基于H.264/AVC的自适应运动估计算法研究

摘要

随着多媒体和网络通信技术的发展，视频通信的应用范围也越来越广泛。H.264/AVC新一代视频编码标准就是为视频编码和传输而提出的，H.264/AVC采用了新的技术具有大量的亮点，它不仅有很高的编码效率，而且满足低编码率和高图像质量的要求。这些新技术和亮点使得H.264/AVC相比它之前的各种编码标准有了更优越的编码性能和更高的编码效率，但是，这些是以增加运算的复杂度为代价换来的。运动估计是H.264视频编码中的重要环节，其在H.264/AVC视频编码中占了80％还多的时间，因此优化运动估计的算法，降低运动估计的复杂度，使运动估计更高效、快速、健壮就是本文研究的目的。
　　本文首先介绍了运动估计发展的现状、H.264/AVC的特点、相关的技术及性能分析，其次介绍了运动估计的基本思想及其理论基础，并介绍了几种典型的运动估计算法，最后对JM10.1平台中运动估计的部分进行了添加了自适应性，经过分析视频后为视频自适应的选出最优的运动估计算法。对JM10.1平台中运动估计的部分进行添加了自适应性是本文的重点。本文还根据文献[8]提出的优化理论做了如下一些工作:对JM10.1平台中的原UMHexagons算法进行了如下优化，用动态性的搜索窗口、改进大六边形搜索模式及小钻石搜索模式。优化后的算法称为IUMHexagons，将其用代码实现，并进一步将其在JM平台中进行实验。实验得出，优化后的IUMHexagons算法对运动剧烈复杂的效果比较好，但对运动不剧烈不复杂的并不是最好的。
　　为了让JM10.1平台为视频序列自适应的选择出最优的运动估计算法，本文在运动估计部分添加自适应性，这是本文的创新之处。实验表明:改进后的运动估计能节省运动估计时间，降低了算法的复杂度，并使JM10.1能自适应性地进行运动估计，优化后编码的效率和健壮性都有比较大的提高。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与研究意义

1.2 运动估计的发展现状

1.3 本文工作及结构安排

第二章 H.264/AVC 视频编码技术及性能分析

2.1 H.264/AVC 编码技术的特性及发展史

2.2 H.264/AVC 编解码的基本原理

2.3 H.264 的相关技术及应用

2.4 本章小结

第三章 H.264/AVC 中的运动估计

3.1 运动估计的基本理论

3.2 运动估计的发展现状

3.3 运动估计算法简要介绍

第四章 H.264/AVC 中 UMHexagons 算法及其改进

4.1 H.264 中的 UMHexagons 算法简介

4.2 UMHexagons 算法优化

4.3 实验结果与分析

第五章 运动估计的自适应性

5.1 算法的自适应性

5.2 本文的运动估计算法思想

5.3 运动估计自适应实验结果

第六章 总结与展望

致 谢

参考文献