一種h.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，包括以下步驟：1)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自適應(yīng)視頻運動估計搜索算法，包括自適應(yīng)地改進非對稱十字搜索步長和范圍以及自適應(yīng)地改進5×5中心偏置螺旋搜索；2)提出了分像素精度下的，基于FFPS、CBFPS算法的多矢量相關(guān)預(yù)測快速搜索算法，即根據(jù)當(dāng)前最佳運動矢量的整數(shù)部分和相鄰塊運動矢量的整數(shù)部分具有相似性的特點，將相關(guān)特性結(jié)合，確定分像素起始運動矢量的選擇；3)分析各種類型的視頻運動估計時間。本發(fā)明對于減少視頻運動估計搜索，提高視頻運動估計時間具有重要意義。實驗表明，改進算法在引起少量的質(zhì)量失真和碼率增加的情況下，平均減少了15％的運動估計時間。
【專利說明】—種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻編碼算法的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法(CIME-Comprehensive Improvement of Motion Estimation)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，H.264是新一代數(shù)字視頻壓縮格式，其目標(biāo)應(yīng)用涵蓋了大部分的視頻服務(wù)，如有線電視遠程監(jiān)控、交互媒體、數(shù)字電視、視頻會議、視頻點播、流媒體服務(wù)等，提高
H.264的編碼性能是人們一直追求的目標(biāo)。
[0003]在H.264的預(yù)測編碼中，運動估計編碼約占總編碼時間的60%~80%，目前的運動估計編碼方法還有許多不足之處:
[0004]1、UMHexagonS算法對所有運動類型的視頻序列都采用同樣的十字搜索步長和范圍，從而導(dǎo)致了很多不必要的搜索；
[0005]2,UMHexagonS算法對所有塊的運動矢量都采用5 X 5螺旋全搜索，存在計算冗余；
[0006]3、分?jǐn)?shù)像素搜索時的預(yù)測條件分析不足，從而導(dǎo)致了很多不必要的搜索。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點，提供一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，可以有效地改進編碼的預(yù)測精度和速度。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，包括以下步驟:
[0009]I)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自適應(yīng)視頻運動估計搜索算法，包括自適應(yīng)地改進非對稱十字搜索步長和范圍以及自適應(yīng)地改進5X5中心偏置螺旋搜索；
[0010]2)提出了分像素精度下的，基于FFPS、CBFPS算法的多矢量相關(guān)預(yù)測快速搜索算法，即根據(jù)當(dāng)前最佳運動矢量的整數(shù)部分和相鄰塊運動矢量的整數(shù)部分具有相似性的特點，將相關(guān)特性結(jié)合，確定分像素起始運動矢量的選擇，根據(jù)不同情況改進搜索范圍；
[0011]3)根據(jù)步驟I)和步驟2)所得的算法，分析各種類型的視頻運動估計時間。
[0012]在步驟I)中，自適應(yīng)地改進非對稱十字搜索步長和范圍，如下:
[0013]根據(jù)經(jīng)驗值設(shè)定運動程度閾值:平緩運動閾值為Thresholdl，劇烈運動閾值為Threshold〗；則十字搜索的步長St印和范圍(Wx，Wy)分別定義為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，其特征在于，包括以下步驟:1)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自適應(yīng)視頻運動估計搜索算法，包括自適應(yīng)地改進非對稱十字搜索步長和范圍以及自適應(yīng)地改進5X5中心偏置螺旋搜索； 2)提出了分像素精度下的，基于FFPS、CBFPS算法的多矢量相關(guān)預(yù)測快速搜索算法，即根據(jù)當(dāng)前最佳運動矢量的整數(shù)部分和相鄰塊運動矢量的整數(shù)部分具有相似性的特點，將相關(guān)特性結(jié)合，確定分像素起始運動矢量的選擇，根據(jù)不同情況改進搜索范圍； 3)根據(jù)步驟I)和步驟2)所得的算法，分析各種類型的視頻運動估計時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，其特征在于，在步驟I)中，自適應(yīng)地改進非對稱十字搜索步長和范圍，如下: 根據(jù)經(jīng)驗值設(shè)定運動程度閾值:平緩運動閾值為Thresholdl，劇烈運動閾值為Threshold〗；則十字搜索的步長St印和范圍(Wx，Wy)分別定義為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，其特征在于，在步驟I)中，自適應(yīng)地改進5X5中心偏置螺旋搜索，如下: 由于相鄰塊的運動矢量有很高的空間相關(guān)性，為每一個已搜索的塊設(shè)置標(biāo)志，在搜索當(dāng)前塊時，根據(jù)相鄰塊的標(biāo)志，決定搜索選擇，包括以下三種搜索選擇情況: ①5X5螺旋全搜索，當(dāng)左相鄰塊、上相鄰塊、右上相鄰塊的標(biāo)志都為I時； ②八邊形和小鉆石混合模板搜索，當(dāng)3個相鄰塊中只有I個或者2個標(biāo)志為I時； ③四邊形搜索，當(dāng)所有相鄰塊標(biāo)志都為O時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種H.264運動估計編碼的全面運動估計改進算法，其特征在于，在步驟2)中，包括由矢量相關(guān)性確定1/4分?jǐn)?shù)像素搜索起始位置以及由單一誤差平面特性確定1/2分?jǐn)?shù)像素的搜索；其中， 對于由矢量相關(guān)性確定1/4分?jǐn)?shù)像素搜索起始位置，由于當(dāng)前最佳運動矢量的整數(shù)部分和鄰近塊運動矢量的整數(shù)部分具有相似性特性，所以運用當(dāng)前塊的運動矢量和鄰近塊的運動矢量的相關(guān)性，確定分?jǐn)?shù)像素起始運動矢量predjw的選擇，即判斷最佳運動矢量整像素部分和中值預(yù)測、上層塊預(yù)測、鄰近塊預(yù)測的運動矢量整像素部分是否相等，確定分?jǐn)?shù)像素起始運動矢量，如下式所示:
【文檔編號】H04N19/523GK103957420SQ201410182288
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】繆云彬, 陳澤琳, 姜莎莎 申請人:華南理工大學(xué)