Diamond搜索运动估计在视频图像抖动消除中的应用

本文首先介绍了视频图像抖动消除的现行方法,详细说明了D iamond搜索运动估计方法,并把这种算法与采用全搜索运动估计的算法进行了比较,说明了采用D iamond搜索运动估计的算法在时间上远远少于采用全搜索运动估计的算法的情况下,可以得到与其相当的消除抖动质量。

基于统计分析的仿射运动估计快速算法

为降低新一代通用视频编码标准(Versatile Video Coding,VVC)的计算复杂度,提出了一种基于统计分析的仿射运动估计(Affine Motion Estimation,AME)快速算法。从加速AME过程的角度出发,首先摒弃AME的3种运动矢量(Motion Vector,MV)精度中的整像素和1/16像素精度,保留1/4像素精度;其次利用迭代次数与量化参数(Quantization Parameter,QP)、slice类型以及编码单元(Coding Unit,CU)大小的关系,得到一个迭代次数的自适应计算式来减少AME迭代次数;然后将细粒度搜索(Fine Granularity Search,FGS)算法中CU 4个角落的4个整像素用2个对角分像素进行替代;最后运用绝对变换差和(Sum of Absolute Transform Difference,SATD)代价来替代率失真(Rate Distortion Optimization,RDO)代价。实验结果表明,与H.266/VVC参考软件VTM-10.0相比,提出的算法在低延迟(Low Delay B,LDB)和随机访问(Random Access,RA)配置下分别节省了8.34%和8.83%的时间,与此同时性能损失仅为0.10%和0.12%。

基于小菱形-线形搜索模板的快速运动估计

提出一种基于小菱形-线形搜索模板的块匹配算法。对于静止块,通过小菱形搜索一步到位。对于运动块,利用已计算的块误差的分布,得到块误差下降方向,并用小菱形-线形混合模板快速定位运动矢量,使搜索点数大幅减少。通过预测搜索中心,使速度和精度进一步优化。实验结果表明,在保持图像信噪比的基础上,搜索点数比菱形搜索法、十字-菱形搜索法等平均减少50%以上。

基于三维递归搜索的多级运动估计视频帧率上转换算法

运动补偿插帧是目前主要的帧率上转换方法。为减小内插帧中的"块效应",并降低运算量以满足实时高清视频应用,该文提出了一种基于3维递归搜索(3-D Recursive Search,3-D RS)的多级块匹配运动估计视频帧率上转换算法。该算法将3-D RS与双向运动估计相结合,首先对序列中相邻帧进行"由粗到精"的三级运动估计,再利用简化的中值滤波器平滑运动矢量场,最后通过线性插值补偿得到内插帧。实验结果表明,与现有的运动补偿插帧算法相比,该算法内插帧的主、客观质量都有所提高,且算法复杂度低,有很强的实用性。

一种结合遗传算法和钻石搜索的多模式快速运动估计方法

为了解决视频编码中运动矢量搜索精度与速度的矛盾,本文提出了一种基于遗传算法(GA)和钻石搜索(DS)的多模式快速运动估计方法———MMS算法.它以图像序列的时空预测矢量作为图像活动剧烈程度的判据,自适应选择搜索模式.针对平缓运动类型使用快速的DS搜索模式,针对剧烈运动类型使用GA/DS联合搜索模式.与现有的次优解快速算法相比,MMS有效地解决了在大运动矢量情况下编码器性能下降的问题,可以从整体上提升编码器的性能,接近理想的全搜索法的结果;与其它直接利用GA进行全局优化的方法相比,MMS利用DS配合GA实现加速收敛.此外,通过引入多模式处理的概念,在保证搜索精度的同时,充分发挥了次优解算法的效率,整体编码速度与DS等快速算法的结果十分接近.这一方法为有效地解决运动估计中的矛盾问题提供了一个新的处理框架.实验结果验证了算法的性能.

