基于对象快速自适应的混合搜索运动估计方法
- 格式:pdf
- 大小:136.78 KB
- 文档页数:3
宁波大学学报(理工版)首届中国高校优秀科技期刊奖JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY ( NSEE ) 浙江省优秀科技期刊一等奖一种快速运动矢量场搜索的块匹配运动估计算法摘要: 运动估计作为实时视频编解码中最重要最耗时的部分,大量的研究都是通过减少搜索点数来降低计算量。
而块匹配算法以其简单、高效,便于硬件实现等优点被使用到运动估计中。
针对这一特点,提出一种基于块匹配的快速运动矢量场搜索算法(FMVS)。
FMVS算法通过将视频序列时间相关性与空间相关性相结合,提出的一种新算法。
该算法包括以下五部分:预测搜索起点、动态阈值进行静止块判断、方向性类型判定、运动类型判定及混合模板运用。
对视频标准测试序列的实验结果表明,该算法较MVFAST算法,搜索点数降低30%-50%,对于运动复杂的视频序列峰值信噪比提高0.21dB。
关键词: 运动估计;块匹配算法;运动矢量场;(矢量场自适应搜索)MVFAST;峰值信噪比中图分类号: TP393 文献标识码: A 文章编号:对于视频序列图像,由于相连帧之间存在很大的时间相关性,通过减少时间冗余,可以提高视频编码的效率。
而基于块匹配算法以其简单、高效,便于硬件实现等优点,已经被许多视频编码标准所采纳。
运动估计算法占整个编码器的60%~80%的运算量,很大程度决定编码器的效率。
在块匹配运动估计算法中,全搜索算法精度最高,但是运算量也最大大。
为了解决运算量大,产生了很多快速搜索算法。
一类是快速算法是按照某种搜索策略只对搜索窗口的相关参考点进行计算;如一些经典算法3步法[1],菱形搜索算法[2],六边形搜索算法[3]。
菱形搜索算法,六边形搜索算法为了避免局部最优,采用大的搜索模板,但带来了搜索点数的大量增加;而小菱形搜索算法采用小菱形减少搜索点数,但是带来局部最优的问题。
另一类快速搜索算法是利用运动矢量相关性来预测当前运动矢量。
此类算法考虑时域或空域相关预测当前搜索起点,性能优于前一种。
基于块特性与自适应搜索窗口的运动估计算法赵永利;陈进成;马健;朱宝忠;张杰【期刊名称】《数据采集与处理》【年(卷),期】2008(023)003【摘要】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 block characteristic 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(Full search motion estimation,FS)、三步搜索算法(Three step search,TSS)、新三步搜索算法(New three step search,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.【总页数】5页(P273-277)【作者】赵永利;陈进成;马健;朱宝忠;张杰【作者单位】北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876;北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876;北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876;北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876;北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室,北京,100876【正文语种】中文【中图分类】TN91【相关文献】1.一种H.264自适应块搜索范围快速运动估计算法 [J], 郑庆辉;何加铭;范志蔚;王军明2.一种基于子搜索格雷码核的快速视频块运动估计算法∗ [J], 王冠;罗珅;葛迦3.基于块运动的阈值判断自适应运动估计算法 [J], 魏文振;昂志敏4.基于VOP的块特性的自适应十字搜索模式运动估计法 [J], 夏金祥;黄顺吉5.基于DSP实现的自适应搜索窗口运动估计算法 [J], 陈进成;赵永利;张杰;顾畹仪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种有效的自适应运动估计搜索算法
石敏;易清明
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2008(28)6
【摘要】提出了一种新的基于运动矢量场、方向自适应和半像素搜索的快速搜索算法(M-DAHS).该算法根据图像序列运动矢量场的中心偏置性和时空相关性进行预判,对静止块设定阈值直接终止搜索;非静止块根据运动类型自适应选择搜索起始点和搜索策略.搜索模板具有很强的方向自适应性,对于小运动块采用菱形-线性搜索,其他块使用六边形-菱形搜索算法.整像素搜索完毕后,再以十字优先原则进行半像素搜索.实验结果表明,该算法性能优越,搜索速度快,搜索精度高,且搜索精度可以非常接近全搜索算法.
