提高图像块运动估计搜索速度的改进算法及其性能

运动估计是视频压缩中帧间预测编码的关键技术之一.由于运动估计具有较大的运算量,因此对压缩性能有重要影响.在研究分析了影响视频编码性能的传统搜索算法基础上,提出了一种基于六边形搜索算法的改进算法.该算法初始步骤使用十字形搜索模式,然后采用六边形搜索模式中的小钻石搜索模式,进行快速块运动估计.并进行了计算机仿真实验证明了改进算法在压缩处理运算量及信号质量方面的优越性.结果表明,改进算法比新三步搜索算法和传统六边形搜索算法有着更快的搜索速度和更小的失真.     

基于方向信息的快速整像素运动估计优化

针对H.264/AVC标准采用的UMHexagonS整像素运动估计算法,提出了一种进一步降低其运算复杂度的改进方法.通过利用UMHexagonS算法中非对称十字型搜索中水平及垂直方向上的运动估计的成本大小和方向信息,自适应地将25点的正方形搜索修改为最大7点搜索,以及将16点非均匀多层次六边形格点搜索修改为最大4点搜索,从而实现减少搜索点数,节省搜索时间.实验结果表明,提出的算法在保证原有UMHexagonS算法码率失真性能的同时,能节省大约23%~42%整像素运动估计时间.     

H.264运动估计整像素部分算法及硬件实现

根据图像序列运动矢量时间、空间分布特性,针对H.264图像压缩提出了一种基于六边形搜索派生的运动估计快速算法,采用双六边形与小菱形结合的搜索模板,减少了搜索点数,降低了运算复杂度.算法部分和编码器其他部分的Verilog模块结合在FPGA上进行了仿真,结果表明,该算法与全搜索、六边形搜索、菱形搜索和不对称十字与多六角形网格混合搜索等算法相比较,在保证图像质量的前提下,具有减少运算量和复杂度的优点.     

采用块匹配的多视点视频编码算法的改进

利用相邻已编码宏块的模式对当前编码宏块的模式选择进行优化,减少部分细化小块的分割及搜索.然后结合传统单视点视频编码中的简化非对称十字型多层次六边形格点搜索,对运动估计搜索算法进行改进.实验表明:在保证其重建视频质量及码率开销的前提下,两种改进算法使不同特性的视频序列的编码时间平均减少78%.     

X264的运动估计算法研究

为了解决H.264的运动估计复杂和实际应用问题,基于纯C的X264,分析了菱形搜索、六边形搜索、非对称十字型多层次六边形格点搜索和全搜索4种运动估计算法.比较了3种快速算法与全搜索算法在编码质量和编码速率方面的差异.实验结果表明：在峰值信噪比略有下降的情况下,菱形搜索和六边形搜索速度是全搜索的17倍,非对称十字型多层次六边形格点搜索是全搜索的10倍.     

自适应六边形运动估计搜索算法

指出了在块运动估计中,快速估计算法的最终目的是在提高搜索速度的同时保持搜索质量.在现有搜索算法的基础上,提出了一种自适应六边形运动估计搜索算法AHEX.该算法首先利用时空相关性预测起始点,缩小了搜索区域,从而减少搜索点数;然后采用六边形搜索模型进行搜索,进一步提高了搜索速度.在搜索过程中,还采用了自适应的提前中止策略来避免不必要的搜索.实验结果表明:在保持相当搜索质量的前提下,与其它快速块匹配算法相比,自适应六边形搜索算法的搜索速度有大幅度的提高.     

基于H.264/AVC的快速运动估计改进算法

H.264/AVC中基于块的运动估计是运算量最大的模块.提出了一种基于UMHexagonS的改进整像素快速运动估计算法,该算法改进了UMHexagonS的搜索模板和搜索层,较大幅度减少了整像素运动估计搜索的点数,提高了运动估计效率.实验结果表明,在保持大致一样的率失真性能前提下,算法比UMHexagonS算法减少了20%的搜索点数,更适于实时视频编码.     

