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基于H.264/AVC块匹配运动估计算法的研究与优化

作　者: 赵文奇
导　师: 徐苏
学　校: 南昌大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: H.264/AVC 运动估计 UMHexagonS 搜索模版
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


21世纪,这个伟大的信息化时代已经进入了第二个十年,随着我们互联网变得更加通畅,计算机多媒体技术正在加速发展,数字化视频相关的领域被不断地拓宽,人们对网络视频服务有着极大的需求,然而,视频信息的数据量是十分巨大的,给网络带宽和存储设备造成了极大的压力。因此,迫切的需要改进视频编码算法,更有效率地解决视频数据的传输和存储问题。H.264/AVC是由ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)两个国际标准化组织专家联合开发的新一代视频编码标准。它具有更高的编码效率、更清晰的视频画面和更强的网络适应能力,同时采用混合编码结构,还能够适应不同的场合切换。运动估计是视频压缩编码的核心技术,是去除时间冗余的主要方法,其消耗的时间占到整个编码过程的60%-80%,视频编码的效率直接由运动估计算法决定,所以高效的估计算法是视频编码算法得到提高的的必要前提。在众多的运动估计算法中,块匹配算法因为算法简单并易于硬件实现,而被广泛应用于各种视频编码标准中。所以研究出一种快速块匹配运动估计算法对视频压缩编码有着重要的实际意义。本文对H.264视频压缩编码标准和运动估计的关键技术进行深入的剖析,在介绍完经典的运动估计算法后,重点研究非对称十字型多层次六边形格点搜索算法UMHexagons,同时针对UMHexagons算法的不足之处提出了以下五个方面的改进：5×5螺旋式搜索、多层次六边形搜索、扩展六边形搜索三个搜索模版的优化使得算法能更快的找到最佳匹配块,同时又能大幅度地减少搜索点：对静止块提前判断可以减少许多不必要的搜索,更早地完成匹配过程；非完全像素误差匹配可以缩短每个像素块的计算时间,使得块与块之间计算量减少一半最后,通过在测试模型JM16.2上,采用VS2008测试环境进行算法验证,实验证明改进后的算法能有效缓解计算量和维护视频质量,与原来的UMHexagons算法相比,该算法具有更好的性能,平均减少搜索点数量45%,并可节省12.69%-36.85%的运动估计时间。达到了提高编码实时性的目的。

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
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