改进的EPZS运动估计算法研究

运动估计是视频压缩编码中最重要和最耗时的环节之一,研究高效快速运动估计算法是视频压缩编码中的核心问题之一.H.264编码器由于采用了大量高精度的运动矢量,计算量和估计消耗时间都迅速增长.针对被JM模型采纳的EPZS算法进行了多层次的匹配策略和基于先验信息的自适应阈值技术的优化,有效地降低了算法运动估计的复杂度和收敛速度.实验结果表明,优化后的算法与原算法相比,在重建图像质量和码率接近的情况下,可以节省12%的运动估计时间和7%的编码时间,提高了编码器的实时性.     

一种基于块匹配的运动估计改进算法

运动估计是视频压缩中帧间预测编码的关键技术之一,在各个压缩标准中都广泛使用了基于块的运动估计技术。由于运动估计通常具有较大的运算量,因此对压缩性能具有重要的影响。本文在分析了现有的六边形搜索算法(HEXBS)和视频序列图像帧相邻空间块和对应的运动向量具有高度空间相关性的基础上提出了一种改进的快速运动估计搜索算法,通过实验表明与HEXBS算法具有相似的计算复杂度,但是视频编码质量优于HEXBS算法。     

基于DS-CDS 的改进运动估计算法及实验

为了提高视频的压缩效率,在菱形搜索算法和十字菱形搜索算法的基础上,结合实 际运动图像中的运动向量以水平方向向量为主的特点,提出了一种利用偏水平十字模板搜索与偏 向双菱形模板搜索相结合的改进搜索算法。为检验本文改进算法的效果进行了对比实验,结果表 明：本文提出的基于偏水平十字及偏向双菱形搜索法适合各种运动类型的视频序列,更适用于运 动变化剧烈的序列,并且能够在PSNR 值和BR 值接近最优水平时,大大减少运动估计时间,相 比于FS 算法,对QCIF 格式图像的运动估计时间减少约95%,对CIF 格式图像的运动估计时间 减小约94%。     

一种改进的APDZS运动估计算法

在A．M．Tourapis的APDZS算法基础上，提出了一种改进的APDZS算法（IAPDZS）。通过对具体数据的分析，表明原来的APDZS算法存在较大搜索冗余，因此IAPDZS算法对此进行了相应改进。首先是初始候选向量的选择，增加（0，0）向量作为候选初始向量；相应的第二处改进在搜索顺序上，IAPDZS算法去除了以（0，0）为中心进行的第二次搜索；第三处改进在具体搜索过程中，IAPDZS算法根据不同的搜索模式，提出了改进方案。实验结果表明，IAPDZS算法能够在确保视频图像质量的前提下，有效提高搜索效率，总体搜索点数比APDZS算法降低20％左右。     

H.264运动估计UMHexagonS算法的优化与改进

针对H.264中UMHexagonS算法存在的不足,提出了一种改进的快速运动估计算法。改进算法根据起始预测运动矢量成为最佳点的可能性大小对起始预测运动矢量的检测顺序进行了优化,提高了编码效率;设计了一种改进的5×5螺旋全搜索模板,减少了5×5螺旋全搜索模板的搜索点数;增加了一种针对亚宏块的提前终止策略,进一步减少了运动估计带来的运算量。实验结果表明,改进算法在基本保持UMHexagonS算法编码性能的同时,有效减少了运动估计时间,提高了编码效率,并且可适用于不同运动强度的视频序列。     

H．264运动估计算法分析

作为一种新的视频压缩编码标准,H.264具有低码率、高画质和高压缩比等特点,同时也显示出巨大的计算开销和内存开销,尤其是运动估计这部分.因此如何根据H.264的特点,找到合适H.264的快速运动估计算法就成为当前研究的一个热点.首先论述了H.264帧间编码的基本原理和运动估计的关键技术.然后介绍了已有的几种典型的块匹配运动估计搜索算法,包括全搜索和快速搜索算法,并分析了它们各自的优缺点.最后,鉴于六边形算法的通用性,对六边形搜索算法进行了简化和分析.     

一种改进的运动估计新算法

提出一种改进的新三步搜索法（NITSS）。该方法充分利用视频序列运动矢量概率分布上的中心偏置特性,在三步搜索算法的基础上引入了六边型分布的6个点构成搜索点群,解决了三步法的小运动估计效果较差问题。实验结果表明,同TSS算法相比,NITSS算法降低了搜索运算量,提高了搜索精度。     

基于高斯金字塔的图像运动估计算法

运动估计是图像超分辨率重建中的关键环节,直接影响超分辨重建的结果质量。为减少运动估计搜索点数,提高搜索速度,提出一种基于高斯金字塔分层思想的小十字形搜索算法。算法把图像构建成一个两层高斯金字塔,在上层使用小十字形搜索算法估计初始运动矢量,并通过提前终止策略来提前结束搜索;在下层以上层估计结果作为初始值,估计最终图像运动矢量。在标准图像序列上进行的实验结果表明,该算法在保持搜索精度的前提下能明显提高搜索速度;特别对于在运动偏差较大的情况下,提高效果更显著。     

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。     

基于时空预测向量相关性的运动估计算法

针对UMHexagonS算法体现出来的问题,利用时间预测向量和空间预测向量的位置映射关系,提出了一种新的运动估计算法--基于时空预测向量相关性的运动估计算法。该算法首先在小范围得到最优点后,继续利用预测矢量的时空方向相关性进行特定方向的扩展搜索,避免了提前落入局部最优点,并减少了搜索点数,从而提高了搜索质量。实验结果表明,与UMHexagonS算法相比,该算法在保持码率基本不变的情况下,能有效地减少运动估计时间,并且能一定程度地提高单帧的峰值信噪比。关键词：     

