视频编码中基于模板块匹配的运动估计快速算法研究

作     者：贾洪骏 

作者单位：清华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张利

授予年度：2004年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：搜索模板 块匹配 运动估计快速算法 偏向性模型 视频编码 

摘      要：基于模板块匹配的运动估计快速算法一直以来都被各个视频编码国际标准采纳为帧间编码的主要技术,也一直都是相关领域的研究热点,而且近年来不断有优秀的算法出现。但是运动预测模块在整个视频编码过程中仍然是最为耗时的过程,同时占用了巨大的系统资源。通过这几年的各国学者的不懈努力,这类算法的性能已经通过多种途径得到了很大提升,但是尚不能令人满意。能否找到新的突破点成为了这类算法能否取得更大发展的关键。 本文提出了依据提升搜索速度的途径对运动估计快速算法进行分类的方法,并对基于模板块匹配的运动估计快速算法进行深入的研究。在全面总结和分析现有同类快速算法的基础上,得到了一个清晰的基于模板块匹配的运动估计快速算法的发展轨迹。从人们对运动向量分布现有认识和对实际数据的统计结果中归纳出了能更准确反映运动向量分布特性的偏向性模型。在模型中首次提出了运动向量的条件分布这一概念,并总结出了运动向量先验概率分布和运动向量后验概率分布这两种条件分布的特性。 根据运动向量偏向性模型的特性,设计了三个新的基于偏向性模型的搜索模板。这是在国际上首次提出的具有明显偏向性的运动搜索模板;并成功地利用这些模板实现了三个各有特点的运动估计快速算法。各种试验结果和理论分析都表明该系列算法明显优于诸多经典算法和近年来提出的著名算法,结果显示基于偏向性模型的运动搜索快速算法是更为快速有效的运动搜索算法。 本文同时对算法相关的十个问题进行了讨论,这是目前可见文献中对基于模板块匹配的运动估计快速算法最为全面和细致的讨论。