【总页数】3页(P1504-1506)
【作者】石敏;易清明
【作者单位】暨南大学,信息科学技术学院,广州,510632;暨南大学,信息科学技术学院,广州,510632
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.一种自适应的六边形-方形运动估计搜索算法 [J], 刘彦辉;贾俊玲;张颜艳
2.H.264块运动估计自适应快速搜索算法研究 [J], 张小红;张东波
3.一种适于实时应用的快速有效的自适应运动估计算法 [J], 董海燕;张其善
4.一种基于块分类的自适应运动估计搜索算法 [J], 冯文江;向宫
5.一种基于块分类的自适应运动估计搜索算法 [J], 冯文江;向宫
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种基于块匹配的自适应快速运动估计算法
舒振宇;高智勇;陈心浩;刘海华
【期刊名称】《计算机时代》
【年(卷),期】2007(000)010
【摘要】块匹配运动估计算法是实时视频编解码技术的研究重点.为降低视频编码中运动估计的计算复杂度,考虑到现实序列运动矢量的分布存在方向性,文章提出了基于块匹配的自适应快速运动估计算法.该算法在运动估计的初始阶段,利用相邻宏块间的空间相关性来预测初始搜索点的位置,使搜索起点更接近理想的最优匹配点;在搜索过程中引入具有方向特征的非对称十字形搜索模型,加快了搜索速度.实验结果表明该算法具有很好的性能.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】舒振宇;高智勇;陈心浩;刘海华
【作者单位】中南民族大学电子信息工程学院,湖北武汉,430074;中南民族大学电子信息工程学院,湖北武汉,430074;中南民族大学电子信息工程学院,湖北武
汉,430074;中南民族大学电子信息工程学院,湖北武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.一种块匹配的快速运动估计算法 [J], 邹晓春;冯燕;赵歆波
2.一种高效率的快速块匹配运动估计算法 [J], 何书前;张学平;邹昉楠;桂占吉
3.基于方向自适应十字搜索的快速块匹配运动估计算法 [J], 杨恒;王庆
4.一种基于H.264的自适应块匹配运动估计快速算法 [J], 黄为;杨天武;陈维荣
5.一种改进的快速块匹配运动估计算法 [J], 汪烈军;覃锡忠
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于块匹配运动估计的自适应十字形搜索算法摘要:运动估计在运动补偿视频编码框架中起着重要作用。
由于详细搜索的高度复杂性,许多理想的替代快速搜索算法的建议,都是为了达到失真和搜索速度间最佳的平衡。
我们观察到,失真梯度是搜索点从全局最小点开始的在失真块表面上单调递减和单调递增过程。
基于这个特性,我们提出了一种新的自适应交叉搜索( ACS )的算法,它可以分配计算能力以提高搜索空间的效率。
模拟结果表明,ACS具有重建视觉效果以及减少计算量的竞争力。
关键词( 3-8字):运动估计,块匹配,运动补偿,视频压缩一引言在运动补偿视频编码系统中,它的优势是具有时间相关性的连续帧都实现了高压缩比,由一个参照系预测当前帧,只对预测误差和运动矢量进行编码和传送。
运动估计(ME),它的目的是找出连续帧之间的运动关系,在运动补偿视频编码框架中扮演重要角色。
在很多ME算法中,块匹配运动估计(BMME)由于它很简单,被广泛地采用在很多视频压缩标准中。
例如 MPEG-4 [1] 和H.263 [2].在BMME中,每一帧被分成块,运动估计算法在参照系中搜索最佳匹配块,并返回一个运动矢量表示块匹配的点。
全搜索块匹配算法彻底测试所有预定搜索窗口的候选位置,从而始终保证最佳的解决方案。
但是全搜索具有极高的计算复杂性,因此高度期待快速而准确地BMME 以减少编码延迟,同时保持视频品质。
许多快速的块匹配算法被提了出来。
三步搜索算法(TSS)是一种流行的快速运动估计,由于它的简单性和规律性。
他的二次抽样的候选位置在搜索空间内部是均匀的,基于偏向零点的运动矢量。
新三步搜索算法添加了8个接近零运动矢量的邻近搜索点。
