论文研究-基于EPZS的运动估计算法研究 .pdf

所需积分/C币:10 2019-08-16 09:27:49 343KB .PDF

基于EPZS的运动估计算法研究,许晨,刘彦隆,运动估计是H.264中的关键技术之一,是数据压缩的重要部分,但也耗费了整个编码时间的巨大一部分。为了适应实时性的需求,人们在保�
山国武花论文在丝 簧咯,用以提前结束搜索,降低复杂度。第¨步,检测中值运动矢量,计算岀与对应块 的残差,将残差值和阈值比较,如果小于,则停止当前块模式的运动搜索,则为当 前块最终的运动矢量。在中,为了进一步压缩比特率,不仅要考虑当前数据和参考数 据的绝对差值和(),还要考虑编码差分运动矢量所用的比特数,采用了综合考虑两者 的策略,采用拉格朗日代价函数值表示残差: 表小候选的运动矢量,表小顶测运动矢量,A 是拉格朗日乘数因」, 表示当前块数据和重建的块数据的绝对差值和 是编码运动矢量耗费的比特数 阚值在中设置为各模式的像素个数,如( ),等等。第二步,如果残差比大,则要对剩余三个子集进行检测,分别计算每个顶测 矢量对应的残差,如果小」,则终止搜索,选个子集中代价最小的矢量为最佳运动矢 量。利用当前帧相邻块和前帧对应块,阈值可以自适应获得,算法如下: 其中, 是指绝对差值和()的最小值,和可以控制的人小,进而调 整搜索速度和精度。在模型中,的计算引入了对值域的限制和一些基于可靠性的优化, 步一步地刷新阈值,按步骤得到最终的阈值。具体做法如下 其中, 的取值为、、、…、,数组的定义为: 利用搜索模板对最终的运动矢量精确定位 如果通过阈值判断的提前终止策略仍然不可以结束搜索, 算法就要以当前选择的 最优预测矢量对应的候选位置为中心,运用预定义的搜索模板进行精确定位 算法使 用了三种搜索模板,如图所示,包括小钻石()、正方形模板 )和打展的菱 形模板 模板对于复杂序列容易较早地陷入局部最优,而后两种模板性能相 对较好,但比需要计算更多的位置 模型默认使用扩展模板。 (a) SDs (b) Epzs 算法使用的搜索模板 山国武花论文在丝 算法的改进 预测子集的引入是为了检测比较大的范围内的运动矢量。 算法把它和 合在一起比较代价函数的大小,那么有可能在和里就存在满足阈值条件的运动矢量, 而多余地计算了给出的预测矢量的代价,造成了冗余的计算复杂度。或者,在或 中得到了最小代价,且不满足阈值代价,下步在这个矢量周围用模板搜索,但实际上,最 优的矢量在中。由上所述,本文提出的算法将矢量集和其他两个矢量集分开进行检测, 在计算亢后,代价不比阈值小,则继续检测和中的欠量,代价均大于阈值才 在中检测运动矢量。 在计算阈值时, 算法只利用了当前块和周围个块的值,没有考虑中心 点(初始化起始搜索点)人小。根据运动矢量中心偏置的特性,所有的在同一咴 中,中心点是最优点的可能忙非常人,在的计算过程中加入中心点的最小匹配误差将有 利于搜索到更好的点,所以,将公式中加入中心点的 改进如下 选择搜索模板时,由于扩展模板的特点,如图中的所示,运动估计时的搜索点会 很多,计算量将会很大。经过大量反复的实验,将阈值的值缩小至 可以在基本 保持信噪比的冋时,增加可以容忍的复东度,以増强对复杂运动细节的支持。在模型中 等于。本文只使用扩展模板。经优化后的算法流程图如下: 是 中值矢量代价 计算和中的矢量 的代价 是 有代价小于 计算运动矢量 对应的代伉 是 有代价小于 先用所有矢量集中代价最小的矢 量所指位置为搜索中心,使用 模板搜索 是 有代价小于 最小代价为模板中 以模板中最小代价为中心,继续使用 模板搜索,直到有代价小于 或最小代价模板中心为 输出运动矢量 山国武花论文在丝 图改进后的算法流程图 实验结果与分析 为了测试收进前后的实验结果,本文采用 官方模型 。实验用到的硬件配 置如下:处理器 内存。操作系统 。选取格式为的种不同运动特性的视频序列进行实验。其中, 是低速运动序列, 和是中速运动序列,是高速运动序列, 的 细节比较复杂。档次设为基本档次、编码帧数为、参考帧数设为、搜索范围设为 格式为 帧率设为帧、采用模型和 熵编码,仅使用扩展模板。 在相同的实验条件下分别与算法峰值性噪比 、编码时间 和运动估计时 间等参数进行比较。表为本文算法 算法进行的比较。 从表统计实验结果可以看出本文算法与算法相比编码时间平均节省了 运动估计时间平均节省了 而性噪比最大卜降了 大大减少了搜索消耗的时间。 实验结果表明本文算汯在重建图像质量和原图像质量基本保持不变的前提下编码速度和运 动估计处玛速度都有不同程度的提髙特别是对于运动类型复杂的序列效果更为明显提高了 编码的性能 表本文算法与算法比较 △ 测试序列仿真算法 节省率 j省率 结论 本文通过对FPS算法经行的深入硏究,提出了对EPZS算法实时性方面的改进,在保证 编码质量的情况下,减少了一定的计算冗余度,编码速度和运动佔计速度都有一定程度的提 高,使之更加适合于复杂的网络环境,减少传输延迟,使其更加适合实时性的应用。同时, 如何使EPZS算法更加有效地编码大运动序列和纹理相对复杂的序列,也是今后需要研究的 问题。 山国武花论文在丝 参考文献 陈铖.基丁 的块匹配运动估计算法研究与优化.武汉:武汉哩工大学, 毕厚杰新一代视频压缩编码枟准北京:人民邮电出版社,

...展开详情
img

关注 私信 TA的资源

上传资源赚积分,得勋章
相关内容推荐