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一种结合遗传算法和钻石搜索的多模式快速运动估计方法

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电子学报 2006年第10期34卷 1911-1916页

作者：郑伟刘文耀王涌天北京理工大学光电工程系天津大学精密仪器与光电子工程学院教育部光电信息重点实验室

为了解决视频编码中运动矢量搜索精度与速度的矛盾,本文提出了一种基于遗传算法(GA)和钻石搜索(DS)的多模式快速运动估计方法———MMS算法.它以图像序列的时空预测矢量作为图像活动剧烈程度的判据,自适应选择搜索模式.针对平缓运动类... 详细信息

为了解决视频编码中运动矢量搜索精度与速度的矛盾,本文提出了一种基于遗传算法(GA)和钻石搜索(DS)的多模式快速运动估计方法———MMS算法.它以图像序列的时空预测矢量作为图像活动剧烈程度的判据,自适应选择搜索模式.针对平缓运动类型使用快速的DS搜索模式,针对剧烈运动类型使用GA/DS联合搜索模式.与现有的次优解快速算法相比,MMS有效地解决了在大运动矢量情况下编码器性能下降的问题,可以从整体上提升编码器的性能,接近理想的全搜索法的结果;与其它直接利用GA进行全局优化的方法相比,MMS利用DS配合GA实现加速收敛.此外,通过引入多模式处理的概念,在保证搜索精度的同时,充分发挥了次优解算法的效率,整体编码速度与DS等快速算法的结果十分接近.这一方法为有效地解决运动估计中的矛盾问题提供了一个新的处理框架.实验结果验证了算法的性能.

关键词：视频编码运动估计遗传算法钻石搜索法多模式搜索法自适应时空相关

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一种改进后的运动向量快速搜索法

一种改进后的运动向量快速搜索法

作者：周欣电子科技大学

学位级别：硕士

MPEG-4与传统视频编码标准的最大不同在于第一次提出了基于对象的视频编码新概念。它采用开放的编码系统和新一代视频编码技术,它在视频编码发展史上第一次把编码对象从图像帧拓展到具有实际意义的任意形状视频对象,从而实现了从基于像... 详细信息

MPEG-4与传统视频编码标准的最大不同在于第一次提出了基于对象的视频编码新概念。它采用开放的编码系统和新一代视频编码技术,它在视频编码发展史上第一次把编码对象从图像帧拓展到具有实际意义的任意形状视频对象,从而实现了从基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的转变。运动向量估计在编码过程中占运算量很大的部分,比重是50%以上。因此,为了提高编码器执行速度必须首先提高运动估计算法的效率。目前用于计算运动向量的快速搜索法经常因为陷入局部最小而不能准确的计算到运动向量或者计算量过大让人不能接受,提高运动向量估计的计算速度对于实时视频压缩编码有着重要的意义,更重要的是要在保证估计精确度的前提下提高提高运动向量估计的计算速度,常见的搜索法往往不能在陷入局部最小和计算量上找到一个合适的平衡点。根据基于对象的MPEG-4视频标准,本文提出一种改进后的快速搜索法-象限归类搜索法能明显减少运动估计陷入局部最小的情况,象限归类搜索法利用了相邻帧中运动矢量和图像像素的相关性,并结合了钻石搜索法搜索次数少和三步搜索法搜索范围大的优点,通过将搜索窗口分象限搜索,使搜索结果在搜索次数和精确度上与其他快速搜索法相比,都有了一定程度上的改善。通过C语言编程实验,与钻石搜索法的搜索效果作对比。分析证明了它的正确性。最后通过实验证明,结合多种常用的简单的搜索法的优点总结出来的象限归类搜索法,与其他快速搜索法相比,在减少运动估计的计算时间和提高运动估计的准确性上都有了一定的改善。

关键词：视频编码运动估计快速搜索法钻石搜索法三步搜索法

基于TMS320DM642的通用图像处理和传输平台设计

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基于TMS320DM642的通用图像处理和传输平台设计

作者：张宾天津大学

学位级别：硕士

图像是人类能得到的最丰富的信息,图像信息的数字处理和传输又是现代数字处理的难点之一。本文设计了的基于TMS320DM642的通用图像处理和传输平台,它具有体积小、功耗低、速度快的特点。课题首先比较了基于计算机、现场可编程门列阵(FP... 详细信息

