HEVC幀間快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)及計(jì)算復(fù)雜度分析

陳 紅，齊 華

(西安工業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，西安 710021)

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HEVC幀間快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)及計(jì)算復(fù)雜度分析

陳 紅，齊 華

(西安工業(yè)大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，西安 710021)

為了降低高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)的高計(jì)算復(fù)雜度，提出了一種基于運(yùn)動(dòng)矢量相似性的運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速終止算法.該算法利用視頻序列中同一個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量相似性，對(duì)當(dāng)前編碼單元的分割方式進(jìn)行了選取，提前終止了部分可能性較低的復(fù)雜分割模式的運(yùn)動(dòng)估計(jì).結(jié)合運(yùn)動(dòng)相似區(qū)域的編碼單元，在分解后的下一遞歸深度中對(duì)小塊預(yù)測(cè)單元?jiǎng)澐值倪\(yùn)動(dòng)估計(jì)進(jìn)行了裁減.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：所提方法與高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)參考代碼中的標(biāo)準(zhǔn)算法相比，在低延時(shí)編碼配置下，編碼時(shí)間和峰值信噪比分別降低了41.79%和0.052 dB.隨機(jī)訪問(wèn)編碼配置下，編碼時(shí)間和峰值信噪比分別降低了41.98%和0.041 dB.運(yùn)動(dòng)估計(jì)的計(jì)算量減小，計(jì)算復(fù)雜度降低.

高性能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)；運(yùn)動(dòng)估計(jì)；運(yùn)動(dòng)差異; 計(jì)算復(fù)雜度

高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding， HEVC)于2013年被正式確定為最新一代的國(guó)際視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，主要面對(duì)高清、超高清視頻應(yīng)用[1].HEVC編碼沿用了H.26X編碼采用的基于塊的混合編碼框架，在此基礎(chǔ)上對(duì)很多編碼技術(shù)做了突破性的改進(jìn)[2].主要包括編碼單元(Coding Unit，CU)中運(yùn)動(dòng)融合、遞歸式四叉樹(shù)塊劃分結(jié)構(gòu)、高精度運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及自適應(yīng)環(huán)路濾波等.在相同的編碼質(zhì)量條件下，HEVC編碼對(duì)視頻數(shù)據(jù)的壓縮能力是H.264/AVC編碼的2倍[3]，但同時(shí)也導(dǎo)致編碼復(fù)雜，不利于HEVC編碼應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻，因此在不降低編碼性能的前提下降低編碼復(fù)雜度是HEVC編碼能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵.

運(yùn)動(dòng)估計(jì)作為視頻編碼的核心技術(shù)，占用了 50%以上的編碼時(shí)間，尋找快速高效的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法一直是視頻編碼領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題.文獻(xiàn)[4]利用光流法計(jì)算金字塔運(yùn)動(dòng)發(fā)散(Pyramid Movement Divergence，PMD)的特征值決定CU單元的分割情況，在一定程度上降低了復(fù)雜度.文獻(xiàn)[5]利用 Bayes 決策規(guī)則判定當(dāng)前 CU 單元是否進(jìn)行劃分.文獻(xiàn)[6]提出了一種小塊預(yù)測(cè)單元(Predicting Unit，PU)劃分快速算法，檢查Cbf標(biāo)志位以及當(dāng)前PU單元的率失真(Rate Destortion，RD)代價(jià)，若這兩個(gè)值符合一定條件，則提前終止下一個(gè)PU單元的預(yù)測(cè).文獻(xiàn)[7]采用預(yù)測(cè)殘差的特征計(jì)算預(yù)測(cè)塊和原始?jí)K的平均平方誤差，實(shí)現(xiàn)了部分 CU 單元?jiǎng)澐值奶崆敖K止.文獻(xiàn)[8]基于視頻內(nèi)容相關(guān)性和時(shí)域、空域相鄰 CU 單元預(yù)測(cè)模式，結(jié)合RD 代價(jià)信息對(duì)當(dāng)前 CU 單元的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行了預(yù)測(cè)，對(duì)部分冗余的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行裁剪.文獻(xiàn)[9-10] 通過(guò)前后幀的變化情況來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)劇烈程度，以快速判定編碼模式，取得了較高的編碼效率.由以上可見(jiàn)，根據(jù)當(dāng)前CU單元自身的特征如RD代價(jià)、運(yùn)動(dòng)信息，提前終止CU單元或者PU單元的進(jìn)一步劃分，是一種切實(shí)有效的方法.