自适应块匹配运动估计搜索算法

为了提高块匹配运动估计快速算法的搜索速度、精度和鲁棒性 ,提出了一种根据空域相关块的运动水平 ,自适应选择搜索检查点样式、搜索窗范围以及是否采用多候选值策略的混合算法 本算法中对应于小运动块的基于中心偏置的搜索样式和针对大运动块的多候选矢量亚采样搜索策略 ,满足了视频编码对运动估计算法在速度和精度上的双重要求 实验结果表明 ,该算法在速度上和精度上都明显优于性能优越的菱形搜索算法DS 。

双十字搜索算法的快速块匹配运动估计

在块运动估计中,不同形状、不同大小的搜索模型对搜索速度和搜索质量有很大的影响.通过运动矢量概率分布分析,发现了运动矢量概率分布具有除中心十字偏置特性以外的方向性特性,提出了一种快速的双十字搜索(DCS)运动估计算法.该算法首先根据运动矢量概率分布的中心十字偏置性,采用小十字搜索模型(SCSP)和大十字搜索模型(LCSP)对小运动矢量进行搜索,从而减少搜索点数.然后,根据运动矢量概率分布的方向性,使用非完全对称十字搜索模型(NFSCSP)对大运动矢量进行搜索,进一步提高了搜索速度.在保持相当搜索质量的前提下,双十字搜索算法与菱形搜索算法(DS)和十字菱形搜索(CDS)算法相比,搜索速度分别可提高70%和40%.实验结果证明双十字搜索算法是非常有效的,且具有较强的鲁棒性.

基于线性搜索的快速运动估计算法

为了减小快速运动估计算法的计算复杂度和提高运动补偿的准确性,提出了一种新的块匹配运动估计算法,称为线性正方形搜索算法.该算法采用运动估计的线性搜索策略,对于不重要的搜索区域利用线性搜索技术进行快速搜索以减小算法的计算复杂度,而对于重要搜索区域,即最佳点所在区域,用9点的正方形模块进行精细搜索以提高算法的搜索精度.实验结果证明,该算法与菱形算法相比不仅计算复杂度减小了10%以上,而且视频编码效率可以提高约0 1dB.

块运动估计中具有可扩展性的高精度三步搜索算法

由于基于块匹配的快速运动搜索算法中三步法的小运动估计效果较差 ,使其运动估计精度明显下降 ,还导致三步法缺乏良好的扩展性 .因此对三步法进行了改进 ,即在前两步总是将搜索步长减半继续搜索 .模拟结果表明 ,改进后的新三步法同时解决了运动估计精度下降和可扩展性问题 ,且新算法与原三步法在“最坏情形”下计算复杂度是相同的 ,保持了原三步法的高效率 .

一种用于运动估计的十字六边形搜索算法

提出了一种十字六边形搜索算法用于快速运动估计。该算法利用了运动矢量的中心偏置性和相关性,运动估计时通过预测确定搜索起始点,在搜索前期利用十字模板结合提前退出技术优先搜索起始点附近的局部区域,后期则改用六边形模板扩大搜索范围并完成运动估计。实验证明该算法与原始的六边形搜索算法相比平均减少了45%的搜索点数,与一些新的快速搜索算法相比,在搜索精度基本相似的情况下也有效地降低了运动估计的运算复杂度。

多搜索中心的运动估计快速算法

块大小可变的运动估计方法能提高视频编码性能,但也增加了计算时间.为了加快运动估计计算,本文提出了一种基于多搜索中心预测和搜索范围动态调整的快速算法.多搜索中心预测方法对当前宏块时间和空间上相邻块的运动向量进行分析,得出多个预测向量作为运动估计的搜索中心.相比传统预测方法,多搜索中心预测最高可提高约14.6%的预测精度.依据预测运动向量的数目和大小,本文算法对搜索范围进行动态调整,进一步降低了计算复杂度.实验结果显示,相比H.264参考软件中的快速全搜索算法,UMHS算法和EPZS算法,本文算法分别节省约96.22%,59.50%和39.06%的计算时间,且具有相近的率失真性能.

