精準預測快速區塊比對法於多幅視訊壓縮系統

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：22

、訪客IP：3.144.21.206

姓名

蕭奕弘(Yi-Hon Hsiao) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

精準預測快速區塊比對法於多幅視訊壓縮系統
(Fast Multi-frame Block Matching Motion Estimation with Precise Prediction in Video Compression System)

相關論文

★ 運用G.729與G.723.1於多點會議系統之多聲道語音混合方法	★ 寬頻網路之即時視訊品質控制系統
★ 多層漸進式零樹小波分頻音訊壓縮技術	★ 資料隱藏技術應用於 H.263 視訊編碼之錯誤偵測
★ 無線傳輸及網際網路環境下之G.729與G.723.1語音傳輸	★ 零樹小波視訊編碼之錯誤偵測與隱藏
★ 雜訊通道中視訊編碼防錯技術之研究	★ 小波及離散餘弦域上使用子區塊分類之金匙數位影像浮水印系統
★ 資料隱藏應用於零樹小波分頻壓縮系統之音訊封包遺失回復技術	★ IP網路之MPEG-4調適性視訊品質控制
★ 區塊重排於小波封包之階層式集合分割影像壓縮技術	★ 動態調整緩衝區方法應用於網路延遲之VoIP語音品質改善
★ 語音編碼G.729及MELP之資料隱藏方法	★ 金匙小波域音訊浮水印系統
★ 快速多階連續消除移動預估演算法應用於H.26L視訊編碼標準	★ 視訊封包封裝與調適性自動重送於無線區域網路之研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

移動預估在視訊壓縮編碼上一直扮演著重要的角色，其最主要的目的，是利用畫面間的相關性，來移除多餘的資料量，以達到壓縮目的。因此移動預估演算法的好壞，對整個視訊壓縮品質有極大的影響。
過去的移動向量預估僅僅考慮前一個延遲時間的畫面，而多幅移動向量預估則允許使用不同數目的參考畫面。多幅移動向量預估系統同時在編碼端及解碼端儲存之前數張的影像，能夠更有效率的對影像進行編碼。在新一代的視訊標準H.264中，允許五張的參考影像，有效的降低位元率，並提高編碼效能。然而，電腦運算量卻也同時劇烈的上升。單幅移動向量預估領域已經累積了為數可觀的研究與討論，我們從過去的論文可以知道好的初始值將可以改善快速演算法的收斂速度，獲得更好的運算效能。我們所提出的方法乃是針對多幅移動向量預估的特性，發展出更精確的向量預測，以提供更佳的初始值。此外，針對四分之一像素的模型分析，我們也加以發展適當的快速搜尋演算法。

摘要(英)

Motion estimation plays an extremely important role in the video coding. The objective of the motion estimation is to remove the temporal redundancy between video frames so that the motion compensated frames can be coded efficiently.
Multi-frame motion-compensated prediction extends the spatial displacement vector utilized in blocking-based hybrid video coding by a variable frame reference permitting the use of more frames than the previously decoded one for motion-compensated prediction. The multi-frame buffer stores frames at encoder and decoder that efficient for motion-compensated prediction. The use of multiple frames for motion compensation in most cases provides significantly improved coding gain. The multiple reference picture selection in H.264 allows the encoder store up to five previous frames for motion estimation. However, the complexity will increase five times dramatically. Numerous fast search algorithms in single-frame motion estimation are proposed in the past. As we know, a good initial point can speed up the velocity of fast search algorithm. Our proposed algorithm is focus on multi-frame condition, and provides more precisely prediction as initial point.

