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.     

基于运动矢量预测性程度的快速运动估计算法

针对复杂剧烈运动视频信号在进行运动估计时出现的预测误差问题,提出基于运动矢量预测性程度的快速运动估计算法。根据局部运动矢量的一致性程度与运动矢量在时间上相关性程度的关系,决定运动矢量的可预测性程度,将待估计的运动矢量分类为不可预测、中度可预测和高度可预测,不同的可预测性采用不同的搜索策略进行运动估计。实验结果表明,该算法能提高运动估计的速度,并且具有与其他快速运动估计算法近似或更好的PSNR性能。     

基于有效运动矢量识别的提前终止算法

为提高H264编码器中运动估计的速度,提出一种提前识别出有效运动矢量来简化运动搜索过程的快速运动估计算法。在统计分析四种预测运动矢量的预测准确率基础上,算法通过判别预测运动矢量之间的关系,有针对性地设置自适应阈值,从而较快识别出有效运动矢量,终止无效的运动搜索。实验结果表明,应用在UMHexagons算法和Simplified UMHexagons算法中,可以将运动估计时间分别节省19%60%和17%45%,且对图像质量和码率影响不大。     

一种自适应的运动矢量精细化算法

针对跳帧视频转码中运动矢量合成算法可能引入较大运动矢量误差的问题,提出了一种自适应的运动矢量精细化算法,该算法根据误差大小将运动矢量分为两组,对误差较小的一组进行小范围精细化,另一组在原始运动矢量、预测运动矢量和合成运动矢量中选择最优的运动矢量,并在其周围做较大范围精细化,实验结果表明,此方法可以有效地提高图像质量,并减小输出码率。     

运动矢量场自适应搜索算法

运动估计是影响基于帧间视频压缩速度的关键，快速运动估计算法一直是视频压缩中的研究热点，该文从运动矢量的均匀性出发，提出了由搜索起点预测，自适应搜索模式和高效搜索中止准则等策略构成的运动矢量场自适应搜索算法，实验表明，该文算法以极小的搜索代价得到 与全搜索相当的效果，并在搜索速度和搜索效果方面优于MPEG－4最新推荐的快速运动估计算法。     

基于矢量预测和MDGDS的运动估计算法

在充分考虑了各种图像序列的运动特性的基础上,提出一种基于矢量预测和多方向梯度下降搜索（MDGDS）的运动估计算法。该算法首先利用运动矢量的时间和空间上的相关性来得到预测矢量的搜索起始点,再通过使用自适应阈值来判断当前块的运动类型,以此智能地选择不同的搜索策略。实验结果表明,与FS、UMHexagonS、简化UMHS以及EPZS等传统算法相比,该算法能在保证精度的同时节约大量的编码时间。     

基于维纳线性预测的Horn-Schunck光流运动矢量优化算法

针对Horn-Schunck光流运动估计的矢量中可能出现局部错误估计点的问题,提出一种基于维纳线性预测的光流运动矢量优化算法。首先,将光流运动矢量从笛卡尔坐标转换到极坐标下;其次,根据制定的判决规则,对于判决中的可疑点做进一步判定,而对于判决中的错估点采用维纳线性预测的方法进行重新估值;最后,将极坐标下的光流矢量转换到笛卡尔坐标下,到此就完成了光流运动矢量的优化。与直接求出的Horn-Schunck光流矢量相比,优化后的Horn-Schunck光流矢量中幅度和角度错估点的误差明显减小,光流矢量的准确性获得了一定程度的提高。将直接求出的Horn-Schunck光流矢量和优化后光流矢量分别应用到图像和视频序列的运动补偿中。结果表明:基于维纳线性预测的Horn-Schunck光流运动矢量优化算法取得了比较好的效果。     

H.264运动矢量预测的快速模式选择算法

针对H.264标准中宏块运动估计时间长的问题,提出一种运动矢量预测的快速模式选择算法。根据视频序列的空间相关性,求出平均预测运动矢量,通过正方混合形模型确定运动量大小和运动矢量的方向特性,选择合适的模型进行搜索。根据设定的阈值,判定运动估计是否提前中止。实验结果表明,与EPZS算法相比,该算法在保证视频编码质量的同时,平均能减少约36.34%运动估计时间。     

一种利用预测运动矢量改进的H.264快速运动估计算法

针对H.264标准推荐使用的快速运动估计算法——非对称十字型多层次六边形格点搜索（Unsymmetrical cross multi-hexagon grid search, UMHexagonS）算法搜索速度慢的问题,提出了一种改进算法。在起始搜索点的预测环节,建立预测矢量集,并根据预测矢量集的长度信息决定后续的搜索策略;在全局搜索环节,利用预测运动矢量之间的相关性适当跳过某些搜索步骤,并更换一些搜索模板;并且,根据整数变换和量化的特性检测全零系数块,提前终止运动估计过程。实验结果表明,在量化步长为28时,本文算法比UMHexagonS算法平均减少了34.80%的运动估计时间,同时编码性能基本不变。该算法在不同量化步长的条件下能够适应不同运动强度的视频序列,是一种适合H.264的速度快且性能好的快速运动估计算法。     

