一种快速的半像素运动矢量搜索算法

提出了一种基于梯度预测的快速半像素运动矢量搜索算法.实验结果表明,在H.263编码器中使用该算法的运算量,比在相同量化阶下的半像素运动矢量搜索算法下降45%,并且图像的PSNR和码率变化很小.该算法可以很容易地应用到H.264的1/4像素运动矢量搜索中.     

基于分形的深度图序列编码算法

充分利用深度图序列相邻帧间的局部相似性,并结合H.264帧内预测编码算法,提出了一种适用于深度图序列编码的新方法,即深度图序列的I帧编码采用H.264帧内预测结构而P帧编码采用基于分形理论的压缩方法。首先介绍了分形编码的理论基础,然后通过改进非均匀多层次六边形格点整像素运动搜索(UMHexagonS)方法,提出了一种更适用于分形编码的基于运动矢量场的自适应六边形搜索算法,从而形成了基于分形的深度图P帧预测编码结构。实验结果表明:本文提出的编码系统在很大程度上提高了H.264的编码性能,峰值信噪比差值(BDPSNR)平均提高了3.54dB,编码比特率差值(BDBR)平均降低40.98%,同时编码复杂度也大大降低,平均编码时间减少了85.27%。     

H.264中一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法

视频编码标准 H.264中的固定搜索范围设定,使得运动估计单元的计算量和存储读写带宽过大,给实时编码带来了困难.该文提出一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法.算法首先根据当前编码块预测运动矢量(PMV)点的绝对误差和(SAD)以及相邻已编码块的信息,判断 PMV 的预测准确程度,自适应地确定搜索范围(SR)大小;然后通过检测编码块所在区域的运动方向特性,确定 SR 内的有效搜索方向.仿真结果表明:相比于全搜索算法和 UMHexagon 算法,该文算法分别能够平均节省91%和18%左右的运动估计时间,而码率和图像 PSNR 基本保持不变.     

基于矢量预测的快速运动估计搜索算法

基于H.264视频编码标准的编解码过程中,运动估计的时间大概要占总编码时间的70%(1个参考帧)到90%(5个参考帧)。对于H.264标准的新特点,传统的全搜索算法的精度高,但计算量太大,不能应用于实时处理;经典的菱形等算法搜索模式简单,易于实现,但容易陷入局部无穷小。采用了一种基于运动矢量预测的快速运动估计搜索算法。该方法首先利用运动矢量的时、空间相关性得到预测矢量,然后利用非对称十字型搜索确定运动估计的起始点,最后采用经典的菱形算法进行运动估计。实验结果表明,相比UMHexagonS快速搜索算法,该算法能够在码率增加不超过1%,信噪比下降不超过0.1 dB的情况下,运动估计速度有较大提高。     

基于H.264运动估计算法的改进与优化

在H.264视频编码标准中,运动估计是最重要也是最耗时的过程,目前H.264标准中采用UMHexagons算法,本文结合H.264的验证模型在JM8.6的源代码上对UMHexagons进行分析,利用视频图像序列运动矢量的分布规律以及当前块像素之间运动估计代价的相关性,对搜索模板和搜索步长进行改进,从而提前结束搜索,减少运动估计时间,实验结果表明:改进后的算法在保证性噪比(PSNR)变化不大的前提下,运动估计时间降低10%以上。     

搜索模式自适应快速运动估计算法

提出了一种搜索模式自适应快速运动估计算法(PAFME),首先利用变块尺寸运动估计的特点与运动矢量的时空域相关性,预测初始搜索中心;采用多种搜索模式以适应不同运动特征,提出了搜索模式自适应的选择机制,以节省不必要的搜索点加快搜索速度;又能避免陷入局部极小.实验结果表明,与H.264/AVC的参考软件JM12.4相比,该算法使整像素精度运动估计的速度提高了30%～40%,同时保持了图像质量和码率基本不变.     

