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1、本科毕业设计论文本科毕业设计论文_ _视频压缩中基于快匹配算法的运动视频压缩中基于快匹配算法的运动补偿预测补偿预测西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）视频压缩中基于快匹配算法的运动补偿预测BLOCK MATCHING ALGORITHM BASED ON THE FORECASTING MOTION COMPENSATION VIDEO COMPRESSION2011 年 06 月承 诺本人郑重所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果除文中特别加以标注引用的内容外本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果对本研究做出贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明签名 年
2、月 日毕业设计（论文）任务书班 级 07 计通本一班 学生姓名 李波 学 号 20078191 发题日期：2011 年 2 月 28 日 完成日期：2011 年 6 月 24 日题 目 视频压缩中基于块匹配算法的运动补偿预测 1、本论文的目的、意义 运动的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.8 万字； （6）应完成不少于一万英文字符的翻译及将毕业
3、设计 论文 的中文摘要翻译成英文。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 17 周）第一部分熟悉设计题目功能要求 3 周 第二部分掌握 MATLAB 仿真工具 3 周 第三部分对运动补偿的三步搜索方法进行仿真 5 周 第四部分完成外文摘要翻译外文资料 2 周 第五部分毕业设计文本打印装订善后 2 周 评阅及答辩 1 周 论文整理 1周 备 注 答辩前应向指导老师交毕业设计（论文）说明书（书面文档应不少于 1 万 8 千个汉字）和电子文档（含毕业设计（论文）说明书及应用软件） 。指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘要多媒体技术在人们的生活中应用得越来越广泛，随着互联网的快速发展，多媒体
4、通信更是成为人们必不可少的需求。多媒体技术的飞速发展，使得许多应用领域对视频图像的实时压缩提出了更高的要求，快速、高效的压缩算法是解决这一问题的关键。影响视频压缩编码质量和效率的因素很多，运动估计是其中最有影响力的因素之一。运动估计得越准确，视频压缩编码的效率就越高，解码出来的视频图像质量越好;而且，运动估计在整个视频压缩编码系统中的计算复杂度最大。因此，快速、高效的运动估计算法是视频压缩编码技术的研究重点。采用运动估计和运动补偿技术可以消除视频信号的时间冗余，从而提高编码效率。研究设计高效、快速、鲁棒的运动估计算法成为目前视频压缩技术中研究的重要课题。在各种运动估计方法中，块匹配法由于其原理
5、简单、便于实现等优点得到了普遍应用，被许多视频编码标准（如 MPEG 以及 TH.26X）所采用，在理论研究和实践应用中，得到了不断的发展和完善，成为数字视频技术的一个研究热点。其相关快速算法也得到了广泛的研究和发展。本论文中，主要的任务是分析和研究几种经典的运动估计算法，并对它们进行相关比较。本文首先介绍了课题的研究背景与意义以及视频压缩技术，然后阐述了基于块匹配的运动估计的基本原理，最后详细介绍了全搜索法和几种典型的块匹配运动估计快速算法，分析了它们各自的技术特点，通过实验数据定量地评价了各算法的优缺点。文章最后对本文工作进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。关键词: 运动估计;块匹配
6、;三步搜索法AbstractWith the rapid development of the Internet, multimedia technology is used more and more widely in our daily life, and multimedia communication has become a necessity. With the rapid development of multimedia technology , which puts forward higher request to real-time compression of vid
7、eo image in application fields, rapid and high efficient compression algorithm is the key to solve this problem.There are many factors which affect the quality and efficiency of video compression coding, and motion estimation is one of the most influential factors. The more precise of motion estimat
8、ion and the higher efficiency of video compression coding, the better quality of the decoding video image; Furthermore，in the whole video compression coding system, calculative complexity of motion estimation is the largest. Therefore, rapid and high efficient motion estimation algorithm is the poin
9、t of research of video compression coding technology. The motion estimation and motion compensation technology can eliminate time redundancy of the video signal, so as to improve the coding efficiency. Studying and designing the efficient, fast and robust motion estimation algorithm has been the imp
10、ortant issue of study for the present video compression techniques. In all kinds of motion estimation methods, motion estimation is used widely because of its advantages such as simple principle, easy to realize ,and is adopted by many video coding standard, such as the MPEG and TH. 26 X. And in the
11、 theoretical research and practical application, it has become a hot research topic in the field of digital video technology getting continuous development and improvement. The fast relevant algorithm also gets extensive research and development.In this paper, the main task is to analyze and study s
12、everal classical motion estimation algorithms and make a comparison among them. This paper introduces the research background and significance of the topic and video compression technology at first, then expounds the principle of the motion estimation based on block matching . Finally, introduces th
13、e full search method and several typical kinds of fast algorithm of block matching motion estimation, analyses their technical characteristics, and evaluates their advantages and disadvantages of the algorithm quantitatively according to experimental data .At the end of this paper, we summarize the
14、whole work and prospect the research direction in the future.Keywords: motion estimation; Block matching; Three-step search method目 录第 1 章 绪论11.1 引言1课题的背景与意义1视频压缩技术介绍31.2 运动估计的研究现状71.3 本文主要内容和工作安排 7第 2 章 运动估计概述及其技术指标92.1 运动估计 102.2 块匹配运动估计的基本原理122.3 块匹配的运动估计的参数和指标14分块大小 14匹配准则 14搜索范围的确定15估计精度 162.4
15、算法评定指标 16第 3 章 典型块匹配运动估计算法分析 183.1 全搜索法（FS）183.2 快速匹配算法 19三步搜索法（FSS）19新三步搜索法（NTSS）21四步搜索法（FSS）24钻石搜索法（DS）25六边形搜索法（HEXBS）273.3 运动估计算法仿真 30实验平台 30三步搜索法仿真示例 31实验结果 33实验结果分析 353.4 本章小结 35结束语 374.1 本文工作总结 374.2 研究展望 37致谢39参考文献40第 1 章 绪论1.1 引言课题的背景与意义随着信息技术的发展和社会的不断进步，人类对信息的需求越来越丰富，人们希望无论何时何地都能够方便、快捷、灵活的通过语音、数据、图像与视频等多种方式进行通信。视觉信息给人们直观、生动的形象，图像/视频的传输更受到广泛的关注。数字信号处理技术、物理媒体与网络技术、超大规模集成电路技术突飞猛进的发展，使得多媒体通信成为研究和应用的热点。其中，最为关键的技术是数字视频的处理和传输技术，它将电视技术、计算
