一种h.264运动估计编码的全面运动估计改进算法
【专利摘要】本发明公开了一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，包括以下步骤：1)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自适应视频运动估计搜索算法，包括自适应地改进非对称十字搜索步长和范围以及自适应地改进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算法的多矢量相关预测快速搜索算法，即根据当前最佳运动矢量的整数部分和相邻块运动矢量的整数部分具有相似性的特点，将相关特性结合，确定分像素起始运动矢量的选择；3)分析各种类型的视频运动估计时间。本发明对于减少视频运动估计搜索，提高视频运动估计时间具有重要意义。实验表明，改进算法在引起少量的质量失真和码率增加的情况下，平均减少了15％的运动估计时间。
【专利说明】—种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频编码算法的【技术领域】，尤其是指一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法(CIME-Comprehensive Improvement of Motion Estimation)。
【背景技术】
[0002]众所周知，H.264是新一代数字视频压缩格式，其目标应用涵盖了大部分的视频服务，如有线电视远程监控、交互媒体、数字电视、视频会议、视频点播、流媒体服务等，提高
H.264的编码性能是人们一直追求的目标。
[0003]在H.264的预测编码中，运动估计编码约占总编码时间的60%~80%，目前的运动估计编码方法还有许多不足之处:
[0004]1、UMHexagonS算法对所有运动类型的视频序列都采用同样的十字搜索步长和范围，从而导致了很多不必要的搜索；
[0005]2,UMHexagonS算法对所有块的运动矢量都采用5 X 5螺旋全搜索，存在计算冗余；
[0006]3、分数像素搜索时的预测条件分析不足，从而导致了很多不必要的搜索。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，可以有效地改进编码的预测精度和速度。
[0008]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为:一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，包括以下步骤:
[0009]I)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自适应视频运动估计搜索算法，包括自适应地改进非对称十字搜索步长和范围以及自适应地改进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算法的多矢量相关预测快速搜索算法，即根据当前最佳运动矢量的整数部分和相邻块运动矢量的整数部分具有相似性的特点，将相关特性结合，确定分像素起始运动矢量的选择，根据不同情况改进搜索范围；
[0011]3)根据步骤I)和步骤2)所得的算法，分析各种类型的视频运动估计时间。
[0012]在步骤I)中，自适应地改进非对称十字搜索步长和范围，如下:
[0013]根据经验值设定运动程度阈值:平缓运动阈值为Thresholdl，剧烈运动阈值为Threshold〗；则十字搜索的步长St印和范围(Wx，Wy)分别定义为:
[0014]
【权利要求】
1.一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，其特征在于，包括以下步骤:1)提出了整像素精度下的，基于UMHexagonS算法的自适应视频运动估计搜索算法，包括自适应地改进非对称十字搜索步长和范围以及自适应地改进5X5中心偏置螺旋搜索； 2)提出了分像素精度下的，基于FFPS、CBFPS算法的多矢量相关预测快速搜索算法，即根据当前最佳运动矢量的整数部分和相邻块运动矢量的整数部分具有相似性的特点，将相关特性结合，确定分像素起始运动矢量的选择，根据不同情况改进搜索范围； 3)根据步骤I)和步骤2)所得的算法，分析各种类型的视频运动估计时间。
2.根据权利要求1所述的一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，其特征在于，在步骤I)中，自适应地改进非对称十字搜索步长和范围，如下: 根据经验值设定运动程度阈值:平缓运动阈值为Thresholdl，剧烈运动阈值为Threshold〗；则十字搜索的步长St印和范围(Wx，Wy)分别定义为:
3.根据权利要求1所述的一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，其特征在于，在步骤I)中，自适应地改进5X5中心偏置螺旋搜索，如下: 由于相邻块的运动矢量有很高的空间相关性，为每一个已搜索的块设置标志，在搜索当前块时，根据相邻块的标志，决定搜索选择，包括以下三种搜索选择情况: ①5X5螺旋全搜索，当左相邻块、上相邻块、右上相邻块的标志都为I时； ②八边形和小钻石混合模板搜索，当3个相邻块中只有I个或者2个标志为I时； ③四边形搜索，当所有相邻块标志都为O时。
4.根据权利要求1所述的一种H.264运动估计编码的全面运动估计改进算法，其特征在于，在步骤2)中，包括由矢量相关性确定1/4分数像素搜索起始位置以及由单一误差平面特性确定1/2分数像素的搜索；其中， 对于由矢量相关性确定1/4分数像素搜索起始位置，由于当前最佳运动矢量的整数部分和邻近块运动矢量的整数部分具有相似性特性，所以运用当前块的运动矢量和邻近块的运动矢量的相关性，确定分数像素起始运动矢量predjw的选择，即判断最佳运动矢量整像素部分和中值预测、上层块预测、邻近块预测的运动矢量整像素部分是否相等，确定分数像素起始运动矢量，如下式所示:
【文档编号】H04N19/523GK103957420SQ201410182288
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】缪云彬, 陈泽琳, 姜莎莎 申请人:华南理工大学