H.264/AVC中快速1/4像素运动估计算法

论文摘要

H.264/AVC是目前国际上最新的视频压缩编解码标准。为了实现更高的编码效率, H.264/AVC标准采用了很多新的编码技术,如多参考帧预测、多尺寸编码块模式、1/4像素精度运动矢量、整数变换量化、基于内容的嫡编码、新型帧内预测、去除方块效应的滤波器等。然而,它的运算复杂度也超过了以往所有的视频编码标准。实验证明,运动估计(Motion Estimation)要耗整个H.264/AVC编码器编码时间的60%到80%。所以,如何减少运动估计的计算量成为问题的关键。本文首先对视频编码的原理和基本概念进行了简单的阐述,然后介绍了当前应用较广泛的视频编码标准,这一部分是整个论文主要研究内容的理论基础。论文第三章主要讨论了运动估计技术,并且详细的研究了几种重要快速搜索算法。在第四章,本论文提出了一种快速1/4像素精度的运动估计算法。该算法基于运动补偿预测误差模型,与传统的1/4像素的分层运动估计算法不同,仅通过一步计算就能直接得到1/4像素精度的运动矢量,而且完全避免了运算量很大的分数像素内插运算和整像素搜索完成后的分数像素搜索。同时对最佳整像素点位于图像边缘位置的情况进行了研究。实验结果表明,该算法在保持图像质量的前提下极大地减少了1/4像素运动估计的运算量。论文第五章,对全文进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景、目的与意义
• 1.3 论文的组织
• 第二章 视频编码技术标准
• 2.1 视频编码原理
• 2.1.1 空间抽样原理
• 2.1.2 预测编码
• 2.1.3 变换编码
• 2.1.4 量化
• 2.1.5 熵编码
• 2.2 视频图像压缩编码标准
• 2.2.1 MPEG-x 系列编解码标准简介
• 2.2.2 H.26x 系列视频编解码标准简介
• 2.2.3 AVS
• 2.3 H.264/AVC 编码标准简介
• 2.3.1 H.264/AVC 编码档次的划分
• 2.3.2 H.264/AVC 编码器的框架结构
• 2.3.3 分层设计
• 2.3.4 多模式运动估计（帧间预测）
• 2.3.5 帧内预测
• 2.3.6 分数像素内插
• 2.3.7 运动矢量预测
• 2.3.8 去块效应滤波
• 2.3.9 面向PI 和无线环境
• 2.4 本章小结
• 第三章 运动估计
• 3.1 运动估计原理
• 3.1.1 运动估计模型
• 3.1.2 运动估计原理
• 3.1.3 运动估计的技术指标
• 3.2 整数像素运动估计算法简介（IME）
• 3.2.1 全搜索算法
• 3.2.2 三步查找算法
• 3.2.3 四步法
• 3.2.4 混合非对称十字多六边形搜索算法
• 3.3 分数像素运动估计算法简介（FME）
• 3.3.1 FPFS
• 3.3.2 快速1/4 像素运动估计算法CBFPS
• 3.4 本章小结
• 第四章 快速1/4 像素运动估计算法
• 4.1 运动补偿预测误差模型
• 4.2 快速 1/4 像素运动估计算法
• 4.3 边缘点的处理
• 4.4 实验结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