HDTV 编码中利用联想存储和神经网络的运动估计方法

采用以内容寻址的联想存储结构，在保证估计精度的前提下实现高度并行的处理，适合于ＶＬＳＩ实现．在块内存在运动边界时，块匹配法的运动一致性前提不再满足，本文提出利用神经网络模式分类的分割匹配方法，能够提高含运动边界块的运动估计性能．     

面向运动估计器硬件实现的加权块匹配检测算法

在各种视频处理算法中，运动补偿型算法大大提高了各种视频处理效果。运动估计器的硬件实现是各种运动补偿视频处理算法在实际系统中运用的关键。由于块匹配运动估计算法较低的运算复杂度和硬件实现难度以及块匹配检测标准函数很高的调用频率，已经广泛应用到各种实际系统中。文中提出了加权最小最大误差的匹配检测标准，能够降低运动估计器的运算复杂度，减少估计器的硬件面积，提高硬件速度，而且能够降低递归搜索块匹配运动估计算法固有误差传递带来的负面影响。     

判断运动复杂度的快速运动估计算法

为了提高视频压缩编码中运动估计算法的效率,提出了一种判断运动复杂度的快速运动估计算法(MC-FME算法).首先利用单帧图像的纹理信息与宏块匹配残差自适应地判断帧级运动复杂度,再利用当前宏块运动向量预测集中预测值的差异性自适应地判断宏块级运动复杂度,最后根据运动复杂度进行相应的运动估计.实验结果表明,与菱形搜索算法和分级运动估计算法相比,MC-FME算法可以在保证图像质量的前提下,匹配点数降低5%～21%,运动估计时间缩短3%～5%,从而达到加快运动估计的目的.     

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．     

相关块匹配运动估计算法

对ＭＡＤ准则的块匹配算法在运动矢量一致性和抗噪声方面性能欠佳提出了相关块匹配运动估计算法。模拟实验表明，新算法在传统算法的基础上具有更好的运动矢量一致性。     

基于MSE匹配法则的全零块判决算法

为提高编码效率,从运动估计匹配法则的特性分析出发,提出一种基于MSE匹配法则的全零块判决算法.在保持编码质量的前提下,推荐算法能够有效地提高运动估计的速度并减少DCT和量化的运算量.MPEG-4下的实验表明,改进的判决条件能够检测出高达92.6 %的全零块;推荐算法比常规算法最大能节省65.7 %的整体编码时间.     

利用十字分布的仿射变换模型估计旋转运动

不规则的旋转运动会明显降低图像序列的质量,旋转运动估计是实现图像稳定的关键技术.提出了采用仿射变换来估计图像旋转运动的方法.利用全分布的匹配块进行仿射变换可以获得较好的运动估计效果,不过运算量过于巨大.分析图像分布特性,提出采用十字分布的匹配块参与仿射模型的变换;只使用呈十字分布的外围4个匹配块进行运算,获得了与全分布法相近的结果.仿真试验结果表明提出的算法不仅能很好的估计并补偿旋转运动,运算量仅为全分布法的1/6.     

基于H.264/AVC的一种快速运动估计算法

H.264/AVC编码采用可变块尺寸运动估计,具有更好的压缩性能,但计算复杂度急剧增加,限制了其应用范围。笔者将MVFAST算法思想引入H.264/AVC,利用相邻块的相关性和模式应用概率,加快分割模式选择速度,并选定初始运动矢量,根据其运动类型选用不同的搜索模板进行块匹配,大大减少了运动估计的运算量。实验结果表明,在不影响图像质量和输出码率的前提下,该算法显著减少了运动估计时间,有效提高了编码速度。     

一种平滑运动矢量场的扩散型矢量中值滤波器

提出了一种新的扩散型、自适应加权的矢量中值滤波器(PAWVM)，用于对三维递归搜索(3-D RS)块估计算法产生的矢量场进行调整。该滤波器将前一步估计中所采用的块分解为4个小块以精确地估计物体边界处的运动，并沿扫描方向扩散改进后的矢量；在考虑矢量场本身平滑性的同时，利用各候选矢量的匹配误差，通过一个无特征区域开关进一步控制各矢量权值的计算，提高了反映真实运动的矢量扩散的可能性。试验结果表明，该算法更好地平衡了运动矢量场的一致性和最终的预测误差，使矢量场更接近真实的物体运动。     

