一种适用于H.264的整像素运动估计算法

该文针对H264视频编码标准中的多种块模式帧间预测，提出了一种新的整像素运动估计算法．本算法具有易于软硬件实现的特点，且在保持了编码器原有的率失真特性的同时，可显著提高编码器编码速度，在一般PC机环境下，QCIF图像编码速度约为20～50f／s．     

一种快速分数维运动估计算法

基于拉格朗日插值定理,提出了一种误差曲面的拟合方法。该方法只在一维方向上进行插值,并且对于每个分数维像素误差,只使用已知的三个值进行计算,因此,计算复杂性非常低。基于这种方法,针对H．264视频压缩提出了一种快速的分数维运动估计快速算法,减少了搜索点数,提高了搜索效率。利用JM12．0平台对该算法进行了仿真,结果表明,该算法与全搜索算法相比较,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。     

基于硬件实现的高效率视频编码整像素运动估计算法优化

视频编码过程中帧间运动估计是计算量最大的部分,并由于PU的AMVP和IME过程存在参考关系,因此怎样提高AMVP与IME过程硬件工作效率是一件具有挑战性的任务。为了能够减少运动估计模块的周期数,提高硬件工作效率,本文从硬件实现的角度出发,对小菱形搜索算法进行优化,调整了PU和CU的处理顺序,同时在一块PU两次迭代搜索过程中插入下一块PU的处理,避免因为迭代判断导致的搜索过程停滞。另外在PU的处理方式上,对小块PU采取并行计算的方式,能够进一步提高处理速度。本文首先用Matlab实现搜索算法,使用Verilog语言描述硬件电路,两个版本在数据上使用相同的激励文件,对比各模块中间值来进行功能验证。通过对多组序列的测试,本文硬件电路对一个64x64CTU进行AMVP和IME处理需要平均消耗5800clk,在QuartusII平台上选中Arria10AX115N3F40E2SG型号的开发板,主频能够达到186Mhz,整像素运动估计模块综合性能能够达到1080p@61fps。     

H.264中亚像素运动估计算法的优化

通过对H.264参考模型JM61 e中运动估计算法进行分析,对整像素、1/2像素和1/4像素搜索提出了改进策略。采用自适应阈值搜索停止算法,减少了运动估计的搜索次数,且保持运动估计的精度不变。采用自适应阈值搜索停止算法,减少了运动估计搜索次数,并且基本保持运动估计的精度不变。实验结果表明,该策略在重建图像质量略有下降的情况下明显提高了编码速度。     

基于结构相似度的H.264快速运动估计算法

与传统压缩标准相比,H.264虽然具有更高的压缩性能,但其编码复杂度的大幅增加限制了它的实时应用.为此,文中提出了一种基于结构相似度的快速运动估计算法(FMEBSS).该算法利用结构相似度的特性,通过在运动估计过程中设置阈值,减少不必要的运动搜索点,简化复杂的搜索模式,从而达到了减小运动估计复杂度、改善压缩性能的目的.实验结果表明,在保证压缩质量不下降的前提下,该算法可以有效节约编码时间,同时压缩比也得以改善.     

分数像素精确运动搜索快速算法

为了降低视频编码标准H.264中分数像素运动搜索的运算量,提出一种分数像素运动搜索快速算法。该算法利用H.264中整数像素和分数像素运动矢量的特点,给出一组提前退出门限,能够跳过大部分分数像素搜索点;并结合钻石搜索法,进一步减少了搜索量。实验结果表明:采用该算法,分数像素搜索部分运算量平均下降77.45%,峰值信噪比降低0.03dB,码率增加2.38%。该算法显著降低了运动搜索的运算量,且较好地保持了编码性能,对背景基本不变的简单运动图像改善最为显著。     

基于改进H.264运动估计算法的120视频压缩方案

院前急救在整个医疗救治过程中占有重要位置。针对120车载终端车内视频传输过程中视频编码实时性要求,提出一种基于H.264编码器的可变尺寸块(variable block size,VBS)运动估计算法。改进的VBS运动估计算法用粗搜索和精细搜索两个阶段快速预测了待编码宏块的最佳模式并精细化宏块各个分区的运动矢量,提高了运动估计的精确度,降低了算法复杂度。实验结果表明该算法在保证平均SNR值和压缩性能的同时,与FS和FME参考算法相比,分别降低了80%和55%的编码时间,效果良好。     

