基于菱形搜索的改进的运动估计算法研究

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1、第8第期计算机技术与发展V01．18No．112008年11月COMPUFERTEa闭10GYANDDEVELOPMENTNov．2008基于菱形搜索的改进的运动估计算法研究李淳，马力妮(北京机械工业学院计算机及自动化系，北京100085)摘要：寻找到最优的运动估计算法以提高图像编码效率，一直是图像编解码技术中研究的重点。在分析菱形算法优点和不足的基础上，介绍了改进算法中具有代表性的对大模板作出修改的六边形运动估计算法和基于运动向量预测的高级菱形搜索算法，并通过实验结果对其各自的优点与缺陷进行了具体分析。．关键词：运动估计；块匹配；六边形搜索；高级菱形搜索中图分类号：删1．6文献标

2、识码：A文章编号：1673—629x(20o8)11—0117—03AStudyofImprovedMotionEstimationAlgorithmsBasedonDiamondSearchLIChun，MALi—ni(~．pa_rtrnentofComputerandAutomation，BeijingInstituteofMachinery，Beijing100085，China)Abstract：Findingthebestmotionestimationalgorithmtoimprovetheimageencodingefficencyisthekeytechnolog

3、ystudiedintheim,ageencodingtechnologyfield．Onabasisofdiamondsearch，introducesHEXBSthatmodifiesthehrgetemplatandADSbasedonpredictionvectors，andanalyzesadvantagesands}-Drto。mjngsoftheirownthroughexperimentsintheend．Keywords：motionestmation；blockmatching；hexa。n—basedsearch；advanceddiamondsearchO引

4、言必须在参考帧对应块周围块中进行搜索，找到和编码运动搜索估计是视频编码器的重要组成部分，它帧块匹配效果最好的块作为参考块，同时计算两者之影响到残差的大小和运动向量的准确性，从而很大地间的运动(，)作为运动向量。在编码时，将每个块影响编码的效果和码率，所以对于编码的结果的效率运动估计得到的对应块之间的残差和运动向量分别编影响很大，是编码器耗时最多的模块之一。有测试表码作为该宏块的编码结果。在块匹配法中，重点研究块明，在整个的编码过程中，运动估计与补偿所占时间大匹配准则及搜索方法。约是整个编码过程的65％IxJ。目前有三种常用的匹配准则：目前已出现了很多种类的运动估计算法，如：块匹(1

5、)最小绝对差准则(MAD)：．配法、子波变换法、神经网络法、像素匹配法等。其中，(i，J『)∑lpre(m，)一cur(块匹配法运动估计因其算法简单、便于实现等优点得n=l到广泛应用．3J。MPECA的运动估计采用的就是宏i，n+J)J(1)块内的块匹配算法。式中i，J『为视差矢量，pre和cur分别为当前帧和参考块匹配算法的基本过程为对于需要帧间补偿编码帧的亮度值，M×N为图像的尺寸。如果在某一点(i，的宏块，以其中的每一个块为单位，到已编码成功的参-，)处MAD值达到最小，则该点就为要找的最优匹配考帧上的对应块上进行匹配。由于运动的存在，在编点。由于SAD(求和绝对差)不含乘法

6、，运算简单，通常码帧和参考帧对应块之间无法达到完全的匹配，所以用SAD替代MAD。(2)绝对误差和(sAD，SumofAbsoluteDifference)准则：收稿日期：2008—02—19SAD(i，_，)=M×N×(i，J)(2)基金项目：北京市教育科技发展计划面上项目(KM20051l2320092)如果在某一点(i，_，)处SAD值达到最小，则该点作者简介：李淳(1982一)，女，硕士研究生，研究方向为流媒体技术；马力妮，副教授。CCF会员，研究方向为流媒体技术、数字视频编就为要找的最优匹配点。码技术。(3)归一化互相关函数(NCCF，NormalizedCross·11

7、8·计算机技术与发展第l8卷CorrelationFunction)准则：DS搜索算法的搜索过程首先以搜索中心为中心，NOCF(i，．，)=。进行大菱形搜索，计算9个点如果最小MAD的点不1MN在大菱形的中心的话，将大菱形中心移到相应最小∑∑pre()一cur(+i，n+．『)MAD的点上，重复大菱形搜索，直到最小MAD的点MN．MN[∑∑pre2(，)]专[∑∑c(优+f，+_，)]位于大菱形的中心为止。然后在该中心点上切换到小刖1nl，l1月I菱形搜索，共搜索5个