基于塊匹配的序列圖像運(yùn)動估計(jì)算法研究.pdf

1、序列圖像的運(yùn)動估計(jì)作為視頻處理和計(jì)算機(jī)視覺的關(guān)鍵技術(shù)，已在社會生產(chǎn)生活的各個方面顯示出越來越不可忽視的地位和作用，尤其在工業(yè)、商業(yè)、國防、醫(yī)學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用價值。近年來，塊匹配(Block-Matching)技術(shù)由于計(jì)算復(fù)雜度低及壓縮效率高等特點(diǎn)，被許多視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(如ISO-MPEG以及ITU-T H.26X)所采用，在理論研究和實(shí)踐應(yīng)用中得到了不斷的發(fā)展和完善，成為數(shù)字視頻技術(shù)的一個研究熱點(diǎn)。 本文在深入分

2、析、全面總結(jié)當(dāng)前塊匹配技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，針對序列圖像的塊匹配準(zhǔn)則和運(yùn)動矢量的相關(guān)性性進(jìn)行了深入的研究，提出了一種約束條件求和絕對誤差匹配準(zhǔn)則、一種基于運(yùn)動相關(guān)性的初始搜索點(diǎn)的預(yù)測方法和一種基于圖像內(nèi)容的實(shí)時自適應(yīng)塊匹配運(yùn)動估計(jì)算法。試驗(yàn)結(jié)果充分表明，在提高精度、降低計(jì)算復(fù)雜度等方面，新方法有著明顯的優(yōu)越性。 論文充分回顧了幾種經(jīng)典的運(yùn)動估計(jì)方法，其中基于塊的匹配算法，方法簡單，且估計(jì)效果較好，具有滿足系統(tǒng)實(shí)時計(jì)算的潛力。在理解塊

3、匹配問題本質(zhì)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地歸納總結(jié)了目前國內(nèi)外現(xiàn)有的塊匹配準(zhǔn)則和塊匹配算法。根據(jù)不同搜索算法所采用的搜索模板與搜索策略，分析了它們的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。 在運(yùn)動估計(jì)塊匹配準(zhǔn)則方面，本文對目前所常用的SAD準(zhǔn)則進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出了其存在的缺陷和不足。在此基礎(chǔ)上提出了一種新的高效匹配準(zhǔn)則——約束條件求和絕對誤差匹配準(zhǔn)則RCSAD，并在算法計(jì)算復(fù)雜度、解的精確度方面進(jìn)行了比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了新方法的正確性和有效性。 針對現(xiàn)

4、有的基于SAD值的起點(diǎn)預(yù)測方法運(yùn)算量大的缺點(diǎn)，通過研究相鄰塊之間和相鄰幀之間運(yùn)動矢量的相關(guān)性，提出了一種運(yùn)基于運(yùn)動矢量相關(guān)性的初始搜索點(diǎn)的預(yù)測方法。該方法有效地增大了初始搜索點(diǎn)接近真實(shí)匹配點(diǎn)的概率。 針對現(xiàn)有搜索模板與搜索策略對不同運(yùn)動塊進(jìn)行估計(jì)時所造成的運(yùn)算冗余，本文提出了一種基于圖像內(nèi)容的實(shí)時自適應(yīng)塊匹配運(yùn)動估計(jì)算法FMEABC，該算法不僅能夠自適應(yīng)的預(yù)測初始搜索點(diǎn)，并且基于圖像內(nèi)容采用不同的菱形搜索模式，同時采用了高效的提