H.264/AVC中运动估计快速搜索算法研究

针对H.264运动估计模块的运算量较大的问题,业界已经提出各种改进的搜索算法.分析了几种基于H.264的典型快速搜索算法,提出了算法的改进思路.     

改进的空间下采样视频转码快速运动估计算法

提出一种基于输入码流信息和已转码码流信息的视频转码快速运动估计算法。本算法利用Alpha-激励均值滤波通过输入码流的运动矢量合成作为备选预测运动矢量之一,并利用H．264标准中帧间预测的方法通过已转码码流信息合成另一个备选预测运动矢量,共同作为EPZS运动估计算法的预测中心。结合图像的运动活跃性．自适应的调整运动估计的搜索策略。该算法比传统的运动矢量方法相比提高了1dB左右的PSNR,保持了较高的转码图像质量并与菱形搜索算法相比能够降低18％左右的转码时间。     

基于H.264视频编码的运动估计算法研究

运动估计是视频编码中最重要且最耗时的一部分,它占用整个视频编码60％～80％的时间.研究高效的、快速的运动估计算法是目前视频压缩技术中的重要研究课题.基于H.264视频编码标准,选择x264作为测试编码器,分析了x264的4种运动估计算法,通过加入非对称小菱形搜索,降低搜索点数,部分算法优化,对非对称十字型多层次六边形格点搜索算法(UMHexagonS)进行了改进,提高了运动估计算法效率.提出了非对称十字型多层次八边形格点搜索(x264_ME_UMO)算法.通过对各种视频序列的测试表明,在基本保持原有编码性能和图像质量的情况下,优化后的算法编码速度平均提高了约17％,能更好地满足实际应用的需求.     

JM模型中UMHexagonS算法及改进方案

结合H.264验证模型JM8.6的源代码对UMHexagonS算法进行分析,利用视频图像序列的运动矢量的分布规律以及当前块像素之间运动估计代价的相关性,并根据图像序列本身的纹理特性,对搜索模板和搜索步长进行自适应的改进,达到了避免冗余搜索的目的.实验结果表明,改进后的算法与UMHexagonS算法相比,在保证峰值信噪比...     

Fast Algorithm and Efficient Architecture for Integer and Fractional Motion Estimation

Motion estimation in H.264/AVC, is done in two parts – integer motion estimation, and fractional motion estimation. Hardware reuse for both parts is inefficient due to the differences between them. In this paper we address the hardware reuse problem by proposing a, fast motion estimation algorithm as well as a pipelined FPGA-based, field programmable system-on-chip (FPSoC), for integer and fractional motion estimation. Our results show that the rate-distortion loss of our algorithm is insignificant when compared to full search in H.264/AVC. Its average Y-PSNR loss is 0.065 dB, its average percentage bit rate increase is 5 %, and its power consumption is 76 mW. Our FPSoC is hardware-efficient, even out-performing some state-of-the-art ASIC implementations. It can support up to high definition 1280?×?720p video at 24Hz. Thus, our proposed algorithm and architecture is suitable for delivery of high quality video on low power devices and low bit rate applications which typically use H.264/AVC baseline profile@levels 1–3.1.     

H．264中亚像素运动估计算法的优化

通过对H．264参考模型JM61e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。     

H.264中的运动估计和帧内预测算法研究

 针对一些算法过早的确定搜索方向,容易陷入局部最优点缺失搜索准确度的情况,提出一种新的基于搜索方向预测的运动估计算法.实验结果表明,与单一搜索图形相比,该算法具有更高的搜索精度和搜索速度.帧内预测技术作为影响帧编码效率的关键,一直被广泛研究,为此,本文提出了一种快速的帧内预测算法,对宏块划分提出了新的"模板"宏块对比算法思想,并在已有的抽样算法和搜索窗算法的基础上,提出了改进方法.实验结果证明,算法在不降低图像质量的基础上,编码速度平均提高80%.     