關鍵字(中)

★ H.264視訊編碼標準
★ 快速移動向量預估演算法
★ 多幅移動向量預估
★ 遠程記憶移動向量預估
★ 非整數像素快速演搜尋演算法

關鍵字(英)

★ H.264 Video Coding
★ Fast Motion Estimation
★ Mult

論文目次

第一章緒論 1
1.1簡介 1
1.2動機與目的 2
1.3論文架構 3
第二章視訊壓縮標準簡介 4
2.1資料壓縮簡介 4
2.2 H. 263視訊壓縮標準 5
2.2.1資料編碼器 5
2.2.2圖像格式與多工編碼器 9
2.2.3四種選擇性編碼模式 10
2.2.4編碼壓縮流程 13
2.3 H.264視訊壓縮標準簡介 16
2.3.1整體壓縮效能改進情形 16
2.3.2 H.264架構介紹 18
第三章快速移動向量預估演算法回顧 29
3.1導論 29
3.2無失真快速演算法 32
3.2.1連續消除演算法 32
3.2.2多階層連續消除演算法 35
3.3 失真簡化搜尋位置演算法 36
3.3.1概述 36
3.3.2三步搜尋演算法 37
3.3.2 新三步搜尋演算法 38
3.3.3 SES 搜尋演算法 40
3.3.4 四步搜尋演算法 42
3.3.5 區塊梯度搜尋演算法 44
3.3.6 鑽石搜尋演算法 45
3.3.7 基因搜尋演算法 47
3.4 快速演算法之初始值 51
3.5結論 52
第四章快速多幅移動向量預估搜尋法 53
4.1 多幅移動向量預估簡介 53
4.1.1 多幅移動向量預估理論基礎 53
4.1.2 RD模型 56
4.2多幅移動向量預估之分析 57
4.2.1 移動向量的分佈 57
4.2.2 多幅向量之中央偏差特性 59
4.2.3 向量分佈的比例特性 62
4.2.4 更精準的向量預測 64
4.2.5 多幅空間零向量逼近 76
4.2.6 四分之一像素搜尋 81
4.2.7 調適性移動向量預估 86
4.3 多幅區塊比對快速演算法架構 89
4.3.1 整數像素移動向量預估 89
4.3.2 四分之一像素移動向量預估 90
第五章實驗結果分析與討論 93
5.1測試與使用之視訊樣本 93
5.2 快速多幅區塊比對法之實驗結果 94
5.2.1 不同預測法搭配快速演算法之實驗結果 95
5.2.2多幅空間零向量預測法之實驗結果 98
5.2.3四分之一像素搜尋法之實驗結果 99
5.2.4多幅快速搜尋演算法之實驗結果 101
第六章結論與未來展望 106
參考文獻 107

