导读:本文包含了分像素插值论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:H.264,HEVC,分像素运动补偿技术,自适应插值滤波器
分像素插值论文文献综述
王刚[1]（2017）在《高效视频编码的分像素运动补偿插值算法及VLSI实现》一文中研究指出国际视频压缩编码标准H.264/AVC和H.265/HEVC运用了混合视频编码技术(运动补偿预测技术和DCT编码技术)。在混合视频编码技术中,编码器的核心算法是帧间预测,利用帧间预测可去除视频序列中时间域的冗余信息。它包括整像素运动估计和分像素运动估计。在运动估计中,利用像素间的相关性进行分像素值的内插可提高运动矢量估计的准确性,从而使运动补偿过程产生较小的残差数据。实验证明,高精度的运动补偿能够提高视频编码的压缩效率,在提高运动预测性能的同时,也带来运算量大和存储操作频繁等问题。滤波器阶数决定了参考数据的读入量,如何在保证预测准确性前提下,降低插值复杂度是目前要研究的问题。本文以国家自然科学基金项目“基于灵活四叉树模型和改进DCT的高效率视频编码研究”和吉林省教育厅“十叁五”科学技术研究规划项目“面向HEVC的滤波算法及DCT优化研究”为依托,分析了视频压缩编码理论技术研究现状、国际视频编码标准的发展过程以及视频图像插值的方法及原理。并对分像素运动补偿技术及VLSI结构设计进行深入研究。本文在H.264/AVC标准、H.265/HEVC标准的分像素插值滤波优化算法、自适应分像素插值算法和面向HEVC的高效插值滤波VLSI架构设计四个方面进行深入研究,并取得如下成果:(1)改进的H.264分像素插值滤波算法为了进一步提高H.264/AVC标准视频编码的效率,提出了一种改进的H.264分像素插值滤波算法—即滤波系数可变、系数和不变的分像素插值算法,将H.264/AVC标准中6阶滤波器替换为4阶滤波器。算法利用叁次卷积插值法求得插值滤波器系数,利用方向性插值滤波器获得分像素位置的采样,并在编码GOP结构设定进行优化。实验结果表明:在复杂度方面,相对H.264标准的算法,本文算法降低了19%空间复杂度,减小存储访问量,但计算复杂度有所增加。在编码性能方面,相对H.264标准的算法,本文算法使PSNR值平均提高0.38dB,并使比特率平均降低了4.74%。所以,本文提出的算法对不同运动程度的视频序列编码性能均有提高。(2)基于自适应滤波器的分像素插值算法针对不同分辨率的视频序列采用相同阶数滤波器进行分像素插值不能进一步提高编码性能的问题,提出了基于自适应滤波器的分像素插值算法。算法根据设定的3个不同视频序列分辨率区域,自动选择不同阶数的插值滤波器(即分辨率R≥2560×1600,选择4阶滤波器;1280×720≤R<2560×1600,选择6阶滤波器;R<1280×720,选择8阶滤波器。);在3个不同分辨率视频序列区域内,根据像素间相关性将高阶插值滤波器替换为低阶插值滤波器,实现滤波器的自适应选择。在3个不同分辨率视频序列区域内进行分像素运动补偿插值,利用原始图像代替1/2像素图像,将得到的1/2像素图像代替1/4像素图像,实现AF_FIA算法优化。实验结果表明:在空间复杂度方面,相对于HEVC标准的滤波器,4阶滤波器可以降低32%的空间复杂度,6阶滤波器可以降低16%的空间复杂度。在计算复杂度方面,4阶滤波器和6阶滤波器相对于HEVC的滤波器的乘法和加法都有大幅度降低,尤其4阶滤波器的乘法数和加法数不到HEVC的1/3左右;8阶滤波器的空间复杂度与HEVC相同,计算复杂度有所提升,但对于低分辨率的视频编码影响不大。在编码性能方面,无论是采取IBBP编码结构还是IPPP编码结构,相对HEVC标准算法,本文提出的算法提高编码增益,降低码率,具有较好的鲁棒性。(3)基于HEVC的自适应插值滤波算法为了进一步提高自适应分像素插值算法的视频图像质量,降低计算复杂度,提出了基于HEVC的自适应插值滤波算法。该算法在新编码标准H.265/HEVC视频编码框架进行编码来提高视频编码效率,通过滤波器系数对称优化,降低了码流所需滤波器系数和解码计算复杂。实验结果表明:在复杂度方面,相对NS_AIF算法和S_AIF算法,AIF_HEVC算法所需插值滤波器系数大幅度降低,与MD_AIF算法滤波器系数相当,但高于D_AIF算法。