运动估计的关键技术.然后介绍了已有的几种典型的块匹配运动估计搜索算法,包括全搜索和快速搜索算法,并分析了它们各自的优缺点.最后,鉴于六边形算法的通用性,对六边形搜索算法进行了简化和分析.     

H.264帧间预测快速算法

帧间预测是实时视频编解码技术的研究重点,高精度的匹配和补偿可以减少帧间预测误差,提高视频图像的压缩效果．为了降低在视频编码标准H．264中帧间预测的高计算复杂度问题,提出一种帧间预测快速算法．该算法在利用运动矢量的时空相关性对最优匹配点位置进行预测的基础上,依次进行“十”字形分布的五点搜索和九点均布的矩形搜索;并在搜索过程中引入根据最优点和次优点界定搜索方向、搜索窗口自适应伸缩和中途截止等多种优化策略,以提高整像素块匹配的搜索速度．实验结果表明,与全搜索算法相比,文中算法在不降低搜索精度的情况下,其运动估计速度约为全搜索算法的12倍;与UMHexagonS算法相比,在重建图像质量和码率接近的情况下,速度提高了1．87倍．     

基于H.264的可变块运动估计算法研究

针对H.264视频编码标准中运动估计计算复杂度高和可变块运动估计的问题进行研究,分析并改进传统的六边形搜索算法,使其与静止块预测和运动矢量划分准则相结合,提出一种切实可行的基于H.264标准的可变块运动估计算法。通过设定多个阈值明显地降低可变块运动估计的复杂度,在实时视频系统中具有一定的实用价值。     

一种针对MPEG-4 AVC/JVT/H.264的快速多帧运动估计算法

在H．264标准中，运动估计的编码运算量非常复杂。通过重新使用上一参考帧中的运动矢量信息，论文提出了一种效率较高的搜索算法，即无需在全部的参考帧中搜索，只使用存储的运动矢量来组成当前的运动矢量。这种算法还可以结合其他快速的搜寻算法以进一步减少运动估计的运算复杂度。     

基于H.264的运动估计优化

针对运动估计非常耗时这一特点,本文从算法和代码两个方面对运动估计进行优化。实验证明改进后的算法明显减少了编码时间,而图像质量只有少量变化。     

H.264编码器设计与运动估计算法优化

运用DSP-FPGA技术设计实现了一个具有良好扩展性和灵活性的H.264视频编码器系统,该系统利用DSP则进行视频压缩编码,FPGA模块完成对视频采集系统以及数据I/O等所有周边功能的控制。针对以上硬件系统本文还提出了一种快速运动估计算法。该算法针对不同的图像特征采用自适应的搜索策略。实验表明,该算法在保证重建图像质量没有明显下降的前提下,编码速度有了显著提高。     

一种面向H.264/AVC的运动估计算法

提出了一种使用具有方向偏向性搜索模板和基于预测模式自适应选择运动估计方案的EPZS(enhanced predictive zonal search)改进算法。该算法将运动估计过程与H.264/AVC中多参考帧、多预测模式等编码工具紧密结合,充分利用视频中运动具有高度时空相关性的特点,综合考虑速度、图像质量及压缩效率等方面的性能。实验结果表明,该算法以极小的计算量得到了与全搜索方法接近的效果;与EPZS算法相比,运动估计的处理速度有了较大幅度的提高,同时保持了与之相当、有时甚至更优的率失真性能。此外,该算法具有很好的鲁棒性,并且能够产生平滑的运动矢量场。     

H.264块匹配运动估计中UMHexagonS算法的优化

块匹配运动估计是视频压缩中的核心技术之一。研究高效的、快速的运动估计算法是目前视频压缩技术中研究的重要课题。通过对视频编码标准H.264采纳的UMHexagonS算法分析的基础上,对UMHexagonS算法中的终止搜索和搜索模板这两个部分进行了优化,有效降低了搜索点数,提高了运动估计算法效率。通过对四个典型的测试序列的实验证明,优化后的算法与原算法相比较,在图像质量几乎没有改变的情况下,运动估计时间平均减少了11.75%,提高了视频压缩实时性。     

H.264运动估计算法研究

在分析国际视频编码标准H.264的研究背景、研究现状的基础上,介绍了几种典型的运动估计算法,研究了现有H.264的快速运动估计算法的优势与不足,指出今后研究的方向。     

一种基于H.264/AVC的快速运动估计算法

提出了一种基于H.264/AVC的快速运动算法。根据运动矢量的时空相关性建立一个预测运动矢量集合,再采用小交叉(SCSA)模板和大六边形(LHSP)搜索进行搜索。在搜索过程中采用提前终止技术,进一步减少计算量。实验结果和分析表明,该算法能够显著提高运动估计的搜索速度,节省了大量运动估计时间,而图像质量和比特率只有少量变化。     