參考文獻

[1] ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, “MPEG-4 Video Verification Model version 18.0,” N3908, Jan. 2001.
[2] ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, “Text of ISO/IEC 14496-2: 2001/COR2,” N5158, Oct. 2002.
[3] ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, “MPEG-4 Visual: List of Problems Reported,” N5161, Oct. 2002.
[4] J. L. Mitchell, W. B. Pennebaker, C. E. Fogg, and D. J. LeGall, MPEG Video Compression Standard, Chapman & Hall, 1997.
[5] ITU-T Recommendation H.261: Video Codec for Audiovisual Services at Px64 Kbits, ITU, 1993.
[6] Draft ITU-T Recommendation H.263: Video Coding for Low Bitrate Communication, ITU, May 1996.
[7] Draft ITU-T Recommendation H.263+: Video Coding for Low Bitrate Communication, ITU, July 1997.
[8] ITU-T/SG 16/VCEG, Video Codec Test Model Long Term Number 8(TML-8). Doc, VCEG-N10, July. 2001.
[9] Wiegand, T.; Sullivan, G.J.; Bjntegaard, G.; Luthra, A., “Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard, “Circuits and Systems for Video Technology, IEEE Transactions on , Volume: 13 , Issue: 7 , July 2003.
[10] S. Wenger, M. Hannuksela, T. Stockhammer, “Identified H. 26L Applications, “ITU-T SG 16, Doc. VCEG-L34, Eibsee, Germany, Jan. 2001.
[11] W. Li and E. Salari, “Successive Elimination Algorithm for Motion Estimation,” IEEE Trans on Image Processing, vol.4, no.1, pp.105-107, Jan. 1995.
[12] X.Q. Gao, C.J. Duanmu, and C. R. Zou, “A Multilevel Successive Elimination Algorithm for Block Matching Motion Estimation,” IEEE Trans. On Image Processing, vol.9, no.3, pp.501-504, Mar. 2000.
[13] J.R. Jain and A.K.Jain, "Displacement Measurement and Its Application in Interframe Image coding,” IEEE Trans. Comm. COM-29: p. 1799-1808, 1981.
[14] T.Koga, et al, "Motion Compensated Intraframe Coding for Video Conferencing,” In Proc. NTC 81. 1981. New Orleans.
[15] Reoxiang Li, Bing Zeng and Liou, M.L, " A New Three-step Search Algorithm for Block Motion Estimation" IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 4,pp.438-442, Aug. 1994.
[16] Jianhua Lu, Liou, M.L," A Simple and Efficient Search Algorithm for Block-matching Motion Estimation" IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 7, pp.429 –433, April 1997.
[17] Lai-Man Po, Wing-Chung Ma,"A Novel Four-step Search Algorithm for Fast Block Motion Estimation," IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, Vol 6, pp.313 –317, June 1996.
[18] Lurng-Kuo Liu、Ephraim Feig,”A Block-Based Gradient Descent Search Algorithm for Block Motion Estimation in Video Coding” IEEE transactions on circuit and system for video technology,VOL. 6,NO.4，AUGUST 1996.
[19] Shan Zhu、Kai-Kuang Ma,”A New Diamond Search Algorithm for The Fast Block Matching Motion Estimation,” IEEE International Inference on Information Communications and Signal Processing,pp.9-12 Sep 1997.
[20] H. K. Chow and M. L. Liou, “Genetic Motion Search Algorithm for Video Compression,” IEEE Trans. Circuits and System for Video Technology, vol. 3,no. 6, pp.440-445, 1993.
[21] Chun-Hung Lin and Ja-Ling Wu., “Genetic Block Matching Algorithm for video coding,” Proceeding of Multimedia’ 96,page 544-547,1996.
[22] Man F. So and Angus Wu, “Four-Step Genetic Search for Block Motion Estimation,” Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol.3, Pages:1393 - 1396, 12-15 May. 1998.
[23] Shen Li,Wei-pu Xu,Hui Wang,Nan-ning Zheng ”A Novel Fast Motion Estimation Method Based on Genetic Algorithm,” Acoustics, Speech, and Signal Processing, vol.5, Pages:2797 - 2800, 12-15 May. 1998.
[24] Chun-Hung Lin and Ja-Ling Wu ”The Lightweight Genetic Search Algorithm: An Efficient Genetic Algorithm for Small Search Range Problem,” Evolutionary Computation Proceedings, Pages: 615 – 620, 4-9 May 1998.
[25] Jae-Yong Kim; Sung-Bong Yang, “An Efficient Search Algorithm for Block Motion Estimation,” Signal Processing Systems, Pages:100 – 109, 20-22 Oct. 1999.
[26] Ming-Gang Liu;Chao-Huan Hou, “A Fast Block-matching Motion Estimation Algorithm Based on Spatial-temporal Motion Vector Correlation,” Intelligent Multimedia, Video and Speech Processing, Pages:498 – 501, 2001.
[27] Jisheng Wang,Dong Wang,and Wenjun Zhang, “Temporal Compensated Motion Estimation with Simple Block-Based Prediction,” IEEE Transactions on Broadcasting, VOL. 49,NO. 3,2003.
[28] Thomas Wiegand, Xiaozheng Zhang, and Bernd Girod, “Block-Based Hybrid Video Coding Using Motion-Compensated Long-Term Memory Prediction,” Proc. Picture Coding Symposium, Berlin, Germany, Sept. 1997.
[29] Lai, K.C.; Wong, S.C., “A Fast Motion Estimation Using a Three-dimensional Reference Motion Vector,” Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2002.
[30] Jong-Hyun Lim,Hae-Wook Choi,“ Adaptive Motion Estimation Algorithm Using Spatial and Temporal Correlation,” Communications, Computers and Signal Processing, Volume: 2 , 26-28 Aug. 2001.
[31] Joint Video Team(JVT) Reference Software JM6.1, Mar. 2003. http://bs.hhi.de/~suehring/tml/download/jm61e.zp

指導教授

張寶基(Pao-Chi Chang)

審核日期

2004-1-29

推文