UMHexagonS算法的研究与改进

针对UMHexagon S算法存在的问题,提出了一种改进的UMHexagon S算法。算法充分利用运动矢量的中心偏置特性与运动同质性,采用递增数列步长的对称十字型搜索模板和多层次八边形搜索模板以减少无用的搜索点,根据运动矢量的变化趋势自适应地确定多层次八边形的搜索方向,用16点井字型搜索代替5×5全搜索,并改善了运动估计的粗定位。实验结果表明,与UMHexagon S算法相比,改进算法在保证PSNR和比特率基本不变的前提下,平均减少了18.53%的运动估计时间,尤其是对大运动视频序列的效果更好,最大可以减少25.17%的运动估计时间。     

H.264中一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法

视频编码标准 H.264中的固定搜索范围设定,使得运动估计单元的计算量和存储读写带宽过大,给实时编码带来了困难.该文提出一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法.算法首先根据当前编码块预测运动矢量(PMV)点的绝对误差和(SAD)以及相邻已编码块的信息,判断 PMV 的预测准确程度,自适应地确定搜索范围(SR)大小;然后通过检测编码块所在区域的运动方向特性,确定 SR 内的有效搜索方向.仿真结果表明:相比于全搜索算法和 UMHexagon 算法,该文算法分别能够平均节省91%和18%左右的运动估计时间,而码率和图像 PSNR 基本保持不变.     

一种基于生物地理优化的快速运动估计算法

为了提高视频编码中运动估计的性能,该文提出了一种新的基于生物地理优化的快速运动估计算法。该算法以运动矢量的特性为基础,通过生物地理优化算法的迁徙和变异操作搜索全局最优解,克服了以往快速搜索算法容易陷入局部最优的缺点,同时采用了早期和迭代终止策略,进一步简化运算复杂度。实验表明,该算法的整体性能高于以往快速搜索算法,可以有效兼顾搜索精度和速度的要求。由于实现简单和适用面广,该算法能满足实时视频编码的需求。     

一种基于子搜索格雷码核的快速视频块运动估计算法

快速视频块运动估计是视频编码中的一个重要问题。在格雷码核( GCK)算法的基础上,提出一种改进的子搜索格雷码核( Sub-GCK)算法。理论上的计算复杂度分析表明：提出的子搜索格雷码核算法的运算量大约为原始格雷码核算法的22.1%。实验比较了子搜索格雷码核算法、原始格雷码核算法和其他几种常见的运动估计算法的编码性能,结果显示：新算法在保证编码质量的前提下,有效降低了运动估计时间,时间约为原始格雷码核算法的41.9%。     

基于边界约束的样品视频非对称运动估计方法

针对常规运动估计方法应用到样品视频编码时存在无效搜索点冗余搜索、有效搜索点遗漏的问题,提出基于边界约束的非对称运动估计方法。首先,在原有预定搜索范围的基础上,采用定点统计运动参量的方法对科学仪器的样品视频运动性能进行测试统计,根据统计结果,对视频运动范围设定边界,减少运动搜索点数;然后提出了基于边界约束的非对称搜索模型,依据样品视频的运动特征,优化搜索算法。来自电子探针和电子显微镜的不同样品视频编码实验表明,与多方向搜索算法(MDS)比较,所提方法的运动估计时间缩短了约33%,编码性能保持甚至超过了多方向搜索算法。     

一种基于H.264/AVC的高效块匹配搜索算法

本文针对H.264/AVC的编码特点,提出了一种利用时空域运动相关性的快速块匹配搜索算法.该算法充分利用了视频序列的运动程度与宏块编码模式间的关联特性以及运动矢量的统计特征,明显减少了运动估计的搜索复杂度.实验表明,本文方法的搜索速度分别比FS和DS算法平均提高了77.96%和32.19%;重建图像的PSNR比DS算法平均提高了0.06dB,更接近FS算法的编码质量.     

一种基于H．264的有效运动估计算法

运动估计算法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预测误差，提高视频图像的压缩效果．为降低在视频编码标准H．264中运动估计的高计算复杂度问题，提出了采用一种基于节点模型的可变形块匹配运动估计算法来搜索最佳运动矢量．该算法充分利用了H．264运动矢量的的统计特性和相关性，并采用基于像素差值分类的运动估计匹配准则．实验表明，在编码性能损失很小的条件下，该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度．     

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。     

基于UMHexagonS的快速运动估计编码算法研究

成就最新视频编码标准H.264/AVC优异编码性能的代价是其计算复杂度的大幅增加,编码速度的急剧下降.为了克服H.264/AVC标准中重要且耗时的运动估计编码技术实时性差的缺陷,针对其最新采用的UMHexagonS算法的计算冗余,利用宏块的运动特征,制定了自适应的运动估计策略和搜索点分配准则.仿真实验结果表明,本文提出的运动估计编码方案与UMHexagonS算法相比,平均节省约23%的运动估计编码时间,在有效提高编码速度的前提下,保持了H.264/AVC低码率、高质量的编码优势.     

