AVS视频压缩运动估计算法研究

作     者：陈辉 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田忠

授予年度：2010年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：新菱形搜索算法 C -均值聚类 模式划分 全局运动估计 摄像机参数模型 

摘      要：AVS (Advanced Video Standard)是我国自主研发的视频压缩标准。该标准是中国自主知识产权的编码标准,有着适用于我国数字电视的更高编码效率和编码性能。由于视频序列在相邻的两帧图像之间存在着时间上的冗余,因此通过运动估计对视频进行压缩是可能的。对AVS视频压缩运动估计部分进行研究,有着重大的理论和现实意义。 本文主要从三个方面创新性地对AVS视频压缩运动估计算法进行了研究和设计。本文的工作和创新有: 1、由于视频序列的运动矢量的特点是在水平和垂直方向上的概率分布比在相同半径的其它地方要大,在菱形搜索算法的基础上引入了“十字型分布的4个点构成的搜索点群,构成了新菱形搜索算法。实验结果表明新菱形搜索算法即克服了传统的三步搜索算法陷入局部最优的缺陷,而且能够有效的降低残差矩阵的能量,提高峰值信噪比。 2、本文根据运动图像的特性,将变化缓慢部分的宏块与变化剧烈部分的宏块通过C -聚类算法分割开来,再运用率失真代价函数的计算方法计算细节部分的每个宏块划分模式的代价函数,作出宏块模式的判决,从而消除了对整个视频帧中的每个宏块进行模式判决过程,降低了运算量和复杂度,提高了运算时间,对宏块划分模式的判决算法进行了相应的优化。 3、由于视频序列存在着摄像机的运动形成背景运动,因此通过全局运动估计对摄像机的参数进行估计,将该参数通过编码形成码流放到信道上,在解码端,根据摄像机的参数模型,通过解码能够求出背景部分的运动矢量。本文通过正确选择摄像机六参数模型,从而反解摄像机参数模型得到摄像机的六个参数。并通过最小二乘法将位于前景范围的像素点去除,最终得到了摄像机的六个参数。 在文章的最后,总结了全文的工作,并对未来的研究工作进行了展望。