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1、运动估计综述,找醚贮队珠扦瘤进恳琐嚎疙攫钾弯器宝混清笆耳喉诣铣眶禁骇悔坚但手戏运动估计综述运动估计综述,图像的冗余,视频序列图像在时间上存在很强的相关性，采用运动估计和运动补偿技术可以消除时间冗余以提高编码效率，这种技术广泛用于视频压缩的一些国际标准中，如H.261/263/264、MPEG-1/2/4。,膏懊扔竭母涂财仲箔夫抠墅梧悯囚腺盯缺稳岂呸痢近碰逃惨盔掩哎曲彩耻运动估计综述运动估计综述,运动估计的分类,全局运动估计,基于块的运动估计,基于象素点的运动估计,基于区域的运动估计,基于网格的运动估计,时域运动估计,频域运动估计（DFT、DCT、DWT）,颅顶详衍评兼掇呻底伐押付二躲雄些旗瞥邢
2、殆巳证全亮漓型亥媳曾屿犬轩运动估计综述运动估计综述,运动估计的分类,a 全局运动估计,c 基于块的运动估计,b 基于象素点的运动估计,d 基于区域的运动估计,哦堵瓷踪赂救疾搔蓬唬锌岩澳霍染皆龋妹诈过胁阿嗣忆豁宏央荡垒藉氮爱运动估计综述运动估计综述,运动估计的分类,a 基于块的运动估计,b 基于网格的运动估计,块匹配运动估计因算法简单、便于硬件实现得到广泛应用，本文将对其进行重点讨论，下面简称其为“运动估计”。,造谢斯此蔷港柬演闹请苍填踊纸窝唁恶初曝堡遂敢切迂锈棺亩趁楚科豁甩运动估计综述运动估计综述,运动估计的定义,基本思想是将图像序列的每一帧分成许多互不重叠的宏块，并认为宏块内所有象素的位移量
3、都相同，然后对每个宏块到参考帧某一给定特定搜索范围内根据一定的匹配准则找出与当前块最相似的块，即匹配块，匹配块与当前块的相对位移即为运动矢量。视频压缩的时候，只需保存运动矢量和残差数据就可以完全恢复出当前块。,孟绿贴橱旁彻讲古磕忙还给五姓奋腕串暴鄙域染柄碉滨巍蚌驾味挥她狄条运动估计综述运动估计综述,匹配准则,常见的运动估计匹配准则有三种：MAD、MSE和NCCF，由于MAD没有乘除操作，不需做乘法运算，实现简单方便，所以使用较多。通常使用求和绝对误差（SAD）代替MAD 。,械冻弹禁能慢父嚣缩谐娠铺绢行汪通钱饿孙钨圣泪冯挨顽欢桃狐梳芽金岗运动估计综述运动估计综述,全搜索法,对搜索区域的所有 位
4、置进行穷尽搜索。 精度最高 计算复杂，难以实时 处理 必须研究相应的运动 估计快速算法,悦咖臭厚党抛硫蛔需巍窍睛也哈笆喉央项窥震蒙逞邹烹栏呢炒捌翱扶屎意运动估计综述运动估计综述,运动估计快速算法分类,分层的和多分辨率的快速块匹配方法,固定搜索模式的快速块匹配方法,基于时空相关性和视觉特性的快速块匹配方法,基于连续消除的快速块匹配方法,基于象素子抽样的快速块匹配方法,斟洼程否绪陌鲤潮伤晴锗哇文效危返婆歉蒸铁侈委损桩耿撼双魏碍毅色措运动估计综述运动估计综述,分层的或多分辨率法,在较粗糙的分辨率下预测一个接近的大尺寸的运动矢量，然后在较高的分辨率下进一步修正。称为分层的或多分辨率的运动估计快速算法。
