運動估計快速搜索算法的研究

運動估計快速搜索算法的研究

摘要：H.264是ITU-T的VCEG(視頻編碼專家組)和ISO／IEC的MPEG(活動圖象編碼專家組)的聯(lián)合視頻組(JVT：jointvideoteam)開發(fā)的一個新的數(shù)字視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是1SO／IEC的MPEG-4的第10部分。新一代標準H.264可以得到更好的壓縮圖像效果、擁有更多的功能和更大的靈活性。本文主要從實時視頻應用的角度，對H264／AVC編碼過程中運動估計模塊快速搜索算法進行了研究。

關(guān)鍵詞：視頻編碼H264／AVC運動估計快速搜索算法

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和社會的不斷進步，人類對信息的需求越來越豐富，人們希望無論何時何地都能夠方便的、快捷、靈活的通過語音、數(shù)據(jù)、圖像與視頻等多種方式進行通信。數(shù)字信號處理技術(shù)、物理媒體與網(wǎng)絡技術(shù)、超大規(guī)模集成電路技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，使得多媒體通信成為研究和應用的熱點。本文主要是針對視頻壓縮中的運動估計快速搜索算法的研究。視頻壓縮后的數(shù)據(jù)流大小的關(guān)鍵因素在于能否較好的去除其時間相關(guān)性，尋找到最佳的匹配塊。

1.H.264／AVC概述

與早期的視頻編碼標準(H.261，MPEG-1，MPEG-2，H.263，MPEG-4)類似，H.264／AVC也是建立在塊匹配的混合編碼框架上?；舅惴ㄒ廊皇峭ㄟ^幀間預測和運動補償來消除視頻序列中的時域冗余，經(jīng)過變換編碼消除頻域冗余。因此基本的功能模塊：例如預測、變換、量化、編碼都沒有發(fā)生根本的變化。

2.運動估計原理

2.1運動估計概述

在基于塊匹配的混合視頻編碼體系中，運動搜索是其中計算復雜性最高的模塊。H.264／AVC為了獲得更精確的預測和更高的壓縮比，采用了多種塊模式的運動估計，多參考幀和更高分辨率的運動矢量。雖然這樣可以增加預測的精度，提高壓縮比，但H.264／AVC中運動估計的計算復雜性卻因此急劇增加。運動搜索快速算法的實質(zhì)是基于某種策略在減少搜索點數(shù)提高搜索效率的同時，盡可能保持編碼圖像質(zhì)量不變(與FS的情況相比)。但簡單的減少搜索點數(shù)的算法(例如TTS，2-D對數(shù)等快速算法)通常都假設(shè)匹配誤差曲面是單峰的，而實際的視頻圖像是非常復雜的，常常不能滿足這樣的假設(shè)，因此容易在搜索起始階段落入局部最小點。為解決局部最小點的問題，通?？梢圆捎孟噜弶K預測的方法獲得更好的搜索起點。但有些情況下特別是在運動復雜度高的序列中，相鄰塊會包含與當前塊不同的運動對象，因此也會產(chǎn)生錯誤的運動矢量。更好的策略是采用覆蓋整個搜索區(qū)域的全局搜索(GlobalSearch)的概念，即搜索點在整個搜索區(qū)