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．     

一种基于H.264的快速运动估计算法

在视频编码中,运动估计发挥着相当重要的作用,在很大程度上影响图像精度和压缩比例;同时运动估计也是编码器中复杂度高、运算量特别大的一部分,因此影响了H.264视频编码的实时应用.为了降低计算复杂度并保持图像质量,本文提出了一种整像素运动估计算法.结合UMHexagonS(非对称十字型多层次六边形格点搜索)算法和EPZS(增强的区域搜索)算法的特性,本文算法根据图像的运动类型不同采用不同的模板,同时加入了提前终止技术.实验结果证明该算法与FS(全搜索)、UMHexagonS和EFZS算法相比,在峰值信噪比(PSNR)基本相同的情况下减少了运动估计的时间.     

基于中心点预测的分数像素运动估计改进算法

针对H.264采用的分数像素运动估计算法存在计算复杂度高的不足,通过探索分数像素点之间相关性强及分数像素搜索范围为单峰值误差曲面的特点,提出了一种基于中心点预测的分数像素运动估计快速算法.测试结果表明:与全搜索分数像素搜索相比,该方法平均减少分数像素搜索点数69.32%,峰值信噪比相同,码率增加4.48%.该算法在保持图像质量不变和码率增加较少的情况下能大大减少搜索点数目,有效提高了分数像素运动估计的速度.     

基于H.264/AVC视频标准的改进UMHexagonS算法

基于H.264/AVC视频编码标准,通过分析非对称十字型多层次六边形格点搜索(UMHexagonS)算法的流程及存在的问题,提出一种改进的分像素搜索算法,并给出了改进的UMHexagonS搜索算法流程.实验结果表明了改进算法的有效性,在保证图像质量的同时,显著减少了编码时间,提高了编码效率.     

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.     

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     

一种基于降采样的块匹配三步搜索改进算法

在视频图像处理中,运动估计对于提高视频信号去隔行和降噪的效果具有举足轻重的作用,是整个运动补偿视频图像处理算法的关键部分.在视频处理芯片的硬件实现中,运动估计的性能和算法复杂度直接决定了芯片的速度、面积和功耗;同时,运动估计在视频图像编码中也同样决定了整个编码算法的效率.在新三步算法的基础上权衡运动估计算法的性能和运算复杂度,提出了一种块内降采样的搜索算法(down-sampled diamond NTSS,DSD-NTSS).该算法利用图像的局部相似性特征,对搜索块的内部像素采用交叉采样方式做块匹配的运算以降低算法复杂度.仿真结果表明,在保证了同等的图像处理质量的情况下,该算法与新三步法相比运算量降低了一半左右;而与全搜索、菱形搜索、三步搜索等其他快速算法相比,该算法在性能和算法复杂度上的综合表现更为优秀.     

基于预测运动矢量的菱形搜索方法

针对H.264/AVC编码器中运动搜索计算量大、搜索时间长,提出一种基于运动矢量的改进小菱形搜索算法。在运动估计的过程中,根据预测运动矢量的方向,采用不同搜索方向的菱形模型,可大大减少搜索点数,用较短的时间找到最佳匹配块,提高搜索速度。与典型运动搜索方法的菱形搜索算法相比较,该搜索方法在保证视频质量基本不变的条件下,编码速率平均提高5.73%。     

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。     

序列图像帧间预测技术的研究

在视频压缩领域,帧间预测技术占有十分重要的地位。在简要介绍两种帧间运动估计/补偿模式基础上,该文重点讨论了局部运动估计中块匹配算法的应用和Sprite编码中的全局运动估计算法,提出一种"改进的分级块匹配法",并结合Sprite编码实现序列图像帧间压缩。大量实验表明,采用这种局部和全局相结合的预测算法,可以减少搜索时间,提高图像压缩质量和压缩比,是视频压缩可以输出甚低码流的有效手段之一。     

一种用于移动可视电话编码的运动估计快速搜索算法

针对移动通信系统中实时视频通信的特点,提出了一种适用于可视电话和视频会议的视频压缩编码运动估计算法.利用当前块的3种预测矢量判断当前块运动矢量的类型,根据当前块运动矢量类型和移动可视电话视频对象运动的特点采用不同的搜索策略进行运动估计.通过对4种不同类型的视频序列进行测试,其测试结果表明,该算法在保证图像主客观质量的前...     

基于跳点菱形搜索的快速运动估计算法

实时视频编码系统要求运动估计的搜索算法既快又准,现行的菱形搜索算法是公认的效率较高的算法之一。利用图像像素间的相关性,提出了一种"跳点"菱形搜索,进一步减少菱形搜索的点数和时间,而重建的图像质量跟原来的菱形算法相当。