基于此，文中利用運(yùn)動(dòng)矢量相似性，提出了一種HEVC編碼幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速終止算法，根據(jù)當(dāng)前CU單元的運(yùn)動(dòng)矢量差異性，合理選取當(dāng)前CU單元的分割方式，減少運(yùn)動(dòng)估計(jì)的計(jì)算量.通過(guò)對(duì)當(dāng)前CU單元的運(yùn)動(dòng)矢量絕對(duì)偏差的平均值進(jìn)行計(jì)算，確定出當(dāng)前CU單元的運(yùn)動(dòng)差異性，若運(yùn)動(dòng)差異小于給定閾值，則當(dāng)前CU單元位于運(yùn)動(dòng)相似區(qū)，在下一遞歸深度的CU單元中非塊大小為2N×2N(N為2的冪次方，無(wú)量綱)分割模式的運(yùn)動(dòng)估計(jì)被裁減，提前終止運(yùn)動(dòng)估計(jì)，降低HEVC編碼復(fù)雜度.

1 HEVC編碼中幀間復(fù)雜度分析

1.1 HEVC編碼中CU單元?jiǎng)澐址绞?/p>

HEVC編碼中編碼樹(shù)單元(Coding Tree Unit，CTU)為最大編碼單元，根據(jù)涵蓋圖像區(qū)域復(fù)雜度，通過(guò)遞歸，各個(gè)CTU單元?jiǎng)澐殖奢^小的編碼單元，最多可以劃分4層，這樣的劃分模式稱(chēng)為四叉樹(shù)劃分[11]，如圖1所示.圖1中split-flag為劃分標(biāo)志位；CU-Size為編碼單元大?。籆U-Depth為編碼單元深度；N0、N1、N2、N3為劃分后編碼子單元大??；CU0、CU1、CU2、CU3分別為不同深度的編碼單元.

圖1 CU單元的四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)

若CU單元深度為0 層時(shí)，CU單元的大小與CTU單元相同，為64×64；當(dāng)深度為1 層時(shí)，一個(gè)CTU單元可劃分為4個(gè)CU1單元，每個(gè)CU1單元大小為32×32，以此類(lèi)推，每個(gè)CU2單元大小為16×16，CU3單元大小為8×8，在CU單元的四叉樹(shù)結(jié)構(gòu)中，深度最大為3 層.CU單元可繼續(xù)被劃分為PU單元，每個(gè)PU單元預(yù)測(cè)信息相同,包括運(yùn)動(dòng)矢量、預(yù)測(cè)模式及參考幀等[12].圖2為幀內(nèi)預(yù)測(cè)和幀間預(yù)測(cè)情況下PU單元?jiǎng)澐址绞?圖2中N、U、D、L、R、n為PU單元的劃分尺寸參數(shù).每個(gè)CU單元，按劃分方式的不同，可含有1個(gè)、2個(gè)或者4個(gè)PU單元，對(duì)于幀間類(lèi)型，CU單元共有8種劃分方法[13].使用變換單元(Transform Unit，TU)進(jìn)行殘差變換，TU單元可有4×4、8×8、16×16或32×32等劃分模式.

圖2 PU單元?jiǎng)澐帜Ｊ?/p>

1.2 幀間編碼復(fù)雜度分析

HEVC編碼使用全深度搜索方法以獲取最優(yōu)塊劃分方式，每個(gè)CU單元分別進(jìn)行2種幀內(nèi)劃分和8種幀間劃分，判定最佳劃分的條件是計(jì)算該劃分下的總RD代價(jià).以誤差平方和(Sum of Square Error,SSE)作為幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)中最佳劃分的RD代價(jià)為

JSSE=(SSEL+ωchroma×SSEC)+λSSE×Bits

(1)

式中：JSSE為誤差平方和；SSEL和SSEC分別為亮度和色度分量的誤差平方和；λSSE為拉格朗日乘子；ωchroma為色度分量加權(quán)因子；Bits為編碼后的碼流大小.

