一種基于塊匹配的自適應快速運動估計計算法

摘 要：塊匹配運動估計算法是實時視頻編解碼技術的研究重點。為降低視頻編碼中運動估計的計算復雜度，考慮到現實序列運動矢量的分布存在方向性，文章提出了基于塊匹配的自適應快速運動估計算法。該算法在運動估計的初始階段，利用相鄰宏塊間的空間相關性來預測初始搜索點的位置，使搜索起點更接近理想的最優匹配點；在搜索過程中引入具有方向特征的非對稱十字形搜索模型，加快了搜索速度。實驗結果表明該算法具有很好的性能。

關鍵詞：運動估計；非對稱十字形算法；中心偏置；塊匹配

0 引言

降低幀間的冗余是視頻數據壓縮的關鍵，而實現這一步的重要環節是運動估計和運動補償。運動估計的目的在于降低視頻數據的時間冗余。塊匹配算法(BMA)是成功應用于視頻壓縮的運動估計方法之一，它已成為視頻編碼與標準(如ITU-T H.261、H.263、MPEG-1、2、4)中不可缺少的部分。目前，能夠很好地降低幀間冗余的算法是全搜索塊匹配算法，但是該算法由于巨大的計算量而很難滿足實時應用要求。后來出現了許多快速塊匹配算法，如：二維對數法(TDL)、三步搜索法(3SS)、新三步搜索法(N3SS)、四步法(4SS)、基于塊的梯度下降搜索法(BBGDS)、菱形搜索法(DS)以及六邊形搜索算法(HEXBS)等，這些算法或是搜索步長過長或是模型單一，易使搜索陷入局部最小。

最近出現了一種“非對稱十字形搜索(UDCS)”算法，該算法考慮圖像序列的中心偏置特性，在搜索的初始階段采用大、小十字搜索模型。……