AVS编码器运动估计中内插的快速算法

为了降低AVS编码器在运动估计中进行像素内插的运算复杂度,通过对1/2精度像素进行整帧内插减少了总的内插运算量和内存存取量;提出了利用1/2精度像素的最终值代替中间值滤波的简化算法,进一步降低了运动估计中内插运算实现的复杂度.在PNX1500平台上实验表明在保证编码质量的情况下,运动估计时间得到了大幅度降低.     

基于AVS高清编码器IME算法设计和实现

在一个典型的视频编码系统中,其中运动估计(ME)的运算量大约占总运算量的60%~90%,尤其未来的数字电视将以高清和超高清标称,意味着在保持一定的信噪比条件下更大的搜索范围。本文提出了一种基于以上算法优势特点的运动估计算法及其硬件实现――分层全搜索运动估计(HFSME),该算法支持AVS标准的多参考帧技术(B,P帧均采用2幅图像作为参考帧)、率失真优化(RDO)和4种宏块分块模式(16×16,16×8,8×16,8×8),并满足AVS高清实时编码器的需求。从性能上该算法及其硬件实现支持AVS Baseline级高清1080P,帧率达到30 fps,搜索面积达到234×98像素,相较于同样性能下的全搜索算法,峰值信噪比(PSNR)相差不大,但运算量只有全搜索算法运算量的1/4。同时,相较于文献[12]中的结构,本文设计的基于HFSME算法的IME(整像素运动估计)结构设计,在处理单元(PE)规模上是文献[12]结构的2倍,但是搜索范围能力是其4倍,并且吞吐率是其10倍,具有最优的性能,带来了良好的性价比。     

H.264/AVC中快速1/4像素运动估计算法

提出了一种快速1/4像素的运动估计算法.该算法基于运动补偿预测误差模型,与传统的1/4像素的分层运动估计算法不同,仅通过一步计算就能直接得到1/4像素精度的运动矢量,而且完全避免了运算量很大的分数像素内插运算和整像素搜索完成后的分数像素搜索.实验结果表明,该算法在保持图像质量的前提下极大地减少了1/4像素运动估计的运算量.     

基于亚像素运动矢量的AVS编码快速搜索算法

针对AVS视频编码系统中运动搜索模块运算量较大的问题,提出一种基于亚像素运动矢量的快速搜索算法.该算法利用整像素点进行分区域预测,并采用二步搜索法快速定位出最匹配亚像素点.实验结果表明,与传统方法相比,在峰值信噪比下降不足0.1 dB的情况下,该算法减少超过50%的亚像素搜索次数,视频编码时间缩短18%～30%.     

一种改进的UMHexagonS运动估计算法

在视频编码中,运动估计占据约70%的编码时间,是视频编码中的重要环节。整像素运动搜索UMHexagon S算法以较低的计算复杂度,达到了接近全搜索算法的率失真性能,而被H.264和AVS等标准所采纳。在分析UMHexagon S算法的基础上,对其非对称十字形搜索和非均匀多层次六边形格点搜索算法进行了改进。实验表明,在基本保持原算法性能的同时,该算法比原算法减少了60%~70%的搜索点数,降低了运动估计的计算复杂度。     

应用于波束域的改进TOFS算法

频域子空间正交性测试（TOFS）算法是一种较新的宽带信号高分辨到达角估计方法。该方法通过角度和频率构造向量,判断该向量和各个不同频点上的噪声子空间的正交性程度来进行角度估计,摆脱了预估角度的束缚,从而避开了构造聚焦矩阵的处理过程,但是该方法不具备处理相干信号的能力。针对此问题,将矩阵共轭重构算法与 TOFS 算法相结合,提出了一种改进的 TOFS 算法。改进后的算法能很好地估计出相干信号的方位,并且提高了算法精度。阵元数对算法的运算量影响较大,随着阵元数的增多,算法的运算量会急剧增大。将改进后的 TOFS 算法应用于波束域中,运算量大大降低,并且没有影响其在阵元空间中的性能。仿真实验结果证明了该改进算法的估计性能优于原算法。     

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%。     

基于进化规划的运动估计算法

本文将进化规划引入了运动估计问题的求解中,在算法中还引入了像素疏值法,从而使得算法的运算量大为减少,而运动估计的精度没有明显下降。实验表明,本文算法的运算量甚至少于三步搜索法（3SS）,而获得的图像质量优于三步搜索法,接近全搜索算法（FS）。     

一种改进的运动估计快速搜索算法

运动估计是视频压缩中帧间预测编码的关键技术之一。在各个压缩标准中都广泛使用了基于块的运动估计技术。由于运动估计通常具有较大的运算量，因此对压缩性能具有重要的影响。文中分析了视频序列的特点和对现有的快速搜索算法深入理解的基础上提出了一种改进的快速运动估计搜索算法，实验表明该算法对压缩性能有较好的改进。     

H.264/AVC中运动估计快速搜索算法研究

针对H.264运动估计模块的运算量较大的问题,业界已经提出各种改进的搜索算法.分析了几种基于H.264的典型快速搜索算法,提出了算法的改进思路.     