适用于遮挡的网格跟踪算法

引入遮挡网络模型的概念，提出了一种适用于遮挡的网格跟踪算法，遮挡区域检测和网格节点运动估计是跟踪算法的关键。改进的遮挡检测方法可以更加准确检测遮挡区域，能有效地提高遮挡及其相邻区域运动估计的准确度；采用了基于特征窗口匹配的网格节点运动估计方法，有效地避免了块匹配法产生的块效应。实验证明，本文算法可以有效进行运动跟踪，具有较了的视觉效果。     

尺寸可变块匹配双向运动补偿视频帧间编码

为了降低尺寸可变块匹配运动补偿中优化分割的时间复杂性，提出了基于四叉树分割的尺寸可变块匹配双向运动估计和补偿方法。该方法每隔一帧进行一次双向估计和补偿，对于双向补偿帧，利用前一帧的分割信息先进行后向估计和补偿，再对包含复杂运动的小块进行前向估计和补偿，其中的重叠补偿区域采用加权平均。仿真结果显示，在分割的时间复杂性降低了50％的情况下，其峰值信噪比下降很少（平均小于0．1dB），表明该方法是可行的。     

一种新的运动估计与运动补偿算法

传统的运动估计和补偿算法都是基于块匹配法 (BMA)和DCT变换的针对小波变换的特性及其在图像压缩中的应用 ,本文介绍了在小波域的一种新的高效的运动估计和运动补偿算法———重叠多分辨率运动补偿 (OMRMC)算法。这种算法结合了H .2 6 3和MPEG - 4中应用的重叠块运动补偿 (ORMC)算法和非常适合于小波域的多分辨率运动估计 (MRME)算法。这种算法不但运算量大大减小 ,而且还解决了固有的基于块匹配的运动估计所带来的块效应 (失真 )问题     

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．     

视频序列传输中的模糊差错掩盖算法

提出了一种基于模糊边缘检测的差错掩盖算法,将其作为解码端的工具去恢复视频序列在传输过程中丢失的图像信息.对于一个丢失块,利用模糊边缘检测器得到它与4个领域块交接的边界上的边缘信息,构造一个关于边界匹配差值的能量函数,将最优值对应的运动矢量作为丢失块的运动矢量的估计.仿真结果表明,文中提出的算法无论在主观的视觉还是客观的数值比较上,都能得到质量比现有差错掩盖算法更优良的恢复图像.     

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。     

一种快速鲁棒的全局运动估计算法

局部运动矢量会严重影响全局运动估计的结果,不仅降低全局运动估计的准确度,而且消耗大量的运算时间。针对上述问题提出了一种快速鲁棒的全局运动估计算法。首先采用快速的块匹配算法得到运动矢量场,然后通过改进的梯度均值残差法去除估计的不准确运动矢量,提高估计出的运动矢量场的准确性并使得全局运动估计所处理的宏块尽可能是全局运动块;其次,基于六参数仿射模型估计出初始全局运动参数,为了消除错误运动矢量产生的误差,使用匹配加权函数的方法对估计结果进行进一步修正,最终得到最优的全局运动参数。实验结果表明该算法兼顾了全局运动估计的准确性和鲁棒性,对大多数视频序列的全局运动估计具有算法复杂度低、运动参数估计准确的效果。     

一种新的快速块匹配运动估计算法

提出了一种新的快速、有效的块匹配运动估计算法。算法采用多步搜索方法,利用相邻块之间的运动相关性,选择反映当前块运动趋势的预测点作为初始搜索点;用子采样块匹配失真度量来减少计算量;利用运动矢量的中心倾向的分布特性,用多侯选点钻石形状搜索方法来提高运动估计的速度和准确性。实验表明,该算法计算复杂性低,预测质量好。     

一种基于动态背景的运动目标提取方法

为了实现旋转摄像头下运动目标的监控,提出了一种动态背景下提取运动目标的方法.在全局运动估计过程中,首先提取当前帧的特征点并将其离散化,然后以特征点为中心在当前帧和前一帧之间进行块匹配,其后用3σ准则除去误差块,从而得到全局运动估计量,并且在VC平台上实现了该算法.     

视频通信中频域和空域相结合的错误掩盖技术

针对由于信道误码导致帧内编码图像中出现的错误块，提出频域和空域相结合的掩盖算法．该算法基于图像局部平滑性和边界连续性。首先以相邻正确图像块的低频系数估计该错误块的直流分量并进行离散余弦反变换，实现对错误块的初步恢复．同时利用Sobel梯度算子检测相邻正确块中边界信息，进而估计错误块内的边界方向及其幅度．以马尔可夫随机场作为图像的先验模型，并基于最大后验估计实现对初步处理后的错误块进行空域优化．实验结果表明，和同类方法相比，该算法不仅能得到更好的掩盖图像质量，而且其计算量大幅度地减少．     

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.