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AVS-M快速运动搜索算法的研究

作　者: 高国鲁
导　师: 唐慧明
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 视频编码 AVS-M 运动估计运动补偿块匹配准则
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

最近十年来,视频编码技术在数字电视,高清电视,视频会议和多媒体通信等很多领域有非常关键的作用。由中国音视频编码标准工作组开发的AVS-M视频编码标准在压缩效率和编码复杂度之间提供很好的平衡,它引入了一系列先进的视频编码技术因而具有更高的压缩效率,并且提升了差错恢复能力和网络适应性。对AVS-M视频压缩标准的研究在很多领域都有很重要的作用。论文主要研究基于AVS-M框架的编码算法的实现和优化,包括运动估计和快速块匹配算法。首先介绍了视频编码的主要原理和AVS-M标准的主要技术特征;然后对通常使用的运动估计的快速搜索技术进行了分析研究,从而提出了改进方法,这些改进算法包括: (1)阈值自适应的提前退出算法:当运动搜索的代价函数小于某一阈值的时候,可以认为已经找到了当前块的最佳匹配块,退出运动搜索。而这一阈值是根据图像的不同自适应变化的。 (2)匹配准则简化算法:对块匹配准则进行了简化。 (3)搜索算法自适应的快速搜索算法:由于图像的运动剧烈程度不同,根据已经编码的图像信息自适应调整当前编码帧或宏块的运动搜索的范围; 仿真结果证明,与原有的快速搜索算法比较,本文提出的算法对运动剧烈程度不同的图像序列性能均有较大程度的改进。在没有降低图像质量的情况下,运算复杂度大大降低。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-4
目录  4-6
第一章绪论  6-11
  1.1 课题背景  6-7
  1.2 视频编码研究的现状  7-8
  1.3 有待解决的问题  8-9
  1.4 本文的主要工作及内容安排  9-11
第二章视频压缩编码技术  11-18
  2.1 视频压缩编码技术  11-13
    2.1.1 熵编码  11-12
    2.1.2 预测编码  12
    2.1.3 变换编码  12
    2.1.4 其他编码方法  12-13
  2.2 视频编码标准  13-18
    2.2.1 H.26x系列  14-15
    2.2.2 MPEG系列  15-16
    2.2.3 AVS系列[2，3]  16-17
    2.2.4 视频编码标准技术比较  17-18
第三章 AVS-M编码技术  18-28
  3.1 引言  18
  3.2 AVS-M视频编码框架  18-20
  3.3 AVS-M主要技术  20-23
    3.3.1 帧内预测  20
    3.3.2 帧间预测  20-21
    3.3.3 变换和量化  21-22
    3.3.4 熵编码  22
    3.3.5 去块滤波  22-23
  3.4 AVS-M的性能和复杂度分析  23-24
  3.5 AVS-M算法流程  24-28
    3.5.1 I帧编码  24-25
    3.5.2 P帧编码  25-26
    3.5.3 运动搜索过程  26
    3.5.4 编码器运算复杂度分析  26-28
第四章阈值自适应的提前退出算法  28-40
  4.1 引言  28-30
    4.1.1 初始搜索点的选择  28-29
    4.1.2 减少检测点的数目  29
    4.1.3 块匹配准则的选择  29
    4.1.4 搜索模式的简化  29-30
  4.2 UMHexagonS算法  30-34
    4.2.1 运动矢量预测  30-32
    4.2.2 非对称十字型搜索  32-33
    4.2.3 多层六边形搜索  33
    4.2.4 扩展的细化搜索  33-34
  4.3 阈值固定的提前退出算法  34-35
    4.3.1 零运动矢量检测  34
    4.3.2 最佳运动矢量检测  34-35
    4.3.3 全零块检测  35
  4.4 阈值自适应的提前退出算法  35-40
    4.4.1 SAD的预测  36
    4.4.2 阈值的选取  36-37
    4.4.3 算法描述  37
    4.4.4 算法仿真结果  37-39
    4.4.5 算法小结  39-40
第五章基于简单匹配准则的快速搜索算法  40-46
  5.1 引言  40-41
  5.2 基于简单匹配准则的快速搜索算法  41-44
    5.2.1 一维投影  41-42
    5.2.2 算法描述  42
    5.2.3 算法仿真结果  42-44
    5.2.4 结论  44
  5.3 算法的改进方向  44-45
  5.4 与其它算法结合使用  45-46
第六章搜索范围自适应的快速搜索算法  46-53
  6.1 引言  46-47
  6.2 帧级的自适应范围搜索算法  47-49
    6.2.1 算法描述  47-48
    6.2.2 算法仿真结果  48-49
    6.2.3 结论  49
  6.3 宏块级的自适应范围搜索算法  49-52
    6.3.1 算法描述  49-50
    6.3.2 算法仿真结果  50-51
    6.3.3 结论  51-52
  6.4 算法小结  52-53
第七章总结与展望  53-58
  7.1 快速运动搜索算法总结  53-55
    7.1.1 综合仿真  53-54
    7.1.2.优化后模块时间占用比例  54-55
  7.2 本文总结  55-56
  7.3 下一步的工作  56-58
参考文献  58-62
致谢  62

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