另一个快速BMMEs算法包括两位对数搜索,十字搜索,基于块的梯度递减搜索,钻石搜索,等等。
这些快速搜索算法结合了不同的搜索策略和搜索模式。
它们有效的减少了计算的复杂性并使搜索的准确性接近全搜索。
在这篇文章中我们提出了一种自适应十字搜索(ACS )算法,可以有效地在搜索空间中分配计算能力。
一种适用于H.264的基于自适应搜索范围的快速运动估计算法李翔;吴国威【期刊名称】《中国图象图形学报》【年(卷),期】2004(009)004【摘要】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,特别是实时应用无法承受的.为解决这一问题,各种快速算法不断涌现.本文提出了一种适用于最新视频编码标准--H.264/MPEG 4-AVC的快速运动估计算法.该算法基于自适应搜索范围,利用视频图像序列的帧间统计特性以及运动向量时域、空域的相关性,在保证PSNR性能的同时,使运动估计部分的运算复杂度大为降低.实验仿真表明,该算法适用面广,对大运动与小运动序列都有很强的自适应能力.在保持与全搜索相同PSNR的同时,平均速度超过全搜索280倍有余,超过三步法1.8倍,性能明显优于新三步法、四步法等经典快速运动估计算法.【总页数】6页(P471-476)【作者】李翔;吴国威【作者单位】清华大学电子工程系,北京,100084;清华大学电子工程系,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】TP391.41【相关文献】1.一种H.264自适应块搜索范围快速运动估计算法 [J], 郑庆辉;何加铭;范志蔚;王军明2.H.264中一种基于搜索范围自适应调整的运动估计算法 [J], 刘英哲;王进祥3.一种适用于H.264的分数像素快速运动估计算法 [J], 姜有田;李金良4.基于H.264的自适应快速运动估计算法 [J], 刘志胜;彭玉华5.适用于H.264的高性能快速运动估计算法 [J], 喻占武;黄晓杰;贾佳;范励因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
大作业运动估计算法比较一、实验内容简要介绍各种运动估计算法,并比较不同运动估计算法的性能,主要考虑各算法的运算速度和精度。
二、实验背景视频原始图像中存在着大量的信息冗余,如时间冗余、空间冗余、信息熵冗余、谱间冗余、几何结构冗余、视觉冗余和知识冗余等等。
运动估计是视频压缩编码中的核心技术之一,采用运动估计和运动补偿技术可以消除视频信号的时间冗余以提高编码效率。
如何提高运动估计的效率,使运动估计算法的搜索过程更健壮、更快速、更高效成为目前研究的热点。
运动估计的基本思想是尽可能准确地获得序列图像帧间的运动位移,即运动矢量。
因为运动估计越准确,预测补偿的图像质量越高,补偿的残差就越小,补偿编码所需位数越少,需要传输的比特率就越小。
利用得到的运动矢量在帧间进行运动补偿。
补偿残差经过变换、量化、编码后与运动矢量一起经过熵编码,然后以比特流形式发送出去。
运动估计算法多种多样,大体上可以把它们分成四类:块匹配法、递归估计法、贝叶斯估计法和光流法。
其中块匹配运动估计算法因其具有算法简单、便于VLSI实现等优点得到广泛应用。
所以本文将重点介绍块匹配运动估计算法,并对各种块匹配算法在计算速度和估计精度上进行简单比较。
三、实验原理(一)、像素递归技术像素递归技术是基于递归思想。
在连续帧中像素数据的变化是因为物体的移位引起的,郑么如果沿着梯度方向在某个像素周圈的若干像素作迭代运算,运算会最后收敛于一个固定的运动估计矢量,从而预测该像素的位移。
(二)、块匹配运动估计块匹配运动估计是把图像帧划分为若干互不重叠的块,并以块为单位寻找目标帧中每块在参考帧(上一帧或者其它帧)中最优匹配的块的相对位置,假设图像中每块的大小为M×N,dxmax为参考块水平方向可搜索最大位移而dymax为参考块垂直方向可搜索最大位移那么基于块匹配的运动估计就是在参考帧(或者其它上一帧)的(M+2dxmax)×(N+2dymax)候选区搜索窗口中找到和目标帧的当前大小为M×N的块的最匹配的块则参考块的运动矢量可用如下的数学公式描述:R表示相关性评价函数,f(m,n)表示目标或当前帧图像的灰度值。