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。     

HEVC分数运动估计快速算法

文章提出一种新的分数运动估计快速搜索算法,该算法充分利用最佳整数像素点周围的8邻域整数像素点,用带5个参数的二次型曲面函数2次模拟误差曲面,得到2个候选分数像素点,将其加权作为最终的分数像素点。实验结果表明该算法图像质量基本不变,计算复杂度有较大的降低,编码效率有较大的提高。     

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%。     

多分辨率运动估值的改进算法

多分辨率运动估值和补偿算法是一种广泛应用于小波视频编码器的时间冗余的算法,针对其运动矢量编码效率低及采用全搜索方法、运算复杂度较高等问题,提出了一种基于区域分割的多分辨率运动估值算法。该算法具有如下特点：①充分利用了小波分解后各子带所表征的运动结构的相关性,有效地提高了运动矢量的编码效率;②通过对视帧小波分解后的低通子图像进行静止和运动区域分割,以分割结果指导运动估值过程,在有效地减少运动估值时间消耗的同时,进一步提高了运动矢量的编码效率;③在码率受限的情况下,重建图像的质量得到提高。实验结果表明文章所提出算法是有效的。     

一种H.264的帧间宏块模式选择算法

H.264视频编码标准采用多种块模式运动估计,可以有效减少块匹配预测误差;但随着模式选择的增多,算法计算量成倍增加。对H.264的帧间宏块编码模式的选择进行了统计分析,在此基础上,提出了一种根据前一帧搜索结果判断小块模式搜索中途停止(Halfway-Stop)算法。实验表明,本算法能在获得与全搜索算法相当的图像质量、信噪比和比特率的情况下,大大降低多种块模式运动估计算法的复杂度。     

基于H.264视频编码技术的研究

介绍和分析了H．264采用的新编码技术，诸如1／4和1／8像素精度运动估计，可变大小的图像分块。多参考帧，新的熵编码算法等．新编码技术的采用使H．264的编码性能得到大幅提升；通过与H．263编码模型的实验性能对比测试，比较分析了H．264新编码技术的优缺点．     

基于编码比特数和EPZS的快速运动估计方法

H.264视频编码采用快速帧间模式判决和运动估计算法,显著提高了编码效率,利用多分辨率运动估计方法和率失真模型结合编码比特数来加快搜索过程,可以减少编码时间和计算量。实验表明,在视频质量不下降的同时,在EPZS算法基础上显示了更好的性能。     

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.     

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.     

基于EPZS的运动估计研究

H.264/AVC是近年来视频编码领域的研究热点,标准引用了多种新的技术提高编码效率,运动估计就是其中的关键技术之一,复杂的计算相应地带来了大量的计算复杂度.为了适应实时性的需求,许多研究人员致力于快速运动估计算法的研究,EPZS是被官方模型JM采纳的性能优良的算法.文章通过深入研究EPZS算法,研究了矢量的时空相关性,提出了一种自适应运动估计算法.实验结果表明,改进后的算法与EPZS算法相比,在编码质量相当的情况下,运动估计计算复杂度有了一定的减少.     

HEVC整像素运动估计的并行螺旋搜索算法及其硬件实现

为了能够在硬件上有效减少整像素运动估计（IME）的计算复杂度,提出一种基于并行螺旋搜索算法的整像素运动估计硬件架构设计方案.该设计按照螺旋顺序,首先,由中心向四周扩散的方式逐点搜索;其次,在搜索过程中每一个搜索点处同时处理所有PU块,通过这种PU块共享搜索过程的方式来减少周期数;最后,通过提前结束判断的方式,跳过不必要的搜索点,进一步减少周期数.用Verilog语言进行硬件描述,利用VCS工具进行仿真,且仿真SAD结果与HEVC参考软件（HM）结果数据一致,证明其正确性;通过对多个序列进行测试,平均每1 733.4个时钟处理一个64 px×64 px大小的CTU.硬件框架在VIVADO平台下,用Virtex-7系列芯片进行综合,得到工作频率为198 MHz,能够实现4 K@56.4 f·s^-1的吞吐率.     

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。