基于H.264的运动估计算法的研究

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H.264是由ITU-T视频编码专家组VCEG( Video Coding Experts Group)和ISO/IEC运动图象专家组MPEG ( Moving Picture Experts Group)共同制定的视频编码标准,这一编码标准可获得更高的编码效率,尤其是在低码率方面比MPEG-4有明显提高,适合低宽带、高质量网络视频应用的需要。但H.264在提高编码质量、减少码率的同时,却极大的增加了编解码运算的复杂度。通过对H.264编码部分的分析可以得出,运动估计是视频压缩编码中的核心技术之一,也是耗费时间最多的部分。在采用单参考帧和多参考帧预测的情况下,运动估计的运算量分别占整个编码过程运算量的60%、80%左右。因此,如何提高运动估计的效率,使运动估计算法搜索过程更健壮、更快速、更高效成为目前研究的热点之一。论文首先对H.264标准原理及运动估计部分算法进行了详细阐述,然后从以下三个方面对运动估计部分进行优化: (1)动态搜索范围算法,通过当前编码块运动矢量预测值来动态设置运动搜索的范围,从而减少所需搜索的点数。(2)固定模式快速运动估计算法,主要是在现有UMHexagonS算法的基础上进行改进,来进一步提高运算速度。(3)宏块分块模式的快速抉择,利用各种预测模式出现概率的差异及时、空相关性,缩小当前编码块所需计算的分块模式。经过充分的实验测试,改进后的运动估计算法在保证编码图象质量的同时,能显著减少运动估计的时间,从而加快编码速度。
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