相对S_AIF算法,D_AIF算法,MD_AIF算法,AIF_HEVC算法大大降低了计算复杂度。在编码性能方面,无论是采取IBBP编码结构还是IPPP编码结构,相对D_AIF算法、S_AIF算法、CMD_AIF算法和AF_FIA优化算法,AIF_HEVC算法提高编码性能,具有较好鲁棒性。(4)面向HEVC的高效插值滤波VLSI架构设计针对数据高吞吐率和访存量高是HEVC标准解码器的瓶颈问题,提出了一种面向HEVC的高效率分像素插值滤波VLSI架构设计。首先利用滤波器系数反转对称性,设计了可复用8阶滤波器结构;之后提出了并行化设计和流水线结构分像素插值计算方案;最后在传统的单输入通道插值器基础上,提出两路并行的8输入插值器。测试结果表明:本设计插值结构在处理时间和吞吐量方面都优越于其它设计方法,在较低的工作频率就能完成相同高清/超高清视频实时传输,从而降低了传输功耗。本文所提出8输入双通道插值滤波结构能够在频率34.2MHz下完成1920×1080@30fps视频解码需求。同时,能够满足3840×2160@60fps视频的实时传输。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-12-01）
陈丽丽[2]（2014）在《基于SSE2指令集的H.265/HEVC分像素插值优化》一文中研究指出多媒体技术中的基础和核心技术都是视频编码技术。自从上个世纪90年代第一个视频编解码标准被制定以来，国际上已经制定了许多视频编码标准，但从其发展历程来看，它的目的始终是为了追求压缩性能最大化。近年来，随着高清视频的普及、超高清视频的出现，视频压缩性能与人们的实际需求之间的矛盾越来越大。为解决这个矛盾，在2010年1月ITU-T和ISO/IEC成立了联合视频编码组JCT-VC这标志着新一代视频编解码标准H.265/HEVC制定工作的正式开始，并于2013年1月推出了H.265/HEVC的1.0版本。作为视频编码算法中的一项关键技术，分像素插值算法会对视频编码的性能产生很大的影响。在视频编码标准H.265/HEVC中，使用DCT插值滤波器（DCTIF）进行分像素插值，但是其插值计算复杂度较大，尤其对于有些高分辨率视频编码的应用。通过本课题的研究，可以在不改变视频压缩质量的前提下，加快分像素插值速度，从而提高视频编解码效率，以更好满足现阶段高清视频、超高清视频普及对视频编码实时性的要求。本文主要工作及创新点如下：1.追踪视频编码标准中分像素插值方法的发展，概括现阶段视频编解码过程中典型的分像素插值方法，包括双线性插值、双叁次插值等线性插值算法以及基于轮廓的插值等非线性插值算法。对比其插值内核，插值原理和优缺点，并对多种插值方法进行实验比较与分析。2.研究H.265/HEVC视频编解码标准，对其中分像素插值内核的参数确定进行理论推导。在HEVC的10.0版本中，应用DCTIF来实现分像素插值过程，即进行亮度插值时采用8阶对称插值滤波器{-1,4,-11,40,40,-11,4,-1}实现1/2像素插值，采用7阶非对称插值滤波器{-1,4,-10,58,17,-5,1,0}和{0,1,-5,17,58,-10,4,-1}实现1/4像素插值；进行色度插值时则采用4阶插值滤波器。在本文中，我们采用第二代数据流单指令多数据扩展指令集SSE2指令集对HEVC中分像素插值过程进行指令级优化，优化后，进行半像素插值的处理速度最高提高到342%，进行1/4插值的处理速度最高提高214%，实现了插值性能的大幅提升。(本文来源于《北京工业大学》期刊2014-06-01）
李轶夫,蒋毅飞,陈李维,刘宏伟[3]（2014）在《HEVC分像素插值与自适应环路滤波融合结构设计》一文中研究指出在高效率视频编码(HEVC)的解码过程中,分像素插值和自适应环路滤波(ALF)是计算密集度最高的2个环节.针对传统的滤波器设计方法学在硬件资源优化方面存在的不足,提出一种HEVC分像素插值与ALF融合的滤波结构设计.通过分析传统滤波结构及其相应算法,利用改进的ALF结构处理分像素插值的垂直滤波运算,简化了分像素插值结构并降低了整体硬件开销.实验结果表明,该设计可满足HEVC标准HDTV 1080p(1920×1080@30fps)分辨率视频解码的实时性要求,同时其电路总面积在传统设计方案的基础上减少了28%.(本文来源于《计算机辅助设计与图形学学报》期刊2014年03期）