UMHS运动估计算法的优化研究

运动估计技术是H.264的关键技术,其消耗整个编码时间80%左右。提出了一种更加合理的模板策略,该策略可以更快地接近最优运动矢量;引入了运动类型判断机制以避免不必要的搜索。在UMHS算法上应用了这两种策略,保持了原有图像质量的同时有效地节省了运动估计时间。实验结果显示,优化后的算法与原UMHS算法和EPZS算法相比,在重建图像质量和码率接近的情况下,运动估计时间分别节省了约30%和15%,特别是当视频内容比较剧烈时分别节省了约40%和25%。     

基于UMHexagonS的运动估计算法优化

针对UMHexagonS算法冗余搜索的问题,使用大十字搜索判定结果,改进原有的运动估计算法。改进算法判断最优点可能分布区域,使用相应改进搜索模板搜索,降低搜索点个数,达到避免冗余搜索的目的,提高运动估计搜索效率。在多组视频序列中测试,图像质量相近情况下,改进算法比UMHexagonS算法有了显著的提高。特别是在剧烈运动的视频序列中,改进算法比UMHexagonS算法的运动估计时间减少了45.78%,编码耗时缩短了34.97%,比EPZS算法运动估计时间减少了35.25%,编码耗时缩短了25.45%。     

基于运动特征的自适应运动估计算法

提出了一种新的基于运动特征的自适应运动估计算法。该算法主要基于两方面：（1）建立具有自适应特性的搜索起点预测模型,根据运动相关性的变化调整模型参数,使预测结果更加接近最佳运动矢量。（2）采用的搜索模板可以根据物体的运动特征调整大小和形状,从而提高搜索效率。实验结果表明,该算法在PSNR和搜索速度两方面均明显优于常用的快速算法。     

基于EPZS的H.264/AVC运动估计改进算法

为了减少视频编码的运算量,对全零块判决进行了深入的研究,并结合图像的纹理信息和帧间编码模式给出了自适应的全零块判决阈值,以此为基础提出了EPZS（enhanced predictive zonal search）的改进算法。实验结果表明,改进的EPZS算法在较好地保持H.264/AVC原有编码算法图像质量的同时,减少了运算量,大幅度提高了编码速度。     

基于H.264的快速运动估计算法

运动估计在视频编码中有着举足轻重的地位,其性能的优劣在很大程度上影响着输出码流的质量.为了克服视频编码标准H.264中运动估计运算量大的困难,在深入研究H.264编码标准的基础上,利用视频图像序列的帧间统计特性,提出了一种改进的非对称十字型多层次六边形格点搜索算法来搜索最佳运动矢量.实验结果表明,该算法对于各种运动序列,在保持编码性能不受损失的同时,可以使得运动估计的运算复杂度大为降低.     

H.264中快速运动估计算法的一种改进方案*

UMHexagonS是视频编码标准H.264的一种快速整像素运动估计算法,该算法较之全搜索算法在性能上有很大提高,但仍存在运算量大、复杂度高、耗时等问题。利用提前中止思想,在螺旋搜索和多层次大六边形搜索阶段增加提前中止条件,加速算法中止,然后用特殊的改进模板搜索法替换螺旋搜索策略,快速匹配最佳点。在JM10.2测试模型上进行了算法验证,实验结果表明,改进算法在保证编码性能的同时,可以有效地减少5%～15%的运动估计时间。     

一种基于块分割结构的运动估计新算法

运动估计是剔除视频压缩中的时间冗余的关键,现有算法大都是基于全搜索策略的SAD匹配算法,这些算法虽然压缩性能很好,但计算复杂,实时性差。提出一种快速运动估计新算法,将块分割成多个子块,计算每个子块的灰度值之和与灰度值的平方和,将其整体作为一个参数再结合提出的三个匹配准则,求出当前帧和候选帧之间的最优运动估计。通过实验表明,采用该算法后计算的复杂度明显减小,实时性得到较大提高,其压缩性能却非常接近基于全搜索策略的SAD算法。     

基于差分的块匹配运动估计算法

通过研究块匹配算法当中菱形算法中的冗余性,提出了一种基于差分的块匹配快速搜索算法（DBS）,利用搜索点的匹配误差之间的大小关系,预测最优点的搜索方向,减少了搜索点数,通过实验表明了该算法在保证了匹配精度的同时获得了更高的搜索速度。     

一种基于H.264/AVC的高性能快速运动估计算法

为了降低运动估计的计算量,提出一种基于H.264/AVC的快速运动估计算法。该算法使用了提前终止策略和自适应的搜索范围,结合运动矢量预测以及多模板搜索。实验结果表明,在编码性能接近全搜索(fullsearch,FS)算法的同时,本算法比FS和UMHexagonS算法平均节省了65.42%和32.76%的运动估计时间,大幅度提高了编码速度。     

H.264中运动搜索的自适应提前退出算法

在视频编码标准H.264中,运动搜索是占用编码时间最多的模块。为降低其运算量,基于4×4整数变换,在运动搜索算法中引入全零块判决机制,通过在整像素和1/2像素运动搜索过程中分别定义自适应的门限值来提前中止最匹配运动矢量的搜索。仿真结果表明,在编码性能损失很小的情况下,该算法可以大大降低运动搜索的复杂度。