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DSP技术的H.263视频编码协议算法

对H．263编码原理进行了简单介绍，对运动估值中几种主要搜索算法的性能进行了分析比较，完成了H．263的运动图象的编码模拟，最后对其中的搜索算法——十字交叉搜索算法在TMS320 C6211 DSK板上进行了仿真。     

十字模板的梯度快速运动估计算法

H.264标准中的运动估计部分占了50%以上的运算开销.在分析了图像运动矢量的中心偏置特性的基础上提出了基于十字模板的梯度快速搜索算法(CGS).该方法提取搜索中两个点蕴含的矢量梯度,配合十字模板,能够快速确定搜索方向和范围,逼近最优匹配点.运动搜索点数比六边形算法降低了36%以上,图像PSNR值比全搜索只下降了0.01dB.通过实验分析也证明了运动矢量中心偏置特性,该算法具有一定的应用价值.     

一种新的运动估计算法

基于搜索起点的预测和梯度下降搜索,提出了十字交叉梯度下降搜索(CCGDS)算法。该算法根据运动矢量的中心分布特性设计了相应的匹配搜索模板。仿真结果表明:该算法可以用较小的搜索代价取得与全搜索相当的效果,且在搜索速度与搜索效果方面优于三步法(TSS)、四步法(FSS)和钻石法(DS)。     

基于新型十字-菱形搜索的块匹配算法

指出了块匹配算法是运动估计的有效方法，搜索模板的类型、大小很大程度上影响了搜索的效果，对运动向量的分布进行了深入研究，提出了以新型非完全对称的搜索模板为基础的十字-菱形搜索算法，该算法以十字搜索模型对小运动矢量进行搜索，而使用非完全对称菱形对大运动矢量进行搜索．理论分析和实验表明：新十字菱形算法和原有的十字菱形算法相比，其搜索的速度可以提高20％左右．     

基于小批量梯度下降的布谷鸟搜索算法

布谷鸟搜索算法是一种解决函数目标优化问题的全局搜索算法,具有选用参数少、容易实现、搜索路径优、寻优能力强等特点。为了提高布谷鸟搜索算法的求精能力和收敛速度,改善后期收敛慢和搜索精度不稳定的问题,提出了一种基于小批量梯度下降的布谷鸟搜索算法。引入小批量梯度下降,优化寻找最优解的过程,加快局部最优的搜索,从而提高算法的求精能力和收敛速度。仿真实验结果表明,基于小批量梯度下降的布谷鸟搜索算法简单高效,在保持标准布谷鸟搜索算法优点的基础上提高了算法的收敛速度和寻优精度,具有较强的稳定性和鲁棒性。     

固定步长修正LS共轭梯度法的全局收敛性

基于修正LS共轭梯度法，给出步长公式，使无线搜索算法的迭代过程自动满足充分下降性．在水平集中目标函数有界和梯度函数Lipschitz连续的条件下，分别证明了采用固定步长和常数步长的算法具有全局收敛性．     

基于快速运动估计算法UMHexagonS的研究

UMHexagonS算法已经被视频编码标准H．264正式采纳作为整像素的快速运动估计算法。该算法的运算量相对于快速全搜索算法可节约90%以上,同时能够保持较好的率失真性能。本文结合JM10．2的源代码对UMHexagonS算法进行了分析,并对该算法进行了改进。通过利用运动矢量间性,采用一种新的自适应的非对称十字形模板来代替原算法中的非对称十字形模板,并将改进的算法在JM10．2测试模型上进行了验证,,实验结果表明,本文建议的方法在保证编码性能的同时,可以有效减少运动估计所需要的时问。     

一种基于模糊理论的特定边界快速搜索算法

提出了一种基于模糊理论的特定边界快速搜索算法．定义了邻点像素区域隶属度函数和梯度边界隶属度函数，并由此导出边界点隶属度函数，最后根据最大隶属度原则得到新边界点的求法．     

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.     

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.     

视频对象编码中初始搜索点的预测算法研究

利用视频对象内部的变化具有时间相关性,可以克服在对象边缘处的分块的可供参考的运动矢量很少或者没有所造成的预测困难,提出了一种结合时间和空间相关性来预测起始搜索点的视频运动编码的新算法,达到了较好的预测效果。     

一种适用于视频电话类图像的倒三角运动估计算法

通过分析视频通信中常用的头肩图像序列视频运动矢量场的特点,提出了一种适合其视频编码的运动矢量快速搜索算法———倒三角搜索算法。从实验结果来看,文中所提出的算法,在编码图像质量和菱形搜索算法(DS)相近的情况下,计算量降低了约15%。     

基于Gabor字典的低速率视频编码

针对匹配跟踪冗余信号分解的视频编码器搜索最佳匹配误差结构的原子函数时,实现所需运算量复杂的问题.提出基于可分离Gabor字典的匹配跟踪算法,利用一种改进的最佳时频原子搜索策略,使实现算法的计算量显著下降.实验结果表明,在保持原有编码性能的基础上,该算法在视频编码应用中有效地降低了算法复杂度.     

基于JMVC的立体视频场景突变检测算法

采用单视图运动矢量与立体视频中视差矢量联合判断的方法,提出一种立体视频场景突变检测算法.该算法首先直接从多视点编码码流中提取视差矢量与运动矢量,然后分别统计每帧的视差矢量与运动矢量的幅度平均值,最后将每帧的视差矢量与运动矢量的幅度平均值与对应阈值相比较,检测立体视频场景突变的情况.用该算法在压缩域直接对立体视频场景突变进行判断,不仅可以保证检测精度,还降低了计算复杂度.仿真结果证明了算法的有效性.     

基于单向投影矢量的数字电子稳像方法

为了减少计算量，进行实时稳像，提出了一种基于单向投影矢量进行运动估计的数字稳像方法．把匹配块像素灰度值向水平或垂直方向投影，形成一个原始矢量；对参考图像的搜索区进行投影，形成多个同样维数的矢量．构建一个参考矢量矩阵；比较原始矢量与参考矢量矩阵中的每个矢量之间的差分．找到最佳匹配点．在构建矢量时，绑定像素的位置信息，以降低误匹配，并运用快速搜索法找到矢量间的最小绝对差分．对该算法的运算量进行优化，在PC机上实现了实时稳像．     

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．     

基于运动矢量的H.264信息隐藏算法

提出了一种基于H.264的视频信息隐藏算法.该算法引入菱形编码,通过轻微调制运动矢量实现信息的嵌入过程.菱形编码不仅可以有效减少运动矢量修改率,同时可以提高嵌入容量.在嵌入过程为减少信息嵌入对码率和视频图像质量的影响,选择纹理复杂区域和较大运动矢量为嵌入点.实验结果表明,该算法在确保良好视频质量的条件下,可以满足大容量信息嵌入的要求,对压缩码率的影响较小.