假定編碼中不考慮 Skip 模式 CU 單元不分解的情形，從最大編碼單元(Largest Coding Unit,LCU)分解為最小尺寸的CU單元所需計(jì)算的RD代價(jià)次數(shù)為3 068次.

對(duì)于每一次計(jì)算RD代價(jià)，均需進(jìn)行變換、量化、反變換、反量化及熵編碼等過(guò)程，在一幅分辨率為1 920×1 080 pixel的視頻圖像中包含超過(guò)500個(gè)塊大小為64×64的LCU.由此可見(jiàn)，HEVC編碼的幀間預(yù)測(cè)因CU單元、PU單元的引入使得編碼器的復(fù)雜度過(guò)高.

2 HEVC編碼幀間運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速終止算法

2.1 CU單元的運(yùn)動(dòng)差異程度衡量

同一運(yùn)動(dòng)對(duì)象區(qū)域中CU單元的運(yùn)動(dòng)矢量分布相似，這是由于視頻序列中同一對(duì)象具有相似的運(yùn)動(dòng)矢量.為此，對(duì)于這些區(qū)域進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)不需要分割成較小的PU單元，這是由于運(yùn)動(dòng)矢量通過(guò)大塊PU單元運(yùn)動(dòng)估計(jì)即可得到，且較為準(zhǔn)確.對(duì)運(yùn)動(dòng)變化劇烈區(qū)域內(nèi)的CU單元，分割成較小塊的PU單元將有助于搜索到正確運(yùn)動(dòng)矢量.若不劃分運(yùn)動(dòng)特征相似區(qū)域的CU單元，運(yùn)動(dòng)估計(jì)就能提前終止，因此減少了較小尺寸CU單元的運(yùn)動(dòng)估計(jì)次數(shù).

通過(guò)分析當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量差異程度可以衡量當(dāng)前編碼塊是否處于運(yùn)動(dòng)相似區(qū)域，測(cè)試模型HM中運(yùn)動(dòng)矢量以4×4塊大小為單位進(jìn)行存儲(chǔ).某個(gè)視頻區(qū)具有N個(gè)4×4塊，運(yùn)動(dòng)矢量在水平和垂直方向的差異程度分別為

(2)

(3)

式中：Hx,Hy分別為運(yùn)動(dòng)矢量在水平和垂直方向的差異程度；vx(i)和vy(i)分別為4×4塊在水平和垂直方向的運(yùn)動(dòng)矢量.當(dāng)Hx和Hy小于某閾值時(shí)，則判定當(dāng)前N個(gè)4×4塊的視頻區(qū)域?qū)儆谶\(yùn)動(dòng)相似區(qū)域，且Hx和Hy的值越小，說(shuō)明該區(qū)域的運(yùn)動(dòng)特征越相似.通過(guò)計(jì)算空域相鄰CU單元和當(dāng)前CU單元的運(yùn)動(dòng)差異程度，可以判定當(dāng)前CU單元是否要?jiǎng)澐譃楦K的CU單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì).

2.2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速終止準(zhǔn)確度統(tǒng)計(jì)分析

CU單元進(jìn)行各PU單元分割模式的運(yùn)動(dòng)估計(jì)后，若當(dāng)前CU單元的最佳預(yù)測(cè)模式是2N×2N，則所有4×4塊的運(yùn)動(dòng)矢量是一致的，若最佳預(yù)測(cè)模式是小塊PU單元的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，每個(gè)PU單元的運(yùn)動(dòng)矢量可能不同，則以4×4塊為單位存儲(chǔ)的運(yùn)動(dòng)矢量呈現(xiàn)一定的差異性.根據(jù)式(2)～(3)，當(dāng)前CU單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)后的運(yùn)動(dòng)矢量在水平和垂直方向的差異分別為

(4)

(5)

其中N為當(dāng)前CU單元的4×4塊的個(gè)數(shù).當(dāng)前CU單元進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)后的運(yùn)動(dòng)矢量在水平和垂直方向的總差異為

vart=varx+vary

(6)

vart的值越大則當(dāng)前CU單元的各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)差異越大，進(jìn)行小塊PU單元?jiǎng)澐值目赡苄栽礁?因此當(dāng)vart足夠小，小于一定閾值varth時(shí)，當(dāng)前

CU單元位于運(yùn)動(dòng)相似區(qū)域，各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)矢量的相似度很高，進(jìn)行小塊PU單元?jiǎng)澐值目赡苄孕?，varth設(shè)為 0.2.