用于快速块匹配运动估计的自适应十字模式搜索

该文提出了一种新的快速块匹配运动估计算法,即自适应十字模式搜索。它综合了固定模式搜索和空间柑关搜索两方面的优点,与目前很流行的菱形搜索(DS)相比具有较好的性能。

基于块特性与自适应搜索窗口的运动估计算法

提出了一种基于块特性与自适应搜索窗口的运动估计算法(Motion estimation algorithm based on blockcharacteristic and adaptive search window,MBC-ASW),该算法在充分利用视频图像的时间、空间相关性的同时,根据运动向量的统计特性,分别在帧层和块层进行自适应搜索窗口的粗调与微调,并且针对不同的块进行相应的编码处理。在PC上利用C语言实验验证了该算法的可行性,评估了其性能,并与经典的全搜索算法(Fullsearch motion estimation,FS)、三步搜索算法(Three step search,TSS)、新三步搜索算法(New three stepsearch,NTSS)和钻石搜索算法(Diamond search,DS)进行了详细的比较,该算法在性能和效率上均有较大程度的提高,对不同的序列具有较强的自适应性。

基于H.264编码的运动估计快速搜索算法

H.264标准可以获得很高的编码效率,适于低带宽高质量网络视频应用的需要,但由于采用了许多高复杂度的算法,使得软硬件实现起来非常困难。本文给出一种运动估计搜索算法,对H.264进行优化,经测试,搜索速度明显提高。

一种综合搜索策略的快速运动估计算法

提出了一种综合搜索策略的运动估计算法。该算法首先采用中值预测提前终止判断策略,然后基于块运动类型确定搜索起点,最后采用小十字模板与基于块的梯度下降搜索法(BBGDS)相结合的方法进行局部搜索。搜索过程中多处引入提前终止策略,进一步提高搜索速度。通过与综合性能代表当前国际先进水平的运动矢量场自适应搜索法(MVFAST)进行对比实验发现,该算法在基本保持搜索精度的情况下,有效提高了搜索速度,对于运动较大序列速度提高尤为明显,可以达到20%～48%。

一种H.264自适应块搜索范围快速运动估计算法

块匹配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。全搜索是效果最好的运动估计算法,但其巨大的运算量是实际应用无法承受的。为解决这一问题,该文提出了一种基于H.264自适应块搜索范围快速运动估计算法。该算法是利用相邻宏块的运动矢量来确定初始搜索中心位置,并动态地确定搜索区域的大小。与以往固定搜索区域的算法相比,它具有更高的灵活性,还可以与其他任何一种快速运动估计算法相结合。仿真结果表明,在基本不损失性噪比的前提下,根据不同的运动序列,该算法可不同程度地减少运算的复杂度。

一种快速分类搜索运动估计新方法

在视频编码中 ,基于块的运动估计算法被广泛应用 .在保证估计质量的前提下 ,为了降低运动估计算法的搜索次数 ,提出了一种对于不同类型的块采用不同的搜索范围和搜索步骤的分类快速搜索 (CFS)运动估计新算法 .该算法首先对块进行分类 ,然后确定其搜索范围和搜索步骤 ,在应用分类搜索法时 ,根据运动矢量的中心偏置特性 ,将第 1步和第 2步的搜索窗采用 5× 5的窗口 ,第 3步采用 3× 3的窗口 .结果表明 ,该分类快速搜索新算法在运动矢量的估计质量上 ,明显优于传统三步搜索法 ,且搜索次数与传统三步搜索法相比 ,降低了 2 3% ,与全搜索法相比 ,降低了 91% .实验结果证明 ,该算法尤其适用于快速运动、复杂运动序列的运动估计 .与传统的全搜索法和三步搜索法相比 ,其更适合于用硬件实现 .

快速菱形搜索运动估计方法

提出一种快速菱形运动估计算法，利用运动矢量的中心偏移特性，在第一步搜索时设立一个门限值，减小获得运动矢量所需的搜索次数。实验结果表明，算法在降低计算复杂度的同时，保持了较好的图像质量。

一种适用于H.263的运动估计搜索算法

本文提出了一种用于视频编码快速运动估计的基于中心三步法 (CTSS)的块匹配搜索算法。实验结果表明 ,这种算法与H 2 6 3的可选项结合使用时 ,大大减少了块匹配的计算量 ,并可获得与全搜索算法相当的图像质量、信噪比和编码比特数。

一种搜索形状可变的快速运动估计算法

本文提出了一种以菱形和六边形联合搜索为基础的搜索形状可变(ＶＳＳ)的运动估计快速算法,何用于Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４中的视频编码。试验结果表明,在获得与现有ＴＳＳ、ＮＴＳＳ、４ＳＳ和ＤＳ等快速算法相当的图像质量和信噪比的情况下,该算法有效减少了搜索次数,提高了搜索效率,尤其对于中大运动量的视频图像运动估计效果更为明显。