基于离散粒子群优化算法的块匹配运动估计

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1、第34卷第9期合肥工业大学学报(自然科学版)V01．34No．112011年11月JOURNAIOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOIOGYNOV．2011Doi：10．3969／j．issn．1003—5060．2011．11．014基于离散粒子群优化算法的块匹配运动估计蒋建国。，牛励诚，齐美彬(1．合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009；2．合肥工业大学安全关键工业测控技术教育部工程研究中心，安徽合肥230009)摘要：文章提出了一种基于离散粒子群优化算法的块匹配运动估计算法。该算法将块匹配运动估计的局域性搜索与离

2、散粒子群算法的全局性搜索结合起来，并针对运动矢量的特点，采用了Gray码编码、运动矢量预测以及有效的迭代提前终止准则等策略，克服了以往快速搜索算法容易落入局部最优的问题，在获得与全搜索算法相近的搜索精度的同时，降低了平均搜索点数。实验结果表明，对于运动复杂度较高的序列，该算法仍能保持较好的性能。关键词：运动估计；块匹配算法；离散粒子群优化算法；运动矢量中图分类号：TN919．81文献标识码：A文章编号：1003—5060(2011)11-1661—05Blockmatchingalgorithmbasedondiscreteparticlesw

3、armoptimizationformotionestimationJIANGJian-guo，NIULi—cheng，Q1Mei—bin’(1．ShoolofComputerandInformation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．EngineeringResearchCenterofSafetyCriticalIndustrialMeasurementandControlTechnologyofMinistryofEducation，HefeiUniversityofTec

4、hnology，Hefei230009，Chi—na)Abstract：Inthispaper，ablockmatchingalgorithm(BMA)basedondiscreteparticleswarmoptimization(DP—SO)isproposedformotionestimation．ByintegratingthelocalsearchingofBMAwiththeglobalsearchingofDPSOandusingstrategieslikeGrayencoding，motionvectorpredictionan

5、deffectiveearlyterminationcriteriaofiterationaccordingtothefeatures0fmotionvector。theproposedalgorithmovercomestheshortcomingOfbeingliabletoloca1optimumfromwhichtraditionalalgorithmsoftensufere&Thesimulationresultsshowthattheproposedalgorithmobtainsalmostthesameaccuracyasful

6、lsearchalgorithmwithfewersearchpointsandperformswellintreatingvideosequenceswithhighmotioncomplexity．Keywords：motionestimation；blockmatchingalgorithm(BMA)；discreteparticleswarmoptimization(DPSO)；motionvector，运动估计是视频压缩技术的一个重要部分，在位，在已编码参考帧的一定范围搜索区域内，根据整个视频压缩过程中，运动估计大约占到总运算量一定的

7、匹配准则寻找当前宏块的最佳匹配宏块，的6O～90，于是寻找一种快速、高效的运动估仅对两者之间的残差和运动矢量进行编码，从而计算法一直是视频编码领域的一个研究热点。消除图像帧间冗余度。全搜索算法(FS)能够获块匹配算法(BMA)[13是目前应用最广的一得全局最优解，但其运算量太大，难以实用。为种运动估计算法，其基本思想是以图像宏块为单此，许多次优解快速搜索算法先后被提出，如三步收稿日期：2010—12—27；修回日期：2011—03—23基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20060359004)；国家科技部中小企业创新基金资助项目

8、(09Cz62134O1392)作者简介：蒋建国(1955一)，男，安徽宁国人，合肥工业大学教授，博士生导师；齐美彬(1969一)，男，安徽东至人，博