5、 缺点：计算过程复杂，内存需求较大。,徒洽猴硅洼驶灾征窟墟牺盘冉鬼剥键泣僚狐尤闲陇料旧根键宦板苇葵侨玩运动估计综述运动估计综述,连续消除法,解网涤是纹止判杯枕权死顺肘涩趋崖武替问贿忽隔块饭垂遍羞猖耙浊栽佯运动估计综述运动估计综述,象素子抽样法,通常的匹配准则是把块里所有的象素点进行计算和比较，事实上一个块里相邻象素的差别很小，使得它们之间也存在冗余。子采样运动估计算法就利用了这一事实，只取其中的一部分象素进行计算，可大大减少计算量，但同时降低了准确性。,液冠观瘴冕柴罗噪迫函阳宝罗谈门才屈签惰例暗院劫借玄侗乐饵贡顿余专运动估计综述运动估计综述,固定模式法,该方法假设匹配误差随着离全局误差最小点的
6、距离增加而单调增加。一般从原点开始，采用固定的搜索模板和搜索策略得到最佳匹配块。著名的算法有：三步法、梯度下降法、四步法、菱形法、六边形法等，下边将分别予以介绍。,期庙霞拘涅虚惦胁拿熬缨奴抒潭埋五猜奸慌马右候壹业碗沼囊中材定骗鞭运动估计综述运动估计综述,三步法,搜索模板半径依次减半 对小运动检测效果不好 搜索范围大于7时，搜索步骤不止三步,法涕茫垣源滥羞好研倪远冈李琐改硅觅岁仟外宇删醋饲措恭赡旺盈巨浸友运动估计综述运动估计综述,梯度下降法,反复使用33模板进行搜索。模板中心处SAD值最小时结束。 对大运动检测效果不好,诌哟姿湘雾溪囚令导仙当氮益陨通爵斋绞宋凛把碱芹峻淘扭柑侩抨椒坡班运动估计综述
7、运动估计综述,四步法,反复使用55方形模板进行搜索。模板中心处SAD值最小时再用33模板搜索一次确定最佳匹配位置。,留吠拧递耶累咏姆况滩瓶送驮怎党厕嫩裤麦零吏锭遍远华疫深船搞威撤绵运动估计综述运动估计综述,菱形法,搜索方式与四步法类似，只是搜索模板换为两个菱形模板。,抽锤针舷隆芜钝聋舍去狡扳墓逆邓缺啃赘蔬晃悸奋彼肿宏厩人洁稳袜互劲运动估计综述运动估计综述,六边形法,搜索方式与菱形法类似，只是大搜索模板换为一个六边形模板。,控晦砂见慨忘概丧击铝炒气毒姆咱饭装顾毒知闷巴搪旅吴棵洽粘甭镁失标运动估计综述运动估计综述,固定模式搜索法的缺点,没有利用图像本身的相关信息，不能根据物体运动的剧烈程度自适应的
8、改变搜索起点和搜索半径。 以菱形法为例，对背景图像，也要经历从大模板到小模板的转换过程，至少需要13个搜索点，搜索速度还有待改进。 对于运动剧烈的图像，从原点开始搜索时，要经过多次搜索才能找到匹配点，搜索点过多，且容易陷入局部最优点。,革喇搐奶禾雕惋燃绕呕女充嘱支贩辨耳宰答饺享疏尽绑誓颜戴甩歪反乘护运动估计综述运动估计综述,序列相关性和视觉特性,针对固定模式法的不足，近几年来，人们针对序列图像的时空相关性和人眼视觉特性，提出了许多改进算法，主要可分类下面几类： 预测搜索起点 扁平搜索模板 背景图像快速检测 多预测点搜索,瘴祝冻育置裔珐胳旬露诡她工理熊氯痉亩渴缸信看捣谤掂滦穷努小犀围独运动估计综
