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运动估计算法简述标签：搜索运动估计预测矢量算法分类：探索H.2642007-02-03 13:59马上要做运动估计算法，重点整理了一下这方面的内容。
帧间预测编码可以简单地分为单向预测、双向预测、多帧预测。
而H.264标准采用了多帧预测，参考帧可达5—15帧。
运动补偿采用较多的有运动矢量估计[重叠块运动补偿(OBMC)]、全局运动估计、基于象素点的运动估计、基于区域的运动估计、基于网格的运动估计。
1.单向预测原理：将重建帧和参考帧送运动参数估值器(ME)比较得到运动矢量，再将运动矢量和重建帧送到运动补偿预测器中，得预测帧Ft^(x,y)。
Ft^(x,y)=Ft(x+i,y+j) 其中(i,j)即MV2.基于块匹配算法的运动矢量估计简单地说就是以块为单位分配运动矢量。
在前一帧搜索区(M+2Wx,M+2Wy)内找到与当前帧块相匹配的块，位移d(i,j)即为运动矢量。
常用的块匹配准则有：均方误差(MSE)最小准则，绝对误差均值(MAD)最小准则、NCCF准则。
搜索方法：a.穷尽搜索计算(2Wx+1)×(2Wy+1)个MAD值，全局最优，计算量大。
b.快速搜索(1)分层的和多分辨率的快速块匹配方法(2)基于连续消除的快速块匹配方法(3)固定搜索模式的快速块匹配方法(e.g.三步搜索法)(4)基于时空相关性和视觉特性的快速块匹配方法3.重叠块运动补偿(OBMC)为解决方块效应特别是运动矢量估计不准确或物体运动不是简单的平移运动以及一个块中有多个不同物体运动时的问题，采用OBMC方法，即一个像素的预测不仅基于其所属块的MV估计，还基于相邻块的MV估计。
4.运动估计•运动表示法：(1)基于块的运动表示法帧间宏块分割区域大小的选择：大分区，表征MV的选择和区分割类型的比特数较少，但运动压缩的冗余度较高，运动补偿残差在多细节区域能量很高。
小分区，运动补偿残差能量较低，但需要较多的表征MV的选择和区分割类型的比特数，运动压缩的冗余度较低。
宁波大学学报（理工版）首届中国高校优秀科技期刊奖JOURNAL OF NINGBO UNIVERSITY ( NSEE ) 浙江省优秀科技期刊一等奖一种快速运动矢量场搜索的块匹配运动估计算法摘要: 运动估计作为实时视频编解码中最重要最耗时的部分，大量的研究都是通过减少搜索点数来降低计算量。
而块匹配算法以其简单、高效，便于硬件实现等优点被使用到运动估计中。
针对这一特点，提出一种基于块匹配的快速运动矢量场搜索算法（FMVS）。
FMVS算法通过将视频序列时间相关性与空间相关性相结合，提出的一种新算法。
该算法包括以下五部分：预测搜索起点、动态阈值进行静止块判断、方向性类型判定、运动类型判定及混合模板运用。
对视频标准测试序列的实验结果表明,该算法较MVFAST算法,搜索点数降低30%-50%，对于运动复杂的视频序列峰值信噪比提高0.21dB。
关键词: 运动估计；块匹配算法；运动矢量场；（矢量场自适应搜索）MVFAST；峰值信噪比中图分类号: TP393 文献标识码: A 文章编号:对于视频序列图像，由于相连帧之间存在很大的时间相关性，通过减少时间冗余，可以提高视频编码的效率。
而基于块匹配算法以其简单、高效，便于硬件实现等优点，已经被许多视频编码标准所采纳。
运动估计算法占整个编码器的60%~80%的运算量，很大程度决定编码器的效率。
在块匹配运动估计算法中，全搜索算法精度最高，但是运算量也最大大。
为了解决运算量大，产生了很多快速搜索算法。
一类是快速算法是按照某种搜索策略只对搜索窗口的相关参考点进行计算；如一些经典算法3步法[1]，菱形搜索算法[2]，六边形搜索算法[3]。
菱形搜索算法，六边形搜索算法为了避免局部最优，采用大的搜索模板，但带来了搜索点数的大量增加；而小菱形搜索算法采用小菱形减少搜索点数，但是带来局部最优的问题。
另一类快速搜索算法是利用运动矢量相关性来预测当前运动矢量。
此类算法考虑时域或空域相关预测当前搜索起点，性能优于前一种。
一种有效的自适应运动估计搜索算法
石敏;易清明
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2008(28)6
【摘要】提出了一种新的基于运动矢量场、方向自适应和半像素搜索的快速搜索算法(M-DAHS).该算法根据图像序列运动矢量场的中心偏置性和时空相关性进行预判,对静止块设定阈值直接终止搜索;非静止块根据运动类型自适应选择搜索起始点和搜索策略.搜索模板具有很强的方向自适应性,对于小运动块采用菱形-线性搜索,其他块使用六边形-菱形搜索算法.整像素搜索完毕后,再以十字优先原则进行半像素搜索.实验结果表明,该算法性能优越,搜索速度快,搜索精度高,且搜索精度可以非常接近全搜索算法.
【总页数】3页(P1504-1506)
【作者】石敏;易清明
【作者单位】暨南大学,信息科学技术学院,广州,510632;暨南大学,信息科学技术学院,广州,510632
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.一种自适应的六边形-方形运动估计搜索算法 [J], 刘彦辉;贾俊玲;张颜艳
2.H.264块运动估计自适应快速搜索算法研究 [J], 张小红;张东波
3.一种适于实时应用的快速有效的自适应运动估计算法 [J], 董海燕;张其善
4.一种基于块分类的自适应运动估计搜索算法 [J], 冯文江;向宫
5.一种基于块分类的自适应运动估计搜索算法 [J], 冯文江;向宫
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基于运动矢量方向的快速运动估计算法张斌;乔志伟;郝勇智【摘要】以视频编码标准 H.264采用的运动估计算法UM HexagonS为基础，提出一个快速整像素运动估计算法，改进压缩编码性能。
将UM HexagonS算法中各搜索模板划分为8个子模板，将六边形搜索模板替换为八边形，根据当前最佳运动矢量方向，决定将要搜索的子模板。
实验结果表明，和 UM HexagonS算法相比，该算法在保证良好的率失真性能的情况下，运动估计时间平均节省25.919％。
%On the basis of the UMHexagonS algorithm used in H.264 ,a fast algorithm of integer pixel motion estimation was proposed to improve the video encoding performance .Each search pattern of the UM HexagonS algorithm was divided into 8 sub patterns ,at the same time the hexagon search pattern was replaced with the octagon one .According to the direction of the cur‐rent best motion vector ,which one of the 8 sub patterns to be searched was determined .Experimental results show that com‐pared to the UMHexagonS algorithm ,the propose d algorithm can save the ME time by 25.919% while the rate‐distortion per‐formance is not compromised .【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P705-708)【关键词】视频编码;H.264/AVC;运动估计;UM HexagonS;运动矢量【作者】张斌;乔志伟;郝勇智【作者单位】中北大学计算机与控制工程学院，山西太原030051;中北大学计算机与控制工程学院，山西太原030051;中北大学计算机与控制工程学院，山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TN911;TP37在视频编码中，运动估计是整个编码过程中时间开销最大的部分。
