一种有效的匹配准则及块匹配算法

运动估计和补偿预测编码是视频编码标准中的一项关键技术,其核心问题在于块匹配的准确性。因此,寻找一种合理有效的块匹配准则是很必要的。传统的匹配准则是SAD,但该准则不能完全保证在满足SAD最小的情况下获得较低的编码比特率。因此,本文提出了一种改进的SAD匹配准则,提高了匹配的精确性和准确性,更加能够表示块的相似程度,并给给出了基于准则的块匹配算法。结合H.264/AVC视频编码标准的参考软件jm10.1,本文对运动估计部分采用了新的匹配准则,并进行了仿真测试。实验结果表明,在视频预测编码中,本文提出的块匹配准则可以更好地保证视频质量,提高压缩编码性能,而编码复杂性增加相对不大。     

稀疏统计二次Renyi熵的运动估计匹配准则

运动估计是视频编码技术的核心,通过对运动估计基本原理的分析可知匹配准则是运动估计的关键环节。针对传统匹配准则描述块匹配精度不高,导致信息冗余较多的不足,提出一种稀疏统计二次Renyi熵的运动估计匹配准则。该匹配准则在计算Renyi熵时,引入了统计直方图,采用统计的方式计算概率密度函数,并结合基于梯度的图像质量评价和运动矢量中心偏离特性,对直方图的统计区间进行稀疏化。实验结果表明,该匹配准则简化了Renyi熵概率密度函数的计算,通过统计区间的稀疏化减少了80%以上的乘法运算量,对运动剧烈的视频序列能够得到优于传统绝对误差和函数的峰值信噪比,取得更好的图像质量。     

视频图像运动估计中的一维块匹配算法

运动估计是视频图像压缩和视频图像修复等领域的基础问题,传统的块匹配法搜索质量较好,但搜索速度不够快.针对传统块匹配法搜索速度上的不足,提出一种快速的一维块匹配运动估计算法.首先对运动矢量正交分解,使用特殊权重系数矩阵对二维匹配块做降维处理,得到2组一维特征矩阵;然后选择一维三步搜索法作为搜索策略,最小绝对误差和准则作为...     

视频图像抖动消除技术的研究与实现

本文详细说明了基于块运动估计匹配算法的视频图像抖动消除原理．并对基于不同运动估计的视频图像抖动消除算法进行了研究和实现。     

几种基于H.264的运动估计搜索算法的分析

H．264视频编码标准的性能很大程度上取决于运动估计,而影响运动估计的主要是匹配准则和搜索算法。本文对多种匹配准则和快速搜索算法进行了研究,并比较了几种新颖的搜索算法的优缺点,给出了现有的几种搜索算法应用在H．264编码器上的性能比较。     

运动估计算法匹配准则研究

运动估计算法是视频编码技术的研究重点,高精度、高效率的匹配和补偿可以减少预测误差,提高视频压缩效果,因此块匹配的准确性是核心问题.对最小绝对误差MAD、最小均方误差MSE、归一化互相关函数NCCF、像素差值分类、子采样、VOD等匹配准则进行了理论介绍和实验分析,并提出了一种利用图像差值分布情况作为匹配准则的方法,即图像差值均方差DVAR匹配准则.实验结果表明,图像差值均方差匹配准则获得了比较高的编解码质量.最后展望了更符合人眼视觉系统(HVS)特性的匹配准则发展方向.     

基于滤波的运动向量的快速估计算法

基于块匹配的运动向量的估计算法被多种国际视频编码标准所采用,其计算复杂度一直是一个研究的热点。为了提高运动向量估计算法的速度和精度,从运动向量的均匀性出发,提出了一种由宏块分类、运动向量滤波和高效搜索中止准则等策略构成的运动向量场自适应搜索算法,从而实现了块运动向量快速而有效地估计。实验表明,本算法搜索速度接近N3SS和N4SS,而搜索效果方面优于MPEG-4最新推荐的快速运动估计算法PMVFAST和MVFAST。     

一种基于率失真准则的快速块匹配算法

运动估计中的块匹配算法已在各个视频编码标准中广泛采用。随着率失真准则的采用,尤其是在一些低比特率的应用中,传统的快速块匹配算法并不能很好的适合。该文提出了一种基于连续排除算法的修正算法。在率失真准则下,搜索区域中的须进行匹配计算的位置由一不等式限定。该算法的性能和全搜索算法一致,但显著减少了计算量。     

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。     

自适应块匹配运动估计搜索算法

为了提高块匹配运动估计快速算法的搜索速度、精度和鲁棒性，提出了一种根据空域相关块的运动水平，自适应选择搜索检查点样式、搜索窗范围以及是否采用多候选值策略的混合算法．本算法中对应于小运动块的基于中心偏置的搜索样式和针对大运动块的多候选矢量亚采样搜索策略，满足了视频编码对运动估计算法在速度和精度上的双重要求．实验结果表明，该算法在速度上和精度上都明显优于性能优越的菱形搜索算法DS，适用于不同运动程度的图像序列．     