為了準(zhǔn)確分析此閾值下裁減小塊PU單元?jiǎng)澐值倪\(yùn)動(dòng)估計(jì)，通過(guò)編碼實(shí)驗(yàn)分析vart的分布.編碼配置采用隨機(jī)訪問(wèn)編碼，CU單元在不同vart下的最佳預(yù)測(cè)模式為2N×2N和非2N×2N，vart值分布情況見(jiàn)表1.表1～4中序列為不同分辨率的測(cè)試視頻序列.

表1 vart值分布情況統(tǒng)計(jì)表

從表1可以看出vart

通過(guò)統(tǒng)計(jì)小塊PU單元運(yùn)動(dòng)估計(jì)判定正確的CU單元個(gè)數(shù)占總CU單元個(gè)數(shù)的比例，得到裁減小塊PU單元運(yùn)動(dòng)估計(jì)后的準(zhǔn)確率，準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2.

由表2可以看出，文中所提的運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速終止方法的準(zhǔn)確率非常高，平均達(dá)到了 98.72%，說(shuō)明只有少部分需要非2N×2N模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)的CU單元被判定為只進(jìn)行2N×2N模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)，這部分CU單元對(duì)整體效果的影響非常小，由此證明了算法的可靠性.

表2 運(yùn)動(dòng)估計(jì)快速終止準(zhǔn)確率統(tǒng)計(jì)

Tab.2 Accuracy statistics of motion estimation quick ending

分辨率/pixel序列準(zhǔn)確率/%416×240BlowingBubbles97.22416×240BasketballPass98.89416×240BQSquare99.19832×480BQMall98.71832×480BasketballDrill97.62832×480PartyScene98.591280×720Vidyo399.791280×720Vidyo499.78平均98.72

2.3 算法流程

算法實(shí)現(xiàn)步驟如下：①當(dāng)前遞歸深度Dc為 0 時(shí)，進(jìn)行2N×2N和非2N×2N模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)；如果遞歸深度不為0，當(dāng)上一遞歸深度Dc-1下的標(biāo)志位DeepME為T(mén)rue 時(shí),才進(jìn)行非2N×2N模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)，否則跳過(guò)非2N×2N模式運(yùn)動(dòng)估計(jì)；②如果當(dāng)前遞歸深度小于最大遞歸深度，根據(jù)式(4)、(5)和(6)計(jì)算當(dāng)前CU單元所有4×4塊運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)差異vart；③如果vart

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為測(cè)試所提方法性能，測(cè)試了分辨率為2 560×1 600 pixel、1 920×1 080 pixel、1 280×720 pixel、832×480 pixel和416×240 pixel的視頻序列共15個(gè).采用HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的官方測(cè)試模型HM(版本為HM9.0)作為測(cè)試平臺(tái).實(shí)驗(yàn)配置：編碼樹(shù)單元CTU大小為64×64，最大深度為3，運(yùn)動(dòng)搜索模式為快速搜索算法(Enhanced Predictive Zonal Search，EPZS)，搜索區(qū)域的窗口是[-64,64]，將用于編碼中運(yùn)動(dòng)搜索加速項(xiàng)(Fast Encoder Decision，F(xiàn)EN)設(shè)置為使能.采用低延時(shí)(Low Delay,LD )和隨機(jī)訪問(wèn)(Random Access,RA)編碼結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)中采用量化參數(shù)(Quantum Parameter,QP)為22、27、32和37，通過(guò)所有幀的信噪比變化量ΔPSNR和碼率變化率ΔBR分析了算法的率失真性能.通過(guò)對(duì)算法編碼時(shí)間變化率ΔT的統(tǒng)計(jì)，衡量了計(jì)算復(fù)雜度的變化，ΔPSNR為負(fù)值表示峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio,PSNR)有所下降，ΔBR為正值表示碼率有所上升，ΔT為負(fù)值表示算法編碼時(shí)間的減少.