一个优化运动矢量码率分配的快速算法

从信息论的角度看，运动补偿的最终目的是极小化信源熵率。因此，对具有四叉树结构的运动矢量场，当使用叶部运动矢量替代相应根部运动矢量作运动补偿预测时，若编码运动矢量所增加的熵大于相应补偿帧差所减少的熵，则删除相应的叶部运动矢量，反之，则应使用叶部运动矢量替代根部的运动矢量。依据这一准则，该文通过对正向搜索的运动矢量场进行自下而上反向优化截断，得到了一个全局优化运动矢量场码率分配的快速算法。通过假设补偿帧差系数的选验概率分布，该文首先给出了一个闭式补偿帧差系数熵理论计算公式，考虑到视频压缩的有损特性，然后又对这个闭式理论公式作了带权修正，为了进一步提高运动矢量的编码效率，文中同时也给出了一种运动矢量融合方案。最后，该文在运动补偿的三维小波视频编码系统上对这个算法进行了验证和比较。模拟实验证实该文所提出的运动矢量码率分配算法不仅速度快而且收敛性态稳定，只要提供合适的搜索深度，总可以获得最佳的分配结果。由于优化算法避开了补偿帧差的具体后处理，因此该文的算法也可以应用到传统的DCT视频编码器。     

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。     

用于块匹配运动估计的SGDS算法

基于搜索起点预测和梯度搜索,本文提出了正方形梯度下降搜索算法（SGDS）。实验结果表明,该算法可以较小的搜索代价取得与全搜索相当的效果,在搜索速度与搜索效果方面优于三步法（3SS）。     

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。     

一种新的多假设运动补偿预测算法

多假设运动补偿预测(multi-hypothesis motion compensated prediction,MHMCP)算法目前只应用于H.264/AVC视频编码标准中B帧的双向预测模式,因为其需对多个运动矢量及参考帧信息进行编码,而且其最终预测信号由前/后向参考帧中的最佳运动补偿信号(假设值)求和取平均值获得,精确性不够。针对MHMCP传统算法的缺陷,提出了一种新的MHMCP算法,即在保持当前最佳编码模式不变的基础上,首先通过加入前/后向运动矢量导出搜索模式来进行假设值的局部优化,并对多假设值进行自适应权重系数调整;最后通过比较率失真代价来选择最佳编码模式。模拟实验表明,该新算法可有效降低残差信号能量,不但能提高运动补偿预测信号的精确度,而且能使编码器获得更佳的率失真性能。     

ATM网络中全动态视频源的二次建模

通过对ATM网络视频业务传输性能及其建模分析,针对高运动性（即全动态）视频源的建模,给出基于块的MPEG运动估计算法,提出一种非线性模型。基于自回归在GOP层对MPEG视频流进行二次建模。仿真表明,该文提出的NAR模型能准确预测具有适度运动性的实际MPEG流,对具有高运动性的流在不同的负荷和缓冲器的条件下提供可接受的预测。     

基于卡尔曼滤波理论的甲板运动预估技术研究

航母在航行过程中，海浪运动将会导致舰体产生俯仰、横滚、偏航、上下起伏等运动，这将严重威胁舰载机的着舰安全。为了确保飞机在航母上成功降落，必须在着舰前使飞机运动轨迹与甲板运动同步，因此，本文研究了甲板运动预估技术，运用卡尔曼最优波波理论开发了甲板运动预估器，并提出首先对引入着舰导引系统的甲板运动信息进行预估，然后再进行超前补偿的策略。经仿真验证，甲板运动预估与补偿的结合，可以明显减小舰载机着舰误差，提高着舰精度。     

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。     

视频Internet传输的率失真优化运动估计算法

通过对端到端失真的成因进行分析,研究运动矢量的选择对误码扩散大小的影响。针对传统运动估计算法只考虑信源端的情况,提出一种基于端到端预测误差的计算方法并据此对运动矢量进行率失真优化选择。基于H.264编码平台的仿真试验表明,采用所提出的率失真优化运动估计算法可以进一步提高在Internet误码条件下的低码率视频流鲁棒性及解码质量。     

蝶形运动估计算法

提出一种运动估计算法,该算法充分利用视频序列的统计特性以节省计算量,提高速度。并采用简单有效的搜索模板-蝶形模板,快速截止技术通过提前判断DCT变换系数全零来停止搜索。采用中值运动向量预测技术以确定初始搜索点。仿真表明,该算法与钻石搜索算法相比,搜索速度提高43.26%~80%,图像质量更好。