块匹配运动估计算法的速度优化

在视频压缩系统进行帧间编码时 ,很多运动估计块匹配算法利用搜索样式的设计来节约计算资源 ,搜索速度尚有提高的空间·利用运动矢量主要分布在搜索区中心 3× 3范围内的中心偏置特性来优化块匹配算法 ,并同时采用起始搜索点位置预测来提高搜索命中率· 仿真试验表明 ,优化算法在保证原算法精度的基础上明显提高了搜索速度     

基于线性搜索的快速运动估计算法

为了减小快速运动估计算法的计算复杂度和提高运动补偿的准确性,提出了一种新的块匹配运动估计算法,称为线性正方形搜索算法.该算法采用运动估计的线性搜索策略,对于不重要的搜索区域利用线性搜索技术进行快速搜索以减小算法的计算复杂度,而对于重要搜索区域,即最佳点所在区域,用9点的正方形模块进行精细搜索以提高算法的搜索精度.实验结果证明,该算法与菱形算法相比不仅计算复杂度减小了10%以上,而且视频编码效率可以提高约0 1dB.     

基于H.264运动估计的自适应算法

针对在H.264的多宏块运动估计中,计算繁琐,无法达到实时要求的缺陷,提出一种自适应的运动搜索算法.利用相邻宏块间的相关性和中值预测来更加精确地预测搜索初始点和确定搜索区域.实验表明,在编码性能基本不损失的情况下,该算法减少了搜索的运算量.     

基于小波变换的块匹配运动估计方法

将小波变换引入低码率视频图像序列的运动估计研究中，提出了基于小波变换的块匹配搜索方法．该方法的特点是可根据运动物体的大小和运动程度，用可变宏块进行运动估计，统一了匹配块和匹配点的搜索，发展了一种改进的三步搜索算法．实验结果表明，该算法比三步法有更高的精度，更适应低码率和多细节视频图像传输中的运动估计．     

可预测起始搜索点的自适应准十字菱形搜索算法

分析了视频图像现有块匹配运动估计的技术特点,通过实验数据定量评价了各算法的优缺点,提出的一种改进的自适应运动估计算法:基于起始搜索点预测的准十字菱形搜索算法.该算法根据序列图像中运动矢量的十字中心偏置分布特性和运动矢量间的时空相关性,设计了一种准十字菱形搜索模板,并对静止块设定阈值,直接中止搜索;结合起始搜索点预测,并根据运动类型自适应选择搜索策略,使本文算法在保证了搜索准确性的同时,提高了运动估计的速度.     

视频压缩感知中基于菱形快速搜索的双匹配区域预测

多假设预测是视频压缩感知多假设预测残差重构算法的关键技术之一,但目前的多假设预测算法对运动剧烈的视频序列依然存在计算复杂度高且质量不佳的缺陷,而且由于观测值与真实信号是一对多的关系,只采用观测值的绝对误差和准则选择假设块容易引入噪声,从而限制了重构质量.针对这些问题,文中结合视频前/后景的运动特征,提出了基于菱形快速搜索的双匹配区域多假设预测算法(MH-DS),即利用菱形快速搜索方式确定当前解码块的前景/后景的运动矢量,获得两个最佳搜索窗,从中搜索多假设匹配块组;在匹配过程中,采用融合最小均方误差和最大匹配像素统计的块匹配准则,以得到更相关的假设块.仿真结果表明,基于菱形快速搜索的双匹配区域多假设算法能够有效地降低重构端多假设预测过程的计算复杂度,与现有最优视频压缩感知预测-重构算法相比,提升了预测精度和重构质量.     

一种用于超分辨率重建的自适应块匹配算法

提出了一种基于自适应块匹配的超分辨重建算法。首先根据相邻运动块之间的相关性来预测搜索块,然后利用图像的运动特性自适应地选择合适的搜索模式,最后采用最大后验概率估计算法对配准后的图像进行超分辨率重建。该算法可以有效减少搜索匹配点的个数,极大提高搜索速度,并且能够获得与全搜索算法同样高的配准精度,具有较大的峰值信噪比。实验结果表明,所设计算法能获得较好的视觉效果与重建效果,具有一定的实用价值。     

基于空间相关预测的快速块匹配运动估计算法

为了提高自适应十字搜索(adaptiveroodpatternsearch,ARPS)算法中运动估计的速度和准确性,提出一种基于空间相关预测的快速块匹配运动估计算法.根据块匹配度量准则,将邻域块中与当前块相似度最高和次高的两个运动向量(motionvector,MV)的均值作为当前块的预测MV,改进了传统ARPS算法的固定单块预测模式,增强了起始搜索中心位置的预测,减小了由于运动变化而引起的预测误差.实验结果表明所提算法与ARPS和其他标准快速块匹配运动估计方法相比,有效地减少了计算复杂度,提高了配准精度.     