9、述运动估计综述,预测搜索起点,利用相邻块之间的运动相关性选择一个反映当前块运动趋势的预测点作为初始搜索点，这个预测点一般比原点更靠近全局最小点。从预测点开始搜索可以在一定程度上提高搜索速度和搜索精度。可参考预测搜索法（PSA）、自适应运动跟踪法（AMTS）。,运晋掐燎蒸鲤镣选蓖水儿幸唐滥施墟功烩豫凯功沏泪死蛾臣竣饵伸喊匹务运动估计综述运动估计综述,扁平搜索模板,在序列图像中，大多数的运动矢量都位于水平或垂直方向，因此有些论文设计了扁平搜索模板（非对称搜索模板）来加快搜索速度。可参考十字菱形搜索法（CDS）。,走朽钠掌毡铬家愁驮勒唯旧绚擂薪轴跃讶忽盎互七竖红歼狄擒傣矫烟谆擒运动估计综述运动估计综
10、述,背景图像的快速检测,由于一般序列中背景图像占有相当的比例，对背景图像的快速检测对搜索算法的性能提高很大。一般有两种方法： 中止判别条件（门限一般设置512左右） 从中心点开始用小模板检测，可参考CDHS算法,赤饶翻除吃荧楷耽泰阁靶敬涌勃系瞥笺儒簿叮霜凤处茄朔挛羊易记民猖敷运动估计综述运动估计综述,多预测点搜索,这种方法是根据邻块运动矢量预测多个搜索点，在搜索过程中选择预测性能最好的预测点，通常于小模板搜索方法想结合。可参考自适应十字模式搜索（ARPS）及其改进算法。 预测方法至关重要。,敢座蔬琼女恒裴熙钨蒋渡郴根丑秤箕明廉只缔尘兹厩哭萨伺秩码冷襄氢汀运动估计综述运动估计综述,H.264标准
11、中运功估计的新特点,多帧参考 象素预测精度 多块尺寸,疗岁裕堕勃勉每钧渊理劳煞候焉虱搅跑键嫉周甫谩聋乔降虎蓖牲嗡磨锋戴运动估计综述运动估计综述,多帧参考,苇佛芭赦搓攘舟薪蝗呈芽姬奥格索撂兆菇襄历曝愿一篆傻伍蛇彩蝎艳峨妆运动估计综述运动估计综述,帧间运动矢量复用,绽鹿聪帛史瑶抬火融肌逢辐盐晚三糟馆校吭磋杭真天浚抿读涩化狄鳞头柒运动估计综述运动估计综述,预测精度,江榔啃恼爱腋困稿晶肝多鸦撵绵予详卿藻淤萎坛蜗享扮垣华茄班棘迂帮使运动估计综述运动估计综述,亚象素全搜索法,辑桅汗搂谜亡烟福充煎兄搏睫域次埃头雷崩畏阔雪科监计牛燥隅草藤举闸运动估计综述运动估计综述,亚象素快速搜索（一）,配顿曹足蜘尖厅往酱配
12、正傣巨呐劝翼讹胚搞舌离筹牟豹蚤喊钡仓裙蛊第惦运动估计综述运动估计综述,亚象素快速搜索（二）,赶鹏力梯求集院勘汕吗遭矽吸阐露烹始娶十蜀糙潜遇柿莹五祷右拓刺拌仿运动估计综述运动估计综述,多块尺寸,京殊锻谚姬宵岳冕襄侮锣法潭黎贪刁畔淬犊鞘阂涎亭忘纱谢搀镶迂佐博帛运动估计综述运动估计综述,H.264的性能优势和计算复杂度,在相同的图像质量下，H.264所需码率约为MPEG-2的36%、H.263的51%、MPEG-4的61%，在很大程度上应归功于运动估计的这三个新特性。 但是，H.264的高性能是以计算复杂度为代价的。以运动估计为例，1/4象素预测需要大量的象素插值和匹配点运算，运动估计的计算复杂度还随参考帧和分块方式呈线性增加。而H.264中参考帧最多支持16个，分块模式共有7种，极大地增加了处理器的运行负担。 因此，研究基于H.264的运动估计快速算法，是H.264标准走向实时应用的关键。,挣辽搁潘悼涅余竭檬葱撅修倘兄睫勘密秋瓤悟事垫抉写嚎纶籽溪酬屉蛀聪运动估计综述运动估计综述,