計(jì)算公式分別為

(7)

(8)

(9)

表3 本文算法的率失真和性能

從表3可知，在LD、RA編碼配置下，本文算法的編碼時(shí)間較編碼器HM9.0分別減少41.79%和41.98%，ΔBR總體平均值分別增加1.73%和1.12%，ΔPSNR總體平均值分別降低0.052dB和0.041dB.這一結(jié)果說(shuō)明，本算法在保證良好的率失真性能的同時(shí)，大幅減少了編碼時(shí)間.其中對(duì)某些視頻序列如Vidyo1序列和Vidyo3序列，在不同配置下，編碼時(shí)間減少最高能夠達(dá)到58.21%和57.98%.分析vart值分布情況統(tǒng)計(jì)表可知，對(duì)于分辨率較高的720p高清格式視頻，vart

PMD算法利用光流法計(jì)算金字塔運(yùn)動(dòng)發(fā)散的特征值決定CU的分割情況，在一定程度上降低了復(fù)雜度，但其未考慮運(yùn)動(dòng)矢量間的相關(guān)性，導(dǎo)致其編碼RD性能并不十分理想，光流法基于圖像序列實(shí)現(xiàn)對(duì)光流場(chǎng)的精確、快速及魯棒性估計(jì).然而，由于圖像序列目標(biāo)的特性、場(chǎng)景中照明、光源的變化、運(yùn)動(dòng)的速度以及噪聲的影響等多種因素均影響光流法的有效性，因此降低了幀間快速運(yùn)動(dòng)估計(jì)準(zhǔn)確性.金字塔運(yùn)動(dòng)發(fā)散特征值的計(jì)算存在3個(gè)假設(shè)：亮度恒定，即圖像場(chǎng)景中目標(biāo)的像素在幀間運(yùn)動(dòng)時(shí)外觀上保持不變；時(shí)間連續(xù)或者運(yùn)動(dòng)是“小運(yùn)動(dòng)”，即圖像的運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間的變化比較緩慢；空間一致，即一個(gè)場(chǎng)景中同一表面上鄰近的點(diǎn)具有相似的運(yùn)動(dòng).然而，對(duì)于多數(shù)30Hz的攝像機(jī)，大而連貫的運(yùn)動(dòng)是普遍存在的情況，因此光流在實(shí)際中的跟蹤效果并不是很好.這就需要增大窗口來(lái)捕獲大的運(yùn)動(dòng)，而大窗口往往違背運(yùn)動(dòng)連貫的假設(shè)，導(dǎo)致編碼率失真性能下降，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)更快和更長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)的跟蹤.而本文算法能充分利用視頻序列中同一個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量相似性來(lái)改善編碼RD性能.為此將本文算法與PMD算法進(jìn)行了橫向比較，表4列出了PMD算法在LD和RA編碼配置下的率失真和性能.

表4 PMD算法的率失真和性能

結(jié)合表4和表3可以看出，本文算法在LD、RA編碼配置下，較PMD算法ΔBR分別降低了0.56%和1.15%，ΔPSNR分別提高了0.027dB和0.036dB，提高了編碼的RD性能，同時(shí)編碼時(shí)間分別節(jié)約了1.19%和3.51%.

圖3 不同算法在LD、RA編碼配置下的RD曲線圖

4 結(jié) 論

為降低HEVC編碼中CU單元遞歸劃分的計(jì)算復(fù)雜度，文中基于運(yùn)動(dòng)矢量相似性，提出了一種快速幀間預(yù)測(cè)算法.

1) 該算法利用視頻序列中同一個(gè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)矢量相似性，通過(guò)選取當(dāng)前CU單元的劃分方式，實(shí)現(xiàn)了部分可能性較低的復(fù)雜劃分方式下運(yùn)動(dòng)估計(jì)的提前終止.通過(guò)分析當(dāng)前運(yùn)動(dòng)矢量差異程度和判定運(yùn)動(dòng)相似區(qū)域內(nèi)的當(dāng)前編碼塊，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)相似區(qū)域內(nèi)編碼塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)裁剪.

2) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法與HM9.0 算法相比，在LD、RA編碼配置下，編碼時(shí)間分別減少了41.79%和41.98%，碼率分別增加了1.73%和1.12%，峰值信噪比分別降低了0.052dB和0.041dB.表明本文算法在保證良好的率失真性能的前提下，減少了編碼時(shí)間，降低了編碼復(fù)雜度.

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[12]FANGSQ,YUM,XUSY,etal.ANovelFastInterCodingAlgorithmforHEVC[J].JournalofOptoelectronicsLaser,2015,26(5):932.

[13]LIW,WANGRD,WANGJJ,etal.AFastIntraCodingAlgorithmwithLowComplexityforHEVC[J].JournalofOptoelectronicsLaser,2015,26(3):597.

(責(zé)任編輯、校對(duì) 張 超)

簡(jiǎn) 訊

《西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》中英文摘要的寫(xiě)作要點(diǎn)

論文摘要為讀者閱覽起引導(dǎo)作用,又為文獻(xiàn)匯編、計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存、檢索做好準(zhǔn)備,成為科技情報(bào)的重要來(lái)源.科技論文的中英文摘要在寫(xiě)作時(shí)應(yīng)注意的要點(diǎn)包括：

中文摘要：① 盡量簡(jiǎn)短、開(kāi)門(mén)見(jiàn)山.不寫(xiě)課題研究的背景信息和在第一句話中重復(fù)題目或題目的一部分；② 包含正文的要點(diǎn).重點(diǎn)內(nèi)容,試驗(yàn)研究的方法、設(shè)備、材料等均不能漏掉，且要得出結(jié)論；③ 只列出最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，且摘要應(yīng)具有獨(dú)立性；④ 不要標(biāo)榜自己的研究結(jié)果；⑤ 文中不出現(xiàn)圖、表的數(shù)據(jù)；⑥ 內(nèi)容應(yīng)在正文中出現(xiàn)，不表述個(gè)人觀點(diǎn)和未來(lái)計(jì)劃，只要純粹的文章概述；⑦ 句子應(yīng)盡量簡(jiǎn)短，只敘述新信息和發(fā)現(xiàn)，刪除和減少研究細(xì)節(jié)；⑧ 縮寫(xiě)詞應(yīng)附有全稱(chēng)；⑨語(yǔ)句簡(jiǎn)潔，專(zhuān)業(yè)詞匯準(zhǔn)確.

英文摘要：不出現(xiàn)以下情況：① 一對(duì)一翻譯.避免出現(xiàn)中國(guó)式英語(yǔ)，專(zhuān)業(yè)詞匯要用專(zhuān)業(yè)詞語(yǔ)翻譯；② 主謂不一致；③ 時(shí)態(tài)不一致.

(張立新)

Estimation Algorithm of Fast Inter-Frame Motion for HEVC and Analysis of the Calculation Complexity

CHENHong,QIHua

(School of Electronic Information Engineering,Xi’an Technological University,Xi’an 710021,China)

In view of highly complicated calculation problems of inter-frame motion estimation of high efficiency video coding (HEVC),a fast termination algorithm of motion estimation on motion homogeneity was proposed.The motion homogeneity of the same object in video sequence was adopted to make a reasonable selection for the division method of current coding unit (CU) and end, in advance, motion estimation of partial and less posible complex division mode.For CU in the similar motion regions,after decomposition of next recursive depth,small prediction unit (PU) splitting motion estimation was cut.The results show:Compared with the original HEVC encoding algorithm,the proposed algorithm reduces en-coding time by 41.79% and 41.98% ,peak signal-to-noise ratio(PSNR) loss by 0.052 dB and 0.041 dB in the low-delay and random-access cases.The amount of calculation of motion estimation and the calculation complexity were reduced.

high efficiency video coding;motion estimation;motion difference;calculation complexity

10.16185/j.jxatu.edu.cn.2016.10.014

2016-03-29

陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目(12JK0503);陜西省科技廳科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2014K05-19)

陳 紅(1980—),女,西安工業(yè)大學(xué)講師,主要研究方向?yàn)閳D像處理算法、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及信息論與編碼.E-mail:chenhong8008@126.com.

TN919.81

A

1673-9965(2016)10-0848-08