二值alpha平面辅助的视频对象快速运动估计算法

提出了一种任意形状视频对象的快速运动估计方法.详细分析了alpha平面在视频对象的快速运动估计过程中起到的指导性作用,采用边界扩展和边界掩码技术,提出了一种新的二值alpha平面匹配衡量准则WBAMC (weighted binary alpha-plane matching criterion).结合优先搜索策略,提出了二值alpha平面辅助的视频对象快速运动估计算法BAAME(binary alpha-plane assisted motion estimation),.首先,利用alpha平面和WBAMC准则,将边界宏块的搜索范围缩小至两个搜索起点的单调区域,再采用传统的快速运动估计算法确定其运动向量;然后,用边界宏块的运动向量预测内部宏块的搜索起点;最后,采用快速运动估计算法搜索内部宏块的运动向量.这种方法可与多种空间域和频率域运动估计算法相结合,有效地应用于基于对象的视频编码器中.实验结果表明,对于多种类型的标准测试视频流,BAAME算法始终能够保持较高的估计精度和主观质量,运动补偿的平均PSNR(peak signal-to-noise ratio)较DS(diamosd search)和PSA(pdoety search algorithm)(BAAS(binary alpha-plant assisted search) DS)高出0.1dB～0.SdB,略低于FS(full search),但是其计算复杂度与FS相比降低了20倍.     

基于熵准则的可变大小块匹配双向运动补偿

为了克服极低码率视频压缩编码中的方块效应,提出了可变大小块匹配双向运动估计和补偿方法。在编码中,每隔一帧对图像进行一次优化分割,其分割过程是对每一个宏块采用熵准则优化分割,对于非分割帧采用双向运动估计和补偿(即双向补偿帧)。所谓双向运动估计和补偿,是首先按前一帧的分割信息对其进行前向运动估计和补偿,然后由前一帧中的小块对当前帧再进行后向运动估计和补偿,对补偿过程中的重叠部分进行加权滤波。由于采用了可变大小块运动估计和补偿,同时结合后向运动估计和补偿的特点,使得双向补偿帧的预测精度有了提高。实验结果显示,对不同的视频序列,其峰值信噪比均有不同程度的提高。     

面向视频会议的运动估计快速算法

针对H.264/AVC视频压缩算法中运动估计模块计算复杂度高的问题,提出了一种基于积分图像的运动估计快速算法.算法通过对单元块进行预计算求和,在块匹配运算时使用单元块级绝对差值.该算法能够在保证视频编码质量的前提下,大幅度提高运动估计模块的计算效率.算法适用于视频会议等要求视频实时压缩的应用.     

基于时空联合的解码边信息插值算法

在Wyner-Ziv视频编码中,边信息质量是影响系统编码效率的关键因素,但解码端获得的运动矢量不精确而导致内插边信息的质量不高。为此,提出一种基于时空联合的解码边信息插值算法。该算法将多种块分割模式与双向运动估计相结合,匹配准则采用双向平均绝对误差和(SBAD)判断运动矢量时间变化,利用边界绝对误差(BAD)判断运动矢量的空间变化,通过时空联合匹配准则保证运动矢量的空间平滑性和时间连贯性。实验结果表明,该算法降低了编码码率,内插边信息的主观和客观质量均有所提高,边信息的峰值信噪比(PSNR)最大提高1.41dB。     

一种基于块分割结构的运动估计新算法

运动估计是剔除视频压缩中的时间冗余的关键,现有算法大都是基于全搜索策略的SAD匹配算法,这些算法虽然压缩性能很好,但计算复杂,实时性差。提出一种快速运动估计新算法,将块分割成多个子块,计算每个子块的灰度值之和与灰度值的平方和,将其整体作为一个参数再结合提出的三个匹配准则,求出当前帧和候选帧之间的最优运动估计。通过实验表明,采用该算法后计算的复杂度明显减小,实时性得到较大提高,其压缩性能却非常接近基于全搜索策略的SAD算法。     

面向快速全局运动估计的亮度残差阈值方法*

提出一种面向快速全局运动估计的亮度残差阈值方法,通过统计特性推导出适用于不同分辨率大小视频编码的全局运动估计阈值因子。在保证视频编码性能的前提下,加快全局运动估计收敛于稳定值,实现快速全局运动估计的目标。实验证明,该方法具有较好的鲁棒性和准确性。     

基于运动空间相关性和时间连续性的运动估算快速算法

运动估算是视频信号的帧间预测编码中的一个重要环节,其效率和精度直接影响到编码器的性能。由于全搜索算法搜索速度较低,而很少采用,故目前普遍采用三步法、交叉法等各种快速近似算法,但是这些算法匹配精度较低,而且某些情况下应用效果不好。为解决上述算法存在的问题,在对视频编码中运动物体的空间相关性和时间连续性进行分析的基础上,给出了一种利用运动物体的空间相关性和时间连续性来进行运动估算的快速算法。实验结果表明,该算法计算每个宏块运动矢量所需的平均搜索次数低于三步法,而匹配精度则非常接近于全搜索算法,并且采用该算法的编码器,其总的编码输出位数少于采用全搜索算法的编码器。     

视频分析中利用可变阈值的运动估计算法研究

研究的是基于阈值的运动矢量估计技术,根据视频序列中运动矢量的特性,构建阈值函数。对于匹配搜索的不同位置自动生成对应的阈值,建立从中心向外逐渐松弛的约束条件,及时终止对不必要候选块的匹配搜索。不仅能够提高匹配速度,而且能够避免遍历搜索中容易陷入局部最小化的问题。同钻石搜索法相结合,能进一步提供运算速度。还提出了通过均值累加阈值法消除由于全局运动补偿引入的噪声,该方法可以确保捕获运动对象的真实性。通过实验验证,对大多数的视频序列,能在不损失精度的情况下,运动估计速度提高几乎一个数量级,运动矢量捕获的真实率在70%以上。