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。     

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。     

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。     

H.264高清视频解码实时错误掩盖算法

针对IP网络丢包条件下的H.264高清视频实时解码问题,分析高清视频码流的特点,提出一种实时错误掩盖算法。该算法利用丢失片的边缘宏块信息,以垂直距离为权值加权平均预测得到错误宏块的运动矢量,进而完成错误掩盖。实验表明,与Joint模型中的错误掩盖算法相比,该算法提升了重建图像的主观质量和客观质量,计算复杂度较低,错误掩盖效果较好,适用于高清实时解码。     

基于H.264的一种快速1/4像素运动估计算法

提出了一种新的1/4像素运动估计算法.新算法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,选择最优整像素点周围最有可能的1/2像素点进行搜索,摈弃可能性较小的1/2像素点,在最优1/2像素点周围进行钻石搜索得到最优的1/4像素点.新算法只搜索7个点,与全搜索的16个点相比少了56.3%.实验证明,与全搜索法相比,新算法的峰值信噪比平均下降了0.06 dB,比特率平均上升了1.3%.     

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。     

基于H.264的运动及纹理自适应去隔行算法

在分析空间和时间二维插值去隔行算法特点的基础上,提出一种基于H.264编码的运动及纹理自适应去隔行算法。对H.264编码过程中的运动估计、运动补偿和帧内预测结果进行研究,将视频序列划分为运动区域、静止纹理复杂区域和静止纹理简单区域,分别采用沿自适应插值、竖直时域滤波和行平均插值方法进行去隔行处理。实验结果表明,该算法在处理运动区域和静止区域图像时,能有效抑制由于运动检测失误造成的梳齿和虚影问题,提升图像质量。     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

提出一种应用于H.264中的多参考帧快速整像素运动估计算法,该算法通过有效地预测多参考帧中的搜索起始点和将菱形算法扩展到多参考帧情形,在很大程度上降低多参考帧运动搜索的计算量。试验结果表明,与H.264参考软件JM9.6中的快速算法UMHexagonS相比,该算法保持了较好的图像质量且码率几乎不变,运动估计时间平均减少约60%。     

一种H.264/AVC中的快速运动估计算法

在UMHexagonS算法的基础上,最新的H.264/AVC视频编码采用一种简单、有效的混合快速运动估计算法。该文介绍一种新的快速搜索算法,初步研究和分析其综合性能的优越性,并提出改进策略,如增加终止搜索的判定、进一步划分运动类型、采用自适应的方向性搜索模板。实验结果表明,改进的策略能减少“简化UMHexagonS算法”8%~30%的搜索时间,而码率和率失真性能的变化可以忽略不计,对一些特殊序列,率失真性能略优于“简化UMHexagonS算法”。     

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.