基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

H.264/AVC中引入多参考帧运动补偿来提高视频编码性能,由此产生的多参考帧运动估计(MRF-ME)却带来了巨大的运算代价。为提高编码速度,降低计算复杂度,提出一种基于空间域相关性的运动估计算法——缩小的菱形算法(DDS)。先运用前向主矢量选择法不断修正预测运动矢量,再根据最佳参考帧位置的统计特性对不同参考帧使用不用模板进行搜索。实验结果表明,与H.264参考模型JM10.2相比,该算法保持了较好的图像质量且码率变化很小,运动搜索点数平均减少接近80%,并能有效地降低编码器复杂度。     

基于H.264的多参考帧快速运动估计算法

在H.264标准中,为提高图像质量和压缩效率,编码器支持7种块类型在多个参考帧中搜索最佳运动矢量。参考代码采用对参考帧逐一搜索的方式,极大地增加了计算复杂度。根据相邻帧间运动矢量的相关性和连续性,使用合成运动矢量来预测最佳的匹配位置。同时,结合分块模式的终止准则可以避免不必要的参考帧搜索。实验表明,较JVT参考模型该算法编码速度能提高6倍以上,同时保证了图像的高质量和低比特率。     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

H．264编码器支持7种块类型在多个参考帧中搜索最佳运动矢量。参考代码采用逐一搜索的方式，极大地增加了计算复杂度。该文根据相邻帧间运动矢量和像素的相关性，将菱形算法扩展到多参考帧情形，提出了一种新的块匹配运动估计算法一三维菱形法。实验表明，该算法在保持高信噪比和低比特率的同时，能有效地降低编码器复杂度。     

基于同构多核处理器的H.264多粒度并行编码器

H.264码率低和视频质量高的优越性能以增加编码计算的复杂度为代价,如何开发适用于多核处理器平台的并行编码算法是提高其编码速度的重要研究内容,对于满足高清视频实时传输和大规模共享具有十分重要的意义.利用H.264开源编码器项目X264,在片级和数据级并行编码算法的基础上,通过分析图像帧之间的参考关系,提出并实现了B帧个数可变的帧级并行算法;根据宏块之间的参考关系,设计了一种类似流水线的宏块级并行方法;基于Intel同构多核平台,提出融合帧级、片级、宏块级和数据级4种不同粒度的并行编码方案,开发了H.264多粒度并行编码器.实验结果表明,在码率增加不大的情况下,H.264多粒度并行编码器可以很好地提升编码加速比,视频编码质量符合高质量的要求.     

基于时空相关的H.264多参考帧快速选择算法

H.264/AVC视频编码标准采用的多参考帧技术改善了视频质量,但同时也增加了编码复杂度。为避免搜索多余的参考帧,提高H.264编码器的编码效率,基于视频序列帧间具有较强时间相关性、相邻宏块具有较强时空相关性,提出了一种多参考帧选择算法。该算法根据视频序列的帧间时间相关程度确定参考帧个数;由相邻宏块的时空相关性自适应确定当前宏块的编码模式及其最佳参考帧。实验结果表明,与校验模型JM16.2相比,该算法在编码质量几乎不变的情况下,平均可节约60%的编码时间。     

H.264多参考帧技术的探索与应用

为了得到更好的压缩性能和网络友好性,最新的视频编码标准H.264提出了很多新的视频编码技术。在对其中的多参考帧技术进行研究的基础上提出了一种参考帧的选取方案。对相邻的两个P帧或I帧进行分析,然后根据分析的结果选取B帧作为参考帧,从而获得较好的压缩性能。该方案采用H.264/AVC的编码器JM12.2实现,并取得了预期的测试结果。     

