用于視頻編碼的改進的逐次消除算法
　與以往的各種視頻編碼標準相比,H. 264 視頻編碼標準在編碼效率上獲得了相當大的提高。但這是以提高編碼的計算復雜度為代價的,其中運動估計的計算復雜度最大。提出一種適用于全搜索的改進的逐次消除算法,它能夠有效地消除運動估計過程中的無效搜索點,加快運動估計的速度。試驗結果表明:無效搜索點的消除率最大能夠達到
98 % ,而率失真性能無損失。
關鍵詞: 　視頻編碼; 　H. 264 ; 　運動估計
H. 264 是目前最新的國際視頻編碼標準,它在繼承現(xiàn)有視頻壓縮標準MPEG21 、MPEG22 、MPEG24 、
H. 261 、H. 263 中運動預測技術的同時,又采用了多參考幀、可變塊尺寸的運動補償?shù)燃夹g。這些新技術的使用在有效提高編碼效率的同時,也使運動估計模塊的計算復雜度隨之成倍增加,極大地增加了編碼器的計算復雜度。從H. 264 標準的制定開始,國內(nèi)外許多學者針對H. 264 標準中運動估計的新特點進行了研究,其中有Xu J ianfen 等人[1 ]提出基于UMHexagonS 的快速運動估計算法; Tourapis 等[2 ]提出Ext EPZS 和雙模式搜索算法。這些算法相對于全搜索算法而言,減少了運動估計過程中需要搜索的匹配點數(shù),以犧牲重建圖像質量和增加編碼碼率來換取計算復雜度的降低。全搜索算法雖然計算復雜大,但它適合于硬件實現(xiàn),而且能夠得到最優(yōu)的運動矢量和最佳的運動預測。因此,在需要降低編碼碼率和保持圖像質量時,有必要對如何加速全搜索算法的速度做進一步的研究。
　改進的逐次消除算法
在運動估計算法中,為了判斷當前搜索點是否可能成為最佳匹配點(把可能成為最佳匹配點的搜索點稱為有效搜索點,否則稱為無效搜索點) ,通常采用絕對值誤差和函數(shù)SAD 作為匹配準則[3 ] 。逐次消除算法
SEA[4 ]不直接對SAD 函數(shù)進行計算,利用不等式性質,采用當前運動補償塊和匹配塊像素累加和差的絕對值作為匹配準則,消除搜索過程中的無效搜索點,節(jié)省了匹配準則的計算量,加快了運動估計速度。在SEA 算法中,其實質是對預測殘差進行累加。當殘差的符號分布相差較小時,其匹配準則函數(shù)值遠小于SAD 函數(shù)值,因此不能有效地消除無效搜索點,造成額外的SAD 函數(shù)的計算量。新的逐次消除算法NFSEA[5 ]提高了SEA 算法的性能,它不是在整個運動補償塊上對預測殘差進行累加,而把它分成8 ×8 大小的子塊,然后把每個子塊預測殘差和的絕對值進行累加。