图像是人类能得到的最丰富的信息,图像信息的数字处理和传输又是现代数字处理的难点之一。本文设计了的基于TMS320DM642的通用图像处理和传输平台,它具有体积小、功耗低、速度快的特点。课题首先比较了基于计算机、现场可编程门列阵(FPGA)、数字信号处理器(DSP)三种不同的图像处理和传输平台,确定了基于TMS320DM642的方案。其次,由于数字图像编解码技术最能体现图像处理和传输平台的性能,所以选择了基于H.264图像压缩作为验证软件;在阅读大量文献和标准的基础上,对H.264图像压缩标准进行简要的说明。接下来的硬件设计,是本文的重点和难点,在进行器件选型并详细分析其功能之后,实现了电路板的设计,并且将很大的精力投入到电磁兼容和高速电路布线设计上,以保证平台的稳定可靠。完成硬件设计之后,是对H.264核心编解码算法的软件实现,本文实现了H.264的帧内和帧间算法以及基于运动补偿的改进钻石搜索法(DS)。最后,通过实验验证了软硬件,H.264图像编解码算法达到设计要求,硬件平台长期运行稳定可靠。

关键词： TMS320DM642 DSP H.264图像压缩标准运动补偿钻石搜索法

基于H.264视频图像预测编码及抗误码研究

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基于H.264视频图像预测编码及抗误码研究

作者：李小冲哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

H.264视频编码标准是由ITU-T和ISO于2003年3月联合提出的，以其良好的网络亲和性以及高效的编码效率而备受人们的关注。H.264/AVC最初的设计目标是在相同的解码质量下，其编码效率比H.263以及MPEG-4提高一倍，以更好的实现低码率环境下... 详细信息

H.264视频编码标准是由ITU-T和ISO于2003年3月联合提出的，以其良好的网络亲和性以及高效的编码效率而备受人们的关注。H.264/AVC最初的设计目标是在相同的解码质量下，其编码效率比H.263以及MPEG-4提高一倍，以更好的实现低码率环境下视频流的传输。为了更好的实现低码率环境下的视频流的传输，H.264/AVC采用了一系列新技术。先进技术的采用虽然在很大程度上提高了编解码性能，但却大大增加了模块复杂性，更是成倍增加了算法的复杂程度，这便在一定程度上限制了H.264在实时视频通信系统中的应用，而帧间搜索算法是视频编码过程中最为复杂、耗时最多的部分，故本文着重研究了视频帧间搜索算法以及简单的抗误码性研究。本文的第一部分阐述了H.264架构以及关键技术，着重阐述了其帧间预测编码。详尽地说明了H.264复杂性，从而证实了研究帧间快速搜索算法的必要性。本文第二部分重点阐述了H.264/AVC编码的帧间快速搜索算法。首先以钻石搜索法为基础，对其进行了改进，通过仿真对比，起到了预期的效果。然后再以改进的钻石搜索法为前提，提出了BMV-AES算法。该算法根据运动矢量的相关性，对视频图像中符合一定条件的宏块进行了提前终止搜索计算，采用相关宏块的运动矢量预测;对于未能提前终止搜索计算的宏块根据运动类型的不同采用不同的宏块搜索策略，对于小运动类型采用8×8大小宏块以十字搜索为搜索策略，对于大运动类型采用4×4大小宏块以改进的钻石搜索法为搜索策略。论文中将该算法与传统的单一模式改进搜索(PDSM)算法以及另一种时空相关的运动矢量场自适应搜索(MVFAST)算法进行了仿真对比，得出的结论为BMV-AES为一种搜索性能较为优秀的搜索算法。最后根据H.264抗误码特性，以丢失宏块运动矢量估计分别对MVFAST和BMV-AES算法进行了抗误码性的研究，得出的结论是BMV-ASE算法的抗误码性要略优于MVFAST算法。

关键词： H.264/AVC 钻石搜索法 BMV-AES 抗误码

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H.263视频编解码系统优化及实现

H.263视频编解码系统优化及实现

作者：郭骏西北工业大学

学位级别：硕士

本文深入讨论和研究了低比特率通信系统中视音频信号的实时处理及优化技术，并进行了软件实现。其中视频编解码遵循ITU-T H．263协议，音频编解码基于ITU-T G．723协议。视音频数据使用RTP协议进行实时传输，并采用了误码掩盖技术。文... 详细信息