一种新的多假设运动补偿预测算法

多假设运动补偿预测(multi-hypothesis motion compensated prediction,MHMCP)算法目前只应用于H.264/AVC视频编码标准中B帧的双向预测模式,因为其需对多个运动矢量及参考帧信息进行编码,而且其最终预测信号由前/后向参考帧中的最佳运动补偿信号(假设值)求和取平均值获得,精确性不够。针对MHMCP传统算法的缺陷,提出了一种新的MHMCP算法,即在保持当前最佳编码模式不变的基础上,首先通过加入前/后向运动矢量导出搜索模式来进行假设值的局部优化,并对多假设值进行自适应权重系数调整;最后通过比较率失真代价来选择最佳编码模式。模拟实验表明,该新算法可有效降低残差信号能量,不但能提高运动补偿预测信号的精确度,而且能使编码器获得更佳的率失真性能。     

一种改进的快速运动估计算法

针对当前H.264/AVC典型快速运动估计算法缺少与其他编码特征相结合的情况,提出融合多参考帧选择和帧间模式判决的快速运动估计算法,综合考虑整数变换与量化、矢量预测、搜索范围、参考帧及其各个块模式之间的相关性。实验结果表明该算法在码率变化不大的条件下,可显著提高编码器的运算速度。     

H．264多参考帧技术的探索与应用

为了得到更好的压缩性能和网络友好性,最新的视频编码标准H.264提出了很多新的视频编码技术.在对其中的多参考帧技术进行研究的基础上提出了一种参考帧的选取方案.对相邻的两个P帧或I帧进行分析,然后根据分析的结果选取8帧作为参考帧,从而获得较好的压缩性能.该方案采用H.264/AVC的编码器JM12.2实现,并取得了预期的测试结果.     

基于H.264的多参考帧运动估计快速算法

提出一种应用于H.264中的多参考帧快速整像素运动估计算法,该算法通过有效地预测多参考帧中的搜索起始点和将菱形算法扩展到多参考帧情形,在很大程度上降低多参考帧运动搜索的计算量。试验结果表明,与H.264参考软件JM9.6中的快速算法UMHexagonS相比,该算法保持了较好的图像质量且码率几乎不变,运动估计时间平均减少约60%。     

基于视频压缩的多分辨率预测菱形搜索算法

为了减小视频压缩编码标准中运动估计算法的计算复杂度和提高运动补偿的准确性,考虑到视频图像质量和算法运行时间两者之间的关系,提出一种多分辨率预测菱形运动估计搜索算法,利用同一视频图像中的相邻宏块运动矢量相似的特征,预测当前块的搜索起点,采用大小不同的搜索匹配宏块,减少搜索范围和搜索点数目。实验结果表明,该算法与经典菱形搜索算法相比,搜索时间平均减少了0.5 ms,信噪比平均提高了0.5 dB。     

H.264中基于多分辨率高效帧间预测算法

针对H.264视频编码标准,提出一种帧间编码的快速模式选择和运动搜索算法。此算法基于多分辨率运动估计方案和新率失真模型进行预测模式快速选择,并结合带提前退出准则的快速搜索算法来加速搜索过程。新算法能使运动估计的计算复杂度大幅降低。实验结果表明,同全搜索算法相比,在编码效率略微下降条件下,编码速度提高60到120倍。     

基于H.264的1/4像素精度的快速搜索算法*

新的视频标准 H.264为了获得更精确的运动向量和更高的压缩比,引入了分数像素运动补偿技术, 但同时也增加了运动补偿过程的复杂度。为了克服这一局限,根据相邻分数像素点之间高度相关的运动估计匹配误差和运动矢量方向,以及运动向量具有中心偏置的特性提出了一种新的1/4像素精度快速搜索算法(QAFSA)。实验表明：该算法在保持图像质量和码率基本不变的情况下大大减少了搜索点的数目,有效地提高了分数像素运动估计的速度。     