分数像素运动矢量代价产生器的VLSI设计

针对H．264／AVC视频编码器的系统芯片设计，通过分析分数像素运动估计（FME）模块的数据并行度和硬件利用率，探讨了分数像素运动矢量代价产生器的复用结构，再依据FME模块的具体设计约束，提出了可以复用产生1／2像素和1／4像素运动矢量代价的硬件实现结构，并且在FPGA开发板上进行了分数像素运动矢量代价产生器的设计验证。     

一种基于H．264的有效运动估计算法

运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点，高精度的匹配和补偿可以减少预测误差，提高视频图像的压缩效果．为降低在视频编码标准H．264中运动估计的高计算复杂度问题，提出了采用一种基于节点模型的可变形块匹配运动估计算法来搜索最佳运动矢量．该算法充分利用了H．264运动矢量的的统计特性和相关性，并采用基于像素差值分类的运动估计匹配准则．实验表明，在编码性能损失很小的条件下，该算法有效降低了视频压缩编码中运动估计的运算复杂度．     

一种改进的UMHexagonS运动估计算法

在视频编码中,运动估计占据约70%的编码时间,是视频编码中的重要环节。整像素运动搜索UMHexagon S算法以较低的计算复杂度,达到了接近全搜索算法的率失真性能,而被H.264和AVS等标准所采纳。在分析UMHexagon S算法的基础上,对其非对称十字形搜索和非均匀多层次六边形格点搜索算法进行了改进。实验表明,在基本保持原算法性能的同时,该算法比原算法减少了60%~70%的搜索点数,降低了运动估计的计算复杂度。     

小数像素运动估计快速算法

高精度的匹配和补偿可以减少预测误差，提高压缩视频图像的质量。提出了一种小数像素精度视频运动估计的快速算法，根据半像素精度运动估计的中间结果，直接推算出最高精度的运动估计。根据该算法可以快速得到任意小数像素精度的运动估计。     

基于H.264预测模式选择的并行算法

针对H.264编码器提出了一种基于线程级别的并行化算法,用于快速RDO模式决策,可以有效地解决H.264编码器帧内模式决策和帧间模式决策之间的数据依赖性,开发出线性级别的并行快速模式决策算法。此外,该方法可以容易地映射到硬件架构,同时采用改进的比特率估计算法和低复杂性的整数失真估计方法。实验结果表明,文中算法减少了总编码时间,降低了运动估计ME的计算开销,同时保持较低的PSNR损失和比特率增加。     

An efficient retinex-like brightness normalization method for coding camera flashes and strong brightness variation in videos

Conventional hybrid video coding systems rely on the assumption that the brightness is constant. This does not take inter-frame brightness variations into consideration during motion estimation and compensation processes. Under the influence of inter-frame lighting variations like camera flashes, video motion activities are not accurately estimated and the pixel prediction is poor which directly increases the bits for prediction error coding. In this paper, we propose an efficient algorithm based on the retinex-like system which allows inter-frame brightness being normalized before applying the conventional motion estimation and compensation. Experimental results show that our approach is superior to all similar approaches in the literature and demonstrate that our proposed system is very robust against the inter-frame brightness variations. Further experimental works have been done using the verification models of the MPEG-4 and the H.264 on sequences with brightness variations, results of which show that our proposed system outperforms these coding systems, including the weighted prediction feature in H.264, which were specifically designed for this purpose.     

Fast multi-frame motion estimation for H264/AVC system

Advanced video compression standard, H264/AVC, with multi-frame motion estimation, can offer better motion-compensation than the previous coding standards. However, the implementation of real-time multi-frame estimation for an H264/AVC system is difficult due to heavy computations. In this paper, a fast algorithm is proposed in an effort to reduce the searching computation for motion estimation with five reference frames. The fast multi-frame motion estimation consists of the adaptive full-search, three-step search, and diamond search methods using the content adaptive control process. Efficient control flow is proposed to select the searching algorithm dependent on video features. The adaptive algorithm can achieve better rate-distortion and lower computation for H264/AVC coding. The experiments indicate that the speed-up is 6–15 times compared with the full search method, while the image quality slightly degrades.