基于JM模型的UMHexagonS算法的改进

为了提高运动估计的搜索效率,提出了一种基于JM模型的UMHexagonS算法的改进方案。该方案减少了搜索点数,从而减小了运算量。经过实验测试,改进后的UMHexagonS算法在保证编码图像的质量基本不变的同时,能显著减少搜索时间。     

一种基于预测性运动向量的菱形搜索方法

块匹配算法是运动估计中一项重要的技术。块匹配中多数算法没有充分利用运动向量之间的时间和空间的相关性就进行快速搜索,从而影响了图像的质量和搜索的速度。为更好的解决这一问题,论文提出一种基于预测性运动向量的菱形搜索方法,有效的提高了视频压缩的性能。     

基于三参数模型的快速全局运动估计

提出了一种新的全局运动估计方法——基于三参数模型的快速全局运动估计.新的参数模型在保证准确性的同时,使用更少的参数来描述和估计全局运动,从而简化了计算复杂度.此外,对光流场计算做出了两方面改进：（1）提出了宏块预判的方法,计算光流场前对宏块的梯度信息进行预分析,通过减少参与计算的宏块数目提高光流场的计算速度;（2）提出了快速估计宏块运动向量的方法,在块匹配的过程中同时考虑图像的梯度和灰度信息,通过引入更多的约束提高运动向量的计算速度.实验证明了该方法的有效性.     

基于运动估计的滑动指纹序列拼接

在嵌入式系统中,滑动指纹序列的拼接速率十分重要。该文提出了一种基于运动估计和最小平均绝对误差判断准则的指纹拼接算法,确保了指纹的有效拼接,减小了运算量,提高了运算效率。硬件平台和模拟测试平台的实验结果证明了该算法的可行性和优越性,适合于实时嵌入式系统。     

一种基于块运动类型和方向预测相结合的快速搜索算法

根据序列图像中相邻块运动矢量的时间和空间相关性,本文提出一种基于块运动类型和方向预测相结合的快速搜索算法。该算法对块的运动类型和相对运动类型进行预测,并根据不同的运动类型自适应地采用不同的搜索策略进行搜索,对相对大运动块进行运动方向预测,并根据块的运动方向选择相应的方向搜索模板进行搜索。实验表明,该算法能在保证搜索准确度的同时节省大量的搜索时间。     

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。     

基于相邻运动矢量相关性的运动矢量预测算法

运动矢量的预测是视频编码技术中的一个重要组成部分,它直接关系到运动估计的精度和码率大小。本文提出了一种新的基于运动最相似性的运动矢量预测及其简化算法,通过对相邻块运动矢量的优化,选择运动特征最相似的运动矢量生成预测运动矢量的预测方向缩放因子和预测值。通过在中国音视频编码标准-AVS-中的实现验证和性能比较,这种预测算法相对于中值预测法,系统的平均PSNR值有一定提高,平均码率有所下降。     

基于矢量叠加的逐步消除加权运动估计仿真研究

提出了一种基于帧间矢量叠加的逐步消除加权全局运动估计方法.算法对帧间估计的基准进行了分析,考虑到差错平面在全局极值点的小范围附近满足单调性条件是可能的这一假设,提出了帧间矢量叠加法,以较小的搜索范围获得了更好的估计结果;针对全局运动估计的目的,在获得的局部运动矢量的基础上,首先对各局部矢量方向和相对于均值的距离进行判断,排除可靠性较低的局部运动矢量,然后对可靠性高的局部运动矢量进行计算以获得有效的全局运动矢量.对多个图像序列进行仿真实验,结果显示所提出的算法具有良好的性能,PSNR提高了5.77%～34.18%.     

一种针对MPEG-4 AVC/H.264的用于快速码流生成的运动信息描述算法

由于MPEG-4 AVC/H.264采用了可变块尺寸(variable block size)和率失真最优化(rate distortion optimization)两项技术,视频编码流程中复杂度最高的运动估计(motion estimation)模块变得更加复杂.另一显著的变化就是,所获取的运动信息与目标码率紧密相关.这给传统的快速转码技术带来了很大困难.该文首先提出了一种分层模型,按由粗到细的方式描述每个宏块(macroblock)的运动信息.基于这个分层模型,文中提出了一种通过预编码获取运动信息的算法,从而生成视频序列运动特性的完整描述.有了这种运动信息描述,在编码或是转码的过程中,编码器可以跳过运动估计过程,编码复杂度因此大大减少.为进一步加快编码速度,还提出了从运动信息描述中抽取最优运动信息的快速算法.实验结果验证了所提算法的有效性,在大大降低编码复杂度的同时,编码性能与最优的MPEG-4 AVC/H.264非常接近.     

基于相关区域的H.264/AVC时域错误隐藏

在视频内容分裂处,相邻块的运动矢量会出现突变,简单利用插值恢复丢失块的运动矢量一般有较大误差。为了减少这种误差,依据丢失宏块附近块运动矢量的变化趋势,构造视频内容分裂预测曲线,划分相关区域,对每个相关区域,运用准值插值估计丢失块的运动矢量。模拟测试表明,该方法能够有效提高视频质量。