陈丽丽,沈燕飞,邓米克,蔡志峰[4]（2014）在《基于SSE2对H.265/HEVC中分像素插值的优化》一文中研究指出分像素插值算法是视频编码算法中的一项关键技术,对视频编码性能有非常重要的影响。在最新的视频编码标准H.265/HEVC中,提出了使用DCT插值滤波器(DCTIF)分别进行半像素和1/4像素插值,但是计算复杂度较大,尤其对于高分辨率和超高分辨率的视频编码应用。对滤波器系数的理论推导过程进行了详细介绍,并利用SSE2指令集进行了优化设计和实现,实验结果表明该方法比参考代码中的方法提高了217%~259%的性能。(本文来源于《计算机工程与应用》期刊2014年19期）
王刚,陈贺新,陈绵书[5]（2014）在《分像素插值算法的VLSI实现》一文中研究指出针对H.264/AVC标准中分像素插值运算复杂度高和存储访问量大的问题,提出新的分像素插值算法。该算法采用易于硬件实现的4阶滤波器取代6阶滤波器进行分像素插值;基于算法给出了一种1/4像素精度的8×8块插补流水线结构。经性能分析和滤波器结构比较表明,该结构在一个时钟内可以完成32个1/2像素位置的插值运算,可应用于所有大小块,且有面积小,速度快的特点。实验结果表明,与H.264标准相比,该算法可以降低15%的空间复杂度,提高了峰值信噪比,降低了比特率,提高了编码性能。(本文来源于《吉林大学学报(信息科学版)》期刊2014年01期）
孔睿,余宁梅,路伟,王冬芳,任茹[6]（2015）在《全插值分像素运动估计VLSI结构》一文中研究指出提出一种高效的分像素运动估计VLSI结构。通过采用对整个搜索窗口进行并行插值,并设计数据路由结构对数据流进行分配存储的方法,在节省存储空间的同时,有效降低了存储器的访问次数,提高了数据利用率,解决了分像素运动估计数据存储量大、搜索窗口访存次数多以及搜索时间长的问题。在SMIC 0.13μm工艺下,用Synopsys DC进行逻辑综合。在时钟频率300 MHz下,处理1080P的视频图像,速度可以达到65 frame/s。(本文来源于《计算机工程与应用》期刊2015年03期）
王刚,陈贺新,陈绵书,刘媛媛,桑爱军[7]（2013）在《一种改进的H.264分像素插值滤波算法》一文中研究指出为降低H.264分数像素插值运算复杂度和存储访问量,提出了一种滤波系数可变、系数和不变的分像素插值算法。算法以目前视频编码标准H.264的分像素内插算法为基础,根据视频图像情况确定滤波系数。与H.264标准相比,可以降低18%的空间复杂度,计算复杂度相当,存储需求小。实验结果表明,该算法提高了峰值噪声比(PSNR),降低了比特率(Bit-rate),提高了编码性能。(本文来源于《吉林大学学报(工学版)》期刊2013年S1期）
汪文祥,沈海华[8]（2011）在《多标准视频解码可重构分像素插值结构设计》一文中研究指出在各类高清视频解码过程中,分像素插值是计算最为密集的处理环节之一.针对已有分像素插值结构在兼顾性能与灵活性方面所存在的不足,提出一种适用于多标准视频解码处理的可重构分像素插值结构设计.通过分析不同标准的插值计算模式之间的共性与差异,提出一种新型可重构并串混合滤波结构,其中的数据传输通路、输入/输出数据模式以及滤波计算单元均可进行动态配置,能够支持包括VC-1,H.264/263,AVS和MPEG-1/2/4在内的多种视频标准.实验结果表明,该设计能够完成多标准实时HDTV 1080 p(1920x1088@30 fps)视频解码;同已有工作相比,该设计在同等硅片资源下能够支持更多高清视频编解码标准.该设计目前已实际应用在一款多媒体SoC芯片中.(本文来源于《计算机辅助设计与图形学学报》期刊2011年09期）
曹明,江城,张重阳,郑世宝[9]（2010）在《AVS视频编码中分像素插值的SSE2优化方法》一文中研究指出视频编码中分像素插值是运动补偿中比较复杂的算法,耗时较长。利用SSE2指令系统并行处理的特性,针对AVS视频编码的分像素插值部分提出一种优化算法。实验结果表明,该算法可使该模块的平均执行时间缩短为原来的1/3。(本文来源于《电视技术》期刊2010年11期）
