New Diamond Block Based Gradient Descent Search Algorithm for Motion Estimation in the MPEG- 4 Encoder

Motion estimation is an important part of the MPEG- 4 encoder, due to its significant impact on the bit rate and the output quality of the encoder sequence. Unfortunately this feature takes a significant part of the encoding time especially when the straightforward full search(FS) algorithm is used. In this paper, a new algorithm named diamond block based gradient descent search (DBBGDS) algorithm, which is significantly faster than FS and gives similar quality of the output sequence, is proposed. At the same time, some other algorithms, such as three step search (TSS), improved three step search (ITSS), new three step search (NTSS), four step search (4SS), cellular search (CS) , diamond search (DS) and block based gradient descent search (BBGDS), are adopted and compared with DBBGDS. As the experimental results show, DBBGDS has its own advantages. Although DS has been adopted by the MPEG- 4 VM, its output sequence quality is worse than that of the proposed algorithm while its complexity is similar to the proposed one. Compared with BBGDS, the proposed algorithm can achieve a better output quality.

图像序列运动估计中经典块匹配算法研究

对图像序列运动估计中的穷尽搜索法、三步法、新三步法和菱形法等块匹配算法的基本思想、算法描述、搜索模板以及算法性能进行分析和研究,并在实验仿真中,采用平均每块搜索点数和平均峰值信噪比PSNR为衡量指标,测试了在三种典型的视频序列运动估计中每种算法的搜索速度和效果,得出菱形法综合性能更为优越的结论。

一种基于中值滤波的运动补偿去隔行算法

提出了一种有效的基于中值滤波的运动补偿去隔行算法 .该算法首先使用新三步搜索( NTSS)的方法对图像序列中的运动部分进行估计 ,然后通过一种中值滤波的方法改善去隔行处理的效果 ,这不仅提高了图像的画质 ,而且能有效地防止因运动估计失效在运动补偿时的影响 .实验结果表明 。

适用于H.263(+)的一种运动估计快速搜索算法

介绍了适合H 2 6 3的一种改进算法。改进的新三步法(improvedNTSS) ,基于NTSS的改进方案 ,结合H 2 6 3(+)的高级选项使用时可以大大减少计算量。采用全搜索算法计算量最大 ,各种快速算法都是以限制搜索步骤或点数来换取计算量的大大减少 ,同时保证了性能的降低最小。无论运动图像剧烈与否 ,该方案都提出了克服的方法。实际测试表明 :改进的这种方法性能上几乎达到了全搜索法 (FS)的结果 ,而时间上只有FS的 5

动态调整概率的双重布谷鸟搜索算法

布谷鸟搜索算法是一种新兴的仿生智能算法,存在着求解精度低、易陷入局部最优及收敛速度慢等缺陷,提出了动态调整概率的双重布谷鸟搜索算法(DECS)。首先,在自适应发现概率P中引入了种群分布熵,通过算法的所处迭代阶数和种群分布情况,动态改变发现概率P的大小,有利于平衡布谷鸟算法局部寻优和全局寻优的能力,加快收敛速度;其次,在布谷鸟寻窝的路径位置更新公式中,采用了一种新型步长因子更新寻优方式,形成Levy飞行双重搜索模式,充分搜索空间;最后,在随机偏好游走的更新公式引入非线性对数递减的惯性权重策略,使得算法有效克服易陷入局部最优的缺陷,提高寻优搜索能力。与4种算法相比和19个测试函数的仿真结果表明:改进布谷鸟算法的寻优性能明显提高,收敛速度更快,求解精度更高,具有更强的全局搜索能力和跳出局部最优能力。

H.264中一种新型算法的研究

提出一种快速实现H.264运动估计的算法。该算法在新三步搜索算法的基础上对搜索模板进行了改进,并采用了提前终止搜索策略。实验表明,该算法在保持图象质量和峰值信噪比基本不变的情况下大大减少了搜索点的数目,提高了运动估计的速度。因此,本算法可以有效的提高H.264的编码效率。

消除数字减影血管造影中运动伪影的一种新方法

数字减影血管造影(DSA)通过向血管中注入造影剂,使血管的整体影像的对比度有了明显的增强,然后通过造影前后图像的相减运算,可以去除非血管器官的影像,得到血管更清晰的图像,目前广泛应用于心血管疾病的诊断。由于患者的呼吸运动,使得不同时间采集的图像相减后会产生运动伪影。为了消除运动伪影,从医生临床上对于心脏的运动以胸腔的横膈膜为参考目标得到启发,首先得到很多幅注入造影剂之前的图像(掩膜图像)和一幅注入造影剂之后的图像(造影图像),然后指定其中的一幅掩膜图像作为参考图像,其它的掩膜图像和那一幅造影图像分别对参考图像求位移。基于上面求出的位移,可以将候选图像集中到位移小于某一阈值的很少的几幅图像上,然后在这几幅图像上应用改造过的搜索算法,最终找到了运动伪影最小的那幅掩膜图像。该算法引入了绝对位移和相对位移相结合的方法使减影图像中运动伪影得到明显消除。

基于新三步法的运动估计技术及FPGA实现

采用全搜索算法可以得到运动估计的最优解,但是算法实现需要大量的运算过程。基于此,介绍一种新三步法,通过在第一次搜索时增加内环搜索,并应用中止判别技术,可实现对静止块匹配的加速,快速完成搜索过程。本算法在保证一定精度的前提下减少了搜索次数,大大提高了搜索效率。同时通过对该算法的过程进行描述,对搜索模板等进行分析,采用硬件编程语言完成现场可编程门阵列的软核设计,使用工具软件完成功能仿真。结果表明,实现该算法共占用2177个FPGA逻辑单元和37112bit块存储器,该软核可快速实现运动向量的获取,完成搜索过程。