本文深入讨论和研究了低比特率通信系统中视音频信号的实时处理及优化技术，并进行了软件实现。其中视频编解码遵循ITU-T H．263协议，音频编解码基于ITU-T G．723协议。视音频数据使用RTP协议进行实时传输，并采用了误码掩盖技术。文中首先对视音频信号的编解码方法进行了讨论，在对视音频压缩协议H．263和G．723进行分析和软件实现的基础上，根据编解码的特点对运动估计和DCT模块，利用MMx技术提出并实现了优化算法。并且针对块匹配运动估计给出了一种改进的钻石搜索算法代替原有的三步搜索法。实验结果证明，经算法改进和MMX技术优化的新钻石搜索法远胜于三步搜索法，大大提高了程序运行的效率，使系统达到了软件实时编解码的需要。然后研究了如何用软件的方法实现视音频数据的采集与播放，并讨论了视音频数据的同步问题。接着讨论了纠错编码，采用RS编码作为前向纠错码，提出了一种基于运动特征的自适应误码掩盖方法，并采用RTP协议进行视音频数据的实时传输及带宽控制，本文的研究成果可以直接用于远程教育、视频会议、可视电话、视频监控等各种通信系统，具有较大的研究价值及广泛的实用价值。

关键词： MMX 视频压缩钻石搜索法误码掩盖 H.263 G.723 RTP VFW

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一种新型的混合模式运动估计搜索策略

贵州大学学报（自然科学版） 2007年第6期24卷 591-596页

作者：霍炎李逸荆涛冯玉珉北京交通大学电子信息工程学院多媒体实验室北京100044 贵州大学电子科学与信息技术学院贵州贵阳550025

基于实时视频图像序列的运动矢量分布特性,本文提出了一种新型的混合模式运动估计搜索(MPS)策略。该算法根据给定的搜索距确定相应的搜索模式,使用中途停止技术快速的给出运动矢量。相比现有各种搜索算法,MPS搜索策略能够同时满足图像... 详细信息

基于实时视频图像序列的运动矢量分布特性,本文提出了一种新型的混合模式运动估计搜索(MPS)策略。该算法根据给定的搜索距确定相应的搜索模式,使用中途停止技术快速的给出运动矢量。相比现有各种搜索算法,MPS搜索策略能够同时满足图像序列中的高速运动与慢速运动的搜索。仿真试验表明,本文搜索策略不仅在搜索速度上比现有MPEG-4校验模型的DS算法更加快速,并且具有更小的运动补偿误差以及更加真实的运动矢量场。

关键词：块匹配搜索模式运动估计钻石搜索法

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一种去抖动的运动目标检测方法

哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2012年第3期28卷 295-299页

作者：卢志茂殷梦妮哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001

在视频图像序列中,经常会遇到摄像机平移、晃动等抖动现象.这些抖动现象会严重干扰对运动目标检测的效果,为了解决这个问题,实现了一种改进的钻石搜索方法的快速块运动估计方法,再经过运动补偿实现了将动态背景向静止背景下的转化,转化... 详细信息

在视频图像序列中,经常会遇到摄像机平移、晃动等抖动现象.这些抖动现象会严重干扰对运动目标检测的效果,为了解决这个问题,实现了一种改进的钻石搜索方法的快速块运动估计方法,再经过运动补偿实现了将动态背景向静止背景下的转化,转化后的图像再采用帧间差分法就可以得到运动目标.经实验证明,该方法不仅可以解决基于钻石搜索的块运动估计中存在的过搜索和欠搜索问题;而且还可以有效提高图像运动估计的精度,对运动目标进行准确的检测.

关键词：运动目标检测钻石搜索法运动补偿帧间差分法

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基于起点预测的多模板运动估计算法

重庆理工大学学报(自然科学) 2008年第8期22卷 148-150页

作者：吴明芳黄扬帆重庆科技学院重庆大学

在钻石搜索法的基础上,提出基于起点预测的自适应六边形搜索算法.该算法设计了六边形和菱形2种搜索模板,并融合了预判别零运动矢量、预测搜索起始点等技术.实验结果表明,该算法的搜索速度和精度都优于传统的快速搜索算法.

关键词：运动估计钻石搜索法起点预测

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基于CUDA的运动估计算法研究

湖南理工学院学报（自然科学版） 2012年第2期25卷 34-36页

作者：赵海国湖南理工学院数学学院湖南岳阳414006

运动估计是H.264视频编码器中复杂度最高、耗时最长的模块.本文介绍了运动估计的基本原理以及全搜索算法FS(Full Search)和钻石搜索法DS(Diamond Search)等经典的运动估计算法,并引入了基于CUDA的运动估计算法:全域消除GEA算法和基于CUD... 详细信息

运动估计是H.264视频编码器中复杂度最高、耗时最长的模块.本文介绍了运动估计的基本原理以及全搜索算法FS(Full Search)和钻石搜索法DS(Diamond Search)等经典的运动估计算法,并引入了基于CUDA的运动估计算法:全域消除GEA算法和基于CUDA的并行FS算法,有效地提高了H.264视频编解码速度.

关键词：运动估计统一计算设备架构全搜索算法钻石搜索法全域消除算法