一种用于视频编码的块运动估计算法——块特征匹配预测搜索算法

本文提出了一种块特征匹配预测搜索ＢＦＭＰＳ算法,可以用于视频压缩的一些国际标准,如Ｈ．２６１,Ｈ．２６３,ＭＰＥＧ１,ＭＰＥＧ２,ＨＤＴＶ中,ＢＦＭＰＳ算法充分利用了序列图像的实际矢量与预测矢量之间距离的空间分布特征,中心偏置分布特性和时间上的相关特性,并采用了中止判决准则,可以明显地减少了运动搜索复杂度,ＢＦＭＰＳ算法在匹配运算中采用 简单有交的块特征匹配准则函数,相应的块匹配计算复杂度,数据读     

Search centre prediction-based partial distortion search motion estimation algorithm

A fast partial distortion search motion estimation algorithm based on search centre prediction is proposed. A search centre prediction scheme is first exploited and, based on it, two schemes of reducing computation complexity are presented, including early search termination and halfway search stop. Experimental results show that the proposed algorithm can achieve from 14 to 161 times speedup compared to the full search algorithm, while maintaining similar visual quality     

一种新的H.264多参考帧快速搜索算法

H.264/AVC是目前最新的视频编码国际标准.在H.264/AVC中,由于采用了多参考帧,运动估计部分的复杂度大大增加了.虽然JVT采用的快速运动估计(FME)提案能极大地提高搜索速度,但只是加快了一帧的搜索速度.本文在FME基础上提出了一种新的多参考帧快速搜索算法(FMRSA),它利用当前块周围的块信息来预测将要搜索的参考帧的范围,并在具体搜索过程中运用提前中断的方法加快整个搜索过程.实验证明本算法比标准快速搜索法搜索5个参考帧能在PSNR降低不超过0.05dB、码率增加不超过2.32%的情况下节省至少56.5%的时间.     

Low complexity motion estimation utilising spatial correlation

An efficient algorithm is proposed to reduce the computational complexity of block matching motion estimation by using the characteristics of spatial correlation. The proposed algorithm is to skip the motion vector search of inside macroblocks surrounded by identical motion vectors. Experimental results show that the proposed algorithm reduces computational complexity by 52.5% compared to conventional motion estimation at the cost of negligible performance degradation.     

H.264 motion estimation algorithm based on video sequences activity

Motion estimation is an important part of H.264/AVC encoding progress, with high computational complexity. Therefore, it is quite necessary to find a fast motion estimation algorithm for real-time applications. The algorithm proposed in this letter adjudges the macroblocks activity degree first; then classifies different video sequences, and applies different search strategies according to the result. Experiments show that this method obtains almost the same video quality with the Full Search （FS） algorithm but with reduced more than 95% computation cost.     

VLSI Architecture of Block Matching Algorithms for Motion Estimation in High Efficiency Video Coding

High-efficiency video coding (HEVC) is a latest video coding standard and the motion estimation unit is the most important block. The work presents the different types of Matching Criteria for Block-Based Motion Estimation technique in HEVC standard. HEVC requires fast motion estimation algorithms to have better real time performance. The hardware implementation of motion estimation helps to achieve high speed though parallel processing. An improved block matching technique is designed with reduced blocks for HEVC. The proposed method has less execution time where only blocks having motion are compared for prediction computation. The searching time complexity is dependent on the number of blocks that are having motion. The searching time of frame having small motion can be reduced to 80–85% as compared to the traditional full search algorithm. In the paper, sum of absolute difference, mean square error and mean absolute difference are computed to find the best matching algorithm for HEVC. However, SAD has less computational complexity with compare to other matching criteria. The results suggest that proposed motion estimation algorithm has better performance with compare to similar previous work.

     

自适应阈值的快速运动估计算法

分析了视频序列运动场的基本特征,利用运动和匹配误差两种相关性,提出自适应阈值的快速运动估计算法(AT-FME),随编码对象的内容和运动情况自适应地调整阈值和搜索模式.实验结果表明,在匹配质量和码率相同情况下,AT-FME可比UMHexagonS节省62%的运算量,是提高视频压缩编码效率的有效方法.     

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。