一种基于HEVC视频编码的快速运动估计方法

运动估计是影响下一代视频编码标准高效率视频编码(HEVC)性能的关键因素,它通常利用当前帧的图像块在多重参考帧中对应的搜索窗口中寻找最佳匹配块来完成的.针对HEVC编码标准提出了一种快速的运动估计方法快速分级搜索(FHS).首先,根据多个备用的运动矢量确定起始搜索点的位置,以起点为中心,执行搜索半径依次扩大的三圈钻石搜索,如果执行了内部两圈钻石搜索,最佳匹配点仍位于起点,则提前终止搜索.否则,根据最佳匹配点在内圈、中圈和外圈菱形边缘的情况,提出了不同的后续搜索策略.测试结果表明,提出的快速运动估计算法相对HM14.0提供的算法,平均搜索较少的点数,同时对编码后视频的质量只造成轻微的损失.     

区域运动相关性的运动估计方法

研究了一种基于区域运动相关性的运动估计方法．提出在块匹配运动估计中,对于运动相关性好的块根据相邻块或前一帧图象的运动预测出它的初始运动矢量,然后在小范围内搜索,做运动矢量的优化．对传统的全局搜索块匹配运动估计算法,给出了提高运动矢量一致性的修正准则．算法根据前帧运动估计误差来决定是否对当前块运动作预测,避免了运动估计误差的扩散．实验结果表明,文中算法所得的运动矢量一致性远高于传统全局搜索块匹配法所得的结果,同时能保持和全局搜索法相媲美的预测质量,而运算时间则有较大幅度减小．     

视频编码快速块匹配算法的改进

为了降低视频压缩中块匹配的运算复杂度,避免块匹配陷入局部极小值且维持较高的压缩比,提出了一种快速块匹配的搜索算法.首先判断图像块是否静止,若是,停止该块的搜索;反之,通过运动矢量预测确定搜索中心点,并由中心点由内向外搜索,同时结合搜索停止判断条件,提前终止搜索.对改进块匹配快速搜索算法与全搜索和菱形快速搜索进行了仿真实验和对比分析,并将提出改进的运动估计算法在一个实际的机械臂远程视觉控制系统中进行了应用.结果表明：在全搜索、菱形快速搜索和快速块匹配搜索算法中,快速块匹配算法综合性能是最好的.     

Improved diamond search algorithm for H.264/AVC video coding standard

Diamond search （DS） is an excellent fast block matching motion estimation （BMME） algorithm. In this paper, we propose an improved diamond search （IDS） algorithm, which revises the two search patterns of DS. The proposed algorithm is compared with several mainstream algorithms. The simulation results show that the proposed algorithm over DS can be up to 20% gain on speedup on average, while maintain the similar or even better quality, both objectively and subjectively. The proposed algorithm is also competitive with other fast algorithms.     

Research on variable block size motion estimation algorithm for airborne image

A fast motion estimation algorithm for variable block-size using the ＂line scan and block merge procedure＂ is proposed for airborne image compression modules.Full hardware implementation via FPGA is discussed in detail.The proposed pipelined architecture based on the line scan algorithm is capable of calculating the required 41 motion vectors of various size blocks supported by H.264 within a 16 × 16 block in parallel.An adaptive rate distortion cost function is used for various size block decision.The motion vectors of adjacent small blocks are merged to predict the motion vectors of larger blocks for reducing computation.Experimental results show that our proposed method has lower computational complexity than full search algorithm with slight quality decrease and little bit rate increase.Due to the high real-time processing speed it can be easily realized in hardware.     

高效多分层半像素精度块匹配运动估计算法

为了降低视频编码器的运算负荷,提出一个空时相关多分辨半像素精度块匹配运动估计算法,这个算法利用运动矢量场的空间和时间相关性及多层结构中父子块间的相关性,缩小局部运动搜索范围,得到低运算复杂性。利用一个自适应门限调整算法,使运动搜索次数对不同视频序列近于一致。模拟结果表明,该算法运动补偿增益和运动矢量熵也有明显改进,搜索次数低于著名的三步法。最后讨论了半像素精度和变块大小运动估计方案。     

新的低码率视频编码快速半像素搜索算法

运动搜索一直是混合视频编码方案中最占编码时间的模块。典型的运动搜索由整像素搜索和半像素搜索组成。随着整像素搜索算法的不断改进 ,被普遍使用的半像素全搜索方法在整个运动搜索中所占运算量已经不容忽视。为了加速半像素搜索 ,提出了一种基于抛物面预测的半像素快速搜索算法。实验结果表明该算法能显著地提高半像素搜索速度 ,并且不会对编码效率和图像质量产生明显的影响。在QCIF格式下采用 H.2 6 3编码器时实际节省运算量约为5 7%。该算法的预测过程简单 ,易于实现 ,能够方便地集成到现有的编码系统中     

基于起点预测的单位十字快速运动估计算法

复杂且耗时的运动估计运算给实时视频编码系统的实现带来了困难.为提高视频编码的实时性,文中分析了运动矢量的分布特性和空间相关性,提出了一种基于起点预测的单位十字快速运动估计算法.该算法结合提前中止准则,通过块匹配绝对误差比较法来选择起始搜索点,然后采用单位十字搜索模式进行搜索.实验结果表明,在保持图像质量基本不变的情况下,该算法搜索速度是三步法的3～17倍,是菱形搜索法的2～9倍,是自适应十字搜索法的1.19～4.42倍.该算法计算量小,实时性强,易于硬件实现,在小运动序列运动估计方面具有明显优势.