H.264 可選擇性多幅參考畫面移動估測
之研究與探討

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崔致中(Chih-Chung Tsui) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

H.264 可選擇性多幅參考畫面移動估測之研究與探討
(Selective Multiple Reference FrameMotion Estimation for H.264/AVC Video Coding )

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摘要(中)

H.264 是近年來備受矚目的新視訊壓縮標準，其在移動估測的地方加入了許多新的技術，比如說可變區塊模式大小、四分之一像素精確度，以及多幅參考畫面技術等等，這些新的技術造就了H.264 有更強大的壓縮率以及效能，不過也因此增加了龐大的運算複雜度。有鑑於此，本篇論文提出了『可選擇性多幅參考畫面移動估測演算法』，簡稱SMRFME，我們利用理論推導證明來探討畫面的穩定特性，並以參考畫面的消費成本比較來判斷目前區塊是否需要繼續參考下一張畫面，此外參考第一張畫面結束時便已經有機制判定是否需要繼續參考其他畫面。
另外我們還提出了兩個提前結束參考畫面移動估測的方法，並將其加入SMRFME 中，使運算複雜度可以降得更低。最後提出的『可選擇性多幅參考畫面移動估測演算法』和AFMFSA 演算法[15]做一個比較，結果證明在各方面本論文的演算法都勝過AFMFSA 許多。由此可知本論文提出的演算法在節省時間表現傑出，且保持一定水準的畫面品質與效能。

摘要(英)

H.264/AVC features many advanced techniques in motion estimation, such as multiple reference frames, variable block sizes, and quarter pixel resolution. These new features result in significant improvement in coding performance, but with extremely high computational complexity. To improve computation efficiency, we suggest a selective multiple reference frames motion estimation
(SMRFME). We use the stationary property to check whether a mode or a block is necessary to perform motion estimation on next reference frame. Additionally, in the proposed SMRFME the cost function referred to the nearest frame is used to skip unnecessary motion estimation on other reference frames. Two early stop criteria are employed to further lessen the computation cost. Finally, our performance comparison is also made with the AFMFSA
algorithm [15], and the experiment results demonstrate that the SMRFME outperforms the distinct algorithm in all aspects.

關鍵字(中)

★ H.264
★ 多幅參考畫面
★ 可變區塊大小
★ 四分之一像素精確度
★ 全域穩態
★ 提前結束

關鍵字(英)

★ early termination
★ global stationary
★ quarter pixel resolution
★ variable block size
★ multi-reference frame
★ H.264

論文目次

第一章緒論
1.1 簡介 1
1.2 動機與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章多幅參考畫面之特性與探討
2.1 移動估測之回顧 5
2.1.1 可變式區塊大小移動估測 5
2.1.2 非整數點移動向量 7
2.1.3 多幅參考畫面 8
2.2 多幅參考畫面間相關性與失真函數之探討 9
2.2.1 探討多幅參考畫面之間的相關性 10
2.2.2 多幅參考畫面間的相關性對於碼率失真函數的關係 13
2.3 根據理論證明與數據分析所得出的結論 20
II
第三章建立於全域穩態特性上之快速演算法
3.1 成本比較演算法概念 23
3.2 非穩態的偵測與改進 27
3.2.1 周圍鄰近區塊的最佳參考畫面資訊 28
3.2.2 周圍鄰近區塊與目前區塊的移動向量之關係 30
3.2.3 實驗結果與結論 33
3.3 多幅參考畫面之候選模式演算法 40
3.3.1 消費成本的遞減現象之研究與探討 40
3.3.2 各種畫面間模式之第一張參考畫面消費成本之比較 45
3.3.3 效能與結論 49
3.4 綜合演算法之效能與分析 51
第四章提前結束參考畫面以及結論 55
4.1 全零區塊演算法 56
4.1.1 演算法的流程與實現 58
4.2.2 全零區塊演算法的效能與結論 60
4.2 最佳參考畫面資訊演算法 60
4.2.1 演算法的流程與實現 61
4.2.2 最佳參考畫面資訊演算法的效能與結論 64
4.3 可選擇性多幅參考畫面移動估測演算法與結論 65
III
第五章未來展望和結論 75
參考文獻 76

參考文獻

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指導教授

林銀議(Yinyi Lin)

審核日期

2009-7-7

推文