基于AVS的快速亚像素运动估计算法

宋雪桦，包 祥，吴问云

（江苏大学 计算机科学与通信工程学院，江苏 镇江212013）

0 引 言

在AVS、H.264等标准中，运动估计是其编码压缩的核心技术，采用多参考帧、高精度运动矢量等技术有效降低了视频帧间的时间冗余，很好提高了压缩效率，但是运动估计部分计算复杂度较高，通常约占全部编码时间的50%以上。运动估计分为整像素运动估计和亚像素运动估计，整像素运动估计快速算法目前已经较为成熟，整像素的搜索点数已经控制在个位数范围内，从而亚像素运动估计计算量占整个运动估计过程计算量的比重更大，因此也是研究的热点内容之一。

整像素的运动估计发展相对较久，也出现了很多快速搜索算法，主要包括：三步搜索算法（TSS），新三步搜索法（NTSS），四步搜索算法（FSS），菱形搜索算法（DS），基于块的梯度下降法（BBGDS），六边形搜索算法（HEX－BS），非对称十字形多层次六边形格点搜索算法（UMHexagonS）等［1］。在整像素快速搜索算法当中，由于UMHexagonS算法［2］相对于原快速全搜索算法，可节约90%以上的运算量，不会受到码率以及运动图像剧烈程度等因素太大影响，能够保持较好率失真性能，而且运算量较低，因此目前应用较广泛。亚像素快速搜索算法也经历了一段时间的发展，取得一些成果，目前比较典型的算法有：基于分像素的抛物线预测算法（PPFPS），该算法利用SAD函数在最优点周围呈现凸函数的特性，可以先得到最优1/2亚像素点，然后根据最优点和次优点判断最优1/4亚像素点，缩小了搜索范围［3］；……