视频处理与编码中的运动估计技术

第一章 引言 1

1.1 视频压缩系统的结构 1

1.2 本书的结构和所涉及的领域 3

第二章 块运动估计算法 5

2.1 块运动估计过程和全搜索算法 5

2.2 快速运动估计算法 7

2.2.1 多步搜索算法 7

2.2.2 穷尽搜索算法 12

2.3 性能比较 12

2.3.1 计算复杂度 12

2.3.2 码率-失真度性能 14

2.4 小结 16

第三章 跳过静止宏块中的搜索过程的快速运动估计方法3.1 所提出的方法 17

3.2 检测静止宏块的准则 20

3.3 自适应阈值 21

3.4 仿真结果 22

3.5 小结 35

第四章 基于矢量的快速运动估计算法4.1 基于矢量的快速运动估计算法 36

4.1.1 部分和的形成 37

4.1.2 MAD的下界 39

4.1.3 计算部分和的快速算法 41

4.1.4 算法 44

4.2 所提出算法在SIMD结构下的实现 46

4.3 所提出算法的计算复杂度 47

4.3.1 对一个l（0≤l≤5）级别MADl（？）的计算复杂度 47

4.3.2 计算帧部分和的计算复杂度 48

4.3.3 所提出算法的计算复杂度 49

4.3.4 理论上的加速 49

4.3.5 实际的加速 50

4.4 仿真结果 50

4.5 小结 53

第五章 SIMD框架下的基于8比特部分和的快速运动估计算法5.1 运动估计的原理和8比特部分和的引入 54

5.2 基于16个亮度值的8比特部分和 56

5.3 多层次8比特的部分和 60

5.3.1 多层次8比特部分和 60

5.3.2 SADl（？）的上界 62

5.3.3 利用多层次8比特部分和的方法 64

5.3.4 利用多层次8比特部分和的最优方法 65

5.3.5 SIMD下计算SADl（？）的实现 67

5.4 计算复杂度的分析 67

5.4.1 任一运动估计算法的计算复杂度 67

5.4.2 采用所提出方法的任一运动估计算法的计算复杂度 68

5.4.3 理论上采用方法5.2所带来的运动估计过程的加速 70

5.4.4 实际上采用方法5.2所带来的运动估计过程的加速 70

5.5 仿真结果 71

5.6 小结 75

第六章 基于多八边形搜索的快速运动估计算法6.1 问题的背景 76

6.2 UMHexagonS算法回顾 77

6.2.1 初始预测 77

6.2.2 非对称十字形搜索 78

6.2.3 5×5区域的全搜索 78

6.2.4 多六边形网格搜索 78

6.2.5 扩展的六边形搜索 78

6.3 本书所提出的算法 79

6.3.1 初始预测的改进 79

6.3.2 对5×5全搜索的改进 80

6.3.3 多八边形网格搜索 81

6.4 仿真结果 82

6.5 小结 84

第七章 基于多模板的快速运动估计7.1 问题的背景 85

7.2 所提出的基于多模板搜索的快速运动估计 86

7.2.1 准静止块判定准则 86

7.2.2 搜索起点的预测 86

7.2.3 多模板自适应搜索 87

7.2.4 算法描述 88

7.3 仿真结果 90

7.4 小结 92

第八章 在H.264标准中的快速运动估计模式确定算法8.1 提出算法的过程 93

8.1.1 运动估计模式的预测 93

8.1.2 运动估计模式搜索过程的终止判别 94

8.1.3 SKIP模式的选择 94

8.1.4 快速运动估计模式选择算法 94

8.2 仿真结果 95

8.3 小结 97

第九章 结论和研究展望 98

9.1 结论 98

9.2 研究展望 100

与本书相关所发表的论文 101

参考文献 102

附录A 块运动估计算法 112

A.1 全搜索算法（FSA） 112

A.2 二维对数搜索算法（2DLSA） 113

A.3 正交搜索算法（OSA） 113

A.4 一次一方向搜索算法（OATSA） 114

A.5 共轭梯度方向搜索算法（CDSA） 115

A.6 三步搜索算法（3SSA） 115

A.7 四步搜索算法（4SSA） 116

A.8 无约束中心偏置钻石搜索算法（UDSA） 117

A.9 预测搜索区域算法（PSAA） 117

A.10 基于块的梯度下降搜索算法（BGDSA） 118

A.11 选择性淘汰算法（SEA） 118

附录B 块运动估计算法的计算复杂度B.1 全搜索算法和多步搜索算法的计算复杂度 120

B.2 选择性淘汰算法的计算复杂度 122