基于彈性運(yùn)動模型的視頻壓縮算法研究.pdf

1、當(dāng)今，隨著高清、超高清視頻以及3D電影的快速普及，視頻應(yīng)用向著高清晰度、高幀率的方向發(fā)展。在有限的傳輸帶寬及存儲空間中，對視頻信息進(jìn)行高效壓縮成為了關(guān)鍵技術(shù)。在新的應(yīng)用背景下，新一代高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(HighEfficient Video Coding，HEVC)把視頻標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程推到了新的高度，在達(dá)到上一代視頻標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC相同主觀效果時，HEVC能節(jié)省30-50％碼率。
　　然而，HEVC仍舊采用了以前視頻標(biāo)準(zhǔn)中的混合

2、編碼框架。特別是在幀間預(yù)測中，HEVC仍然采用基于剛性平移運(yùn)動模型的塊匹配算法(Block MatchingAlgorithm，BMA)，該算法從第一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)一直沿用至今。傳統(tǒng)的BMA算法具有以下三點(diǎn)局限:第一，恒定的運(yùn)動矢量場，也就是對于同一匹配塊中的所有像素點(diǎn)均賦予相同的運(yùn)動矢量;第二，平移運(yùn)動模型無法有效地表述攝像頭縮放、旋轉(zhuǎn)和物體形變等復(fù)雜運(yùn)動;第三，BMA運(yùn)動模型對于具有復(fù)雜矢量場的塊采用更小塊分層近似方法，它會帶來更多

3、的運(yùn)動矢量比特開銷。從率失真的角度看，傳統(tǒng)BMA算法的局限性直接阻礙視頻壓縮性能的進(jìn)一步提高。因此，研究高效的非平移運(yùn)動模型，是今后視頻發(fā)展需要面臨的重要問題之一。
　　本文對一種基于二維離散余弦基函數(shù)的彈性運(yùn)動模型進(jìn)行了研究，將其與傳統(tǒng)塊平移運(yùn)動模型進(jìn)行分析比較，驗證其在幀間運(yùn)動預(yù)測上的性能?；诙S離散余弦基函數(shù)的彈性運(yùn)動模型能用較少的運(yùn)動參數(shù)有效地擬合圖像中縮放、旋轉(zhuǎn)和形變等彈性運(yùn)動矢量場。對彈性運(yùn)動模型參數(shù)求解時，我們采用