AVS视频编码中分像素插值的SSE2优化方法

视频编码中分像素插值是运动补偿中比较复杂的算法,耗时较长.利用SSE2指令系统并行处理的特性,针对AVS视频编码的分像素插值部分提出一种优化算法.实验结果表明,该算法可使该模块的平均执行时间缩短为原来的1/3.     

亚象素运动估值快速算法

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。文中提出了一种亚象素精度视频运动估值的快速算法，根据半象素精度运动估值的中间结果，直接推算出更高精度的运动估值。该算法为高精度亚象素运动估值的研究提供了算法保证。     

基于全局运动补偿编码的AVS编码器设计

对全局运动估计算法进行了改进的基础上,提出了基于全局运动补偿编码的编码体系,并实现了基于全局运动补偿编码的AVS编码器。通过标准测试序列的测试表明,基于全局运动补偿的编码器可以使重建图像的质量有一定程度的提高。     

Motion estimation with low resolution distortion metric

Considering all possible candidate motion vectors in a given search area and calculating a distortion measure at every search position, as with the full-search block-matching motion estimation algorithm (FSBME), places a prohibitively high computational burden on the video encoder, making it unsuitable for real-time/portable video applications. To reduce computational complexity while maintaining accuracy, a new version of the reduced-bit, sum of absolute difference (RBSAD) algorithm is presented, which allows for optional correction to full resolution (FSBME) when appropriate. Analysis of a number of video sequence shows that this correction is required for blocks for which there is little motion between frames.     

视频序列的运动估计技术综述

基于图像块匹配的运动估计算法由于计算相对简便,被许多视频编码标准所采纳,并结合变换域进行运动估计,以及在亚像素精度、搜索策略方面不断改进。首先简要介绍了运动估计技术的基本原理和应用领域;然后详尽阐述了运动估计的各种主要算法的研究进展;最后,经过对当前工作的总结和分析,并对今后研究方向和挑战进行了预测。     

Low Power Complexity-Reduced ME and Interpolation Algorithms for H.264/AVC

This paper presents efficient memory reuse and the modified normalized partial distortion search algorithms for motion estimation of H.264/Advanced Video Coding. In addition, this paper presents multiplication-free sub-pixel interpolation and adaptive sub-pixel interpolation algorithms. The proposed memory reuse algorithm utilizes the position similarity of the predicted motion vectors among neighboring sub-macro blocks and the modified normalized partial distortion search algorithm uses an adaptive search range and the dynamic threshold methods. It can reduce a large number of memory access and can save power consumption by sharing the search range of the current block. In addition, simplifying weights of a sub-pixel interpolation filter can eliminate multiplications and the adaptive sub-pixel interpolation can reduce the number of sub-pixel search points, which can reduce memory access and hardware complexity. Therefore, the proposed algorithms are quite suitable for low power video compression.     

A low-power oriented architecture for H.264 variable block size motion estimation based on a resource sharing scheme

In the Advanced Video Coding (AVC) standard, motion estimation (ME) adopts many new features to increase the coding performances such as block matching algorithm (BMA), motion vector prediction (MVP) and variable block size motion estimation (VBSME). However, VBSME is utilized in the MPEG4-AVC/H.264 standard which leads to high computational complexity and data dependency that make the hardware implementation very complex.     

Performance study of gradient correlation for sub-pixel motion estimation in the frequency domain

The authors present a performance study of gradient correlation in the context of the estimation of interframe motion in video sequences. The method is based on the maximisation of the spatial gradient cross-correlation function, which is computed in the frequency domain and therefore can be implemented by fast transformation algorithms. Enhancements to the baseline gradient-correlation algorithm are presented which further improve performance, especially in the presence of noise. A comparative performance study is also presented, which demonstrates that the proposed method outperforms state-of-the-art methods in frequency-domain motion estimation, in the shape of phase correlation, in terms of sub-pixel accuracy for a range of test material and motion scenarios.