基于度量矩阵特征值的图像空间关系描述

构造了在平移缩放旋转下保持不变的基于度量矩阵特征值的图像空间关系描述子。理论计算和仿真实验表明这种描述与人的主观视觉心理相一致,在平移缩放旋转下以及小噪声下具有较强的鲁棒性,具有较好的类别可分离性。与传统的空间关系描述方法如几何法和图匹配法相比,可以更好地描述图像空间关系,同时计算量有所减小。用于图像识别、图像检索、图像配准取得了较好效果。     

基于有效运动矢量识别的提前终止算法

为提高H264编码器中运动估计的速度,提出一种提前识别出有效运动矢量来简化运动搜索过程的快速运动估计算法。在统计分析四种预测运动矢量的预测准确率基础上,算法通过判别预测运动矢量之间的关系,有针对性地设置自适应阈值,从而较快识别出有效运动矢量,终止无效的运动搜索。实验结果表明,应用在UMHexagons算法和Simplified UMHexagons算法中,可以将运动估计时间分别节省19%60%和17%45%,且对图像质量和码率影响不大。     

一种利用预测运动矢量改进的H.264快速运动估计算法

针对H.264标准推荐使用的快速运动估计算法——非对称十字型多层次六边形格点搜索（Unsymmetrical cross multi-hexagon grid search, UMHexagonS）算法搜索速度慢的问题,提出了一种改进算法。在起始搜索点的预测环节,建立预测矢量集,并根据预测矢量集的长度信息决定后续的搜索策略;在全局搜索环节,利用预测运动矢量之间的相关性适当跳过某些搜索步骤,并更换一些搜索模板;并且,根据整数变换和量化的特性检测全零系数块,提前终止运动估计过程。实验结果表明,在量化步长为28时,本文算法比UMHexagonS算法平均减少了34.80%的运动估计时间,同时编码性能基本不变。该算法在不同量化步长的条件下能够适应不同运动强度的视频序列,是一种适合H.264的速度快且性能好的快速运动估计算法。     

H.264中FME算法的优化

在H.264中快速整像素运动估计算法及其改进算法的基础上,提出一种快速自适应多环搜索算法。根据多种预测模式获得预测矢量,并以此构造自适应的多圈搜索环,结合中心小六边形模板进行快速运动矢量搜索。实验结果证明,该算法的搜索效率优于H.264现有的UMHexagonS算法。     

H.264运动估计算法研究

在H.264视频编码算法中,运动估计的运算精度和效率会直接影响输出码流的质量和流量。为提高H.264运动估计算法精度和效率,利用磁力跟踪器获取摄像头运动矢量,并与非对称十字六边形搜索算法获取的运动矢量进行合成。实验结果表明,改进算法在保持运动估计性能的同时,可提高场景发生改变时运动估计的精度。     

Restricted affine motion compensation and estimation in video coding with particle filtering and importance sampling: a multi-resolution approach

In this paper, we propose a multi-resolution affine block-based tracker for motion estimation and compensation, compatible with existing video coding standards such as H.264 and HEVC. We propose three modifications to traditional motion compensation techniques in video coding standards such as H.264 and HEVC. First, we replace traditional search methods with an efficient particle filtering-based method, which incorporates information from both spatial and temporal continuity. Second, we use a higher order linear model in place of the traditional translation motion model in these standards to efficiently represent complex motions such as rotation and zoom. Third, we propose a multi-resolution framework that enables efficient parameter estimation. Results of extensive experimentation show reduced residual energy and better Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR, hereafter) as compared to H.264/HEVC for instance, especially in regions of complex motion such as zooming and rotation.     

H.264运动矢量预测的快速模式选择算法

针对H.264标准中宏块运动估计时间长的问题,提出一种运动矢量预测的快速模式选择算法。根据视频序列的空间相关性,求出平均预测运动矢量,通过正方混合形模型确定运动量大小和运动矢量的方向特性,选择合适的模型进行搜索。根据设定的阈值,判定运动估计是否提前中止。实验结果表明,与EPZS算法相比,该算法在保证视频编码质量的同时,平均能减少约36.34%运动估计时间。