熊军,李冰,时美强,陈多近[10]（2009）在《H.264/AVC中分像素插值模块的可重构设计》一文中研究指出针对H.264/AVC中分像素插值算法,提出并实现了4×4基本块的分像素插值模块的可重构流水线结构,具有可并行处理数据和连续插值等优点,同时利用该结构设计了其他块模式。在UMC0.18μm工艺下,最大频率140MHz时,综合逻辑门数为32×103门,能够满足HDTV视频图像实时处理的要求。(本文来源于《电视技术》期刊2009年S2期）
分像素插值论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
多媒体技术中的基础和核心技术都是视频编码技术。自从上个世纪90年代第一个视频编解码标准被制定以来，国际上已经制定了许多视频编码标准，但从其发展历程来看，它的目的始终是为了追求压缩性能最大化。近年来，随着高清视频的普及、超高清视频的出现，视频压缩性能与人们的实际需求之间的矛盾越来越大。为解决这个矛盾，在2010年1月ITU-T和ISO/IEC成立了联合视频编码组JCT-VC这标志着新一代视频编解码标准H.265/HEVC制定工作的正式开始，并于2013年1月推出了H.265/HEVC的1.0版本。作为视频编码算法中的一项关键技术，分像素插值算法会对视频编码的性能产生很大的影响。在视频编码标准H.265/HEVC中，使用DCT插值滤波器（DCTIF）进行分像素插值，但是其插值计算复杂度较大，尤其对于有些高分辨率视频编码的应用。通过本课题的研究，可以在不改变视频压缩质量的前提下，加快分像素插值速度，从而提高视频编解码效率，以更好满足现阶段高清视频、超高清视频普及对视频编码实时性的要求。本文主要工作及创新点如下：1.追踪视频编码标准中分像素插值方法的发展，概括现阶段视频编解码过程中典型的分像素插值方法，包括双线性插值、双叁次插值等线性插值算法以及基于轮廓的插值等非线性插值算法。对比其插值内核，插值原理和优缺点，并对多种插值方法进行实验比较与分析。2.研究H.265/HEVC视频编解码标准，对其中分像素插值内核的参数确定进行理论推导。在HEVC的10.0版本中，应用DCTIF来实现分像素插值过程，即进行亮度插值时采用8阶对称插值滤波器{-1,4,-11,40,40,-11,4,-1}实现1/2像素插值，采用7阶非对称插值滤波器{-1,4,-10,58,17,-5,1,0}和{0,1,-5,17,58,-10,4,-1}实现1/4像素插值；进行色度插值时则采用4阶插值滤波器。在本文中，我们采用第二代数据流单指令多数据扩展指令集SSE2指令集对HEVC中分像素插值过程进行指令级优化，优化后，进行半像素插值的处理速度最高提高到342%，进行1/4插值的处理速度最高提高214%，实现了插值性能的大幅提升。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
分像素插值论文参考文献
[1].王刚.高效视频编码的分像素运动补偿插值算法及VLSI实现[D].吉林大学.2017
[2].陈丽丽.基于SSE2指令集的H.265/HEVC分像素插值优化[D].北京工业大学.2014
[3].李轶夫,蒋毅飞,陈李维,刘宏伟.HEVC分像素插值与自适应环路滤波融合结构设计[J].计算机辅助设计与图形学学报.2014
[4].陈丽丽,沈燕飞,邓米克,蔡志峰.基于SSE2对H.265/HEVC中分像素插值的优化[J].计算机工程与应用.2014
[5].王刚,陈贺新,陈绵书.分像素插值算法的VLSI实现[J].吉林大学学报(信息科学版).2014
[6].孔睿,余宁梅,路伟,王冬芳,任茹.全插值分像素运动估计VLSI结构[J].计算机工程与应用.2015
[7].王刚,陈贺新,陈绵书,刘媛媛,桑爱军.一种改进的H.264分像素插值滤波算法[J].吉林大学学报(工学版).2013
[8].汪文祥,沈海华.多标准视频解码可重构分像素插值结构设计[J].计算机辅助设计与图形学学报.2011
[9].曹明,江城,张重阳,郑世宝.AVS视频编码中分像素插值的SSE2优化方法[J].电视技术.2010
[10].熊军,李冰,时美强,陈多近.H.264/AVC中分像素插值模块的可重构设计[J].电视技术.2009