soluteDifference)準則;
2.均方誤差(MSE,MeanSquareError)準則;
3.歸一化互相關函數(NCCF,NormalizedCrossCorrelationFunction)準則。
在上述三種準則中,SAD準則具有不需乘法運算、實現簡單方便的優點而使用最多,但應清楚匹配準則的選用對匹配結果影響不大。
在選取匹配準則後就應進行尋找最優匹配點的搜索工作。最簡單、最可靠的方法是全搜索法(FS,FullSearch),但計算量太大,不便於實時實現。因此快速搜索法應運而生,主要有交叉搜索法、二維對數法和鑽石搜索法,其中鑽石搜索法被MPEG-4校驗模型(VM,VerificationModel)所采納,下麵詳細介紹。
鑽石搜索(DS,DiamondSearch)法以搜索模板形狀而得名,具有簡單、魯棒、高效的特點,是現有性能最優的快速搜索算法之一。其基本思想是利用搜索模板的形狀和大小對運動估計算法速度及精度產生重要影響的特性。在搜索最優匹配點時,選擇小的搜索模板可能會陷入局部最優,選擇大的搜索模板則可能無法找到最優點。因此DS算法針對視頻圖像中運動矢量的基本規律,選用了兩種形狀大小的搜索模板。
·大鑽石搜索模板(LDSP,LargeDiamondSearchPattern),包含9個候選位置;
·小鑽石搜索模板(SDSP,SmallDiamondSearchPattern),包含5個候選位置。
DS算法搜索過程如下:開始階段先重複使用大鑽石搜索模板,直到最佳匹配塊落在大鑽石中心。由於LDSP步長大,因而搜索範圍廣,可實現粗定位,使搜索不會陷於局部最小,當粗定位結束後,可認為最優點就在LDSP周圍8個點所圍菱形區域中。然後再使用小鑽石搜索模板來實現最佳匹配塊的準確定位,以不產生較大起伏,從而提高運動估計精度。
此外Sprite視頻編碼技術也在MPEG-4中應用廣泛,作為其核心技術之一。Sprite又稱鑲嵌圖或背景全景圖,是指一個視頻對象在視頻序列中所有出現部分經拚接而成的一幅圖像。利用Sprite可以直接重構該視頻對象或對其進行預測補償編碼。
Sprite視頻編碼可視為一種更為先進的運動估計和補償技術,它能夠克服基於固定分塊的傳統運動估計和補償技術的不足,MPEG-4正是采用了將傳統分塊編碼技術與Sprite編碼技術相結合的策略。
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4結束語
多媒體數據壓縮編碼的發展趨勢是基於內容的壓縮,這實際上是信息處理的高級階段,更加向人自身的信息處理方式靠近。人的信息處理並不是基於信號的,而是基於一個比較抽象的、能夠直接進行記憶和處理的方式。
MPEG-4作為新一代多媒體數據壓縮編碼的典型代表,它第一次提出了基於內容、基於對象的壓縮編碼思想。它要求對自然或合成視聽對象作更多分析甚至是理解,這正是信息處理的高級階段,因而代表了現代數據壓縮編碼技術的發展方向。
MPEG-4實現了從矩形幀到VOP的轉變以及基於像素的傳統編碼向基於對象和內容的現代編碼的轉變,這正體現了傳統視頻編碼與新一代視頻編碼的有機統一。基於內容的交互性是MPEG-4的核心思想,這對於視頻編碼技術的發展方向及廣泛應用都具有特別重要的意義。
應用
(1)應用於因特網視音頻廣播
由於上網人數與日俱增,傳統電視廣播的觀眾逐漸減少,隨之而來的便是廣告收入的減少,所以現在的固定式電視廣播最終將轉向基於TCP\/IP的因特網廣播,觀眾的收看方式也由簡單的遙控器選擇頻道轉為網上視頻點播。視頻點播的概念不是先把節目下載到硬盤,然後再播放,而是流媒體視頻(streamingvideo),點擊即觀看,邊傳輸邊播放。
現在因特網中播放視音頻的有:RealNetworks公司的RealMedia,微軟公司的WindowsMedia,蘋果公司的QuickTime,它們定義的視音頻格式互不兼容,有可能導致媒體流中難以控製的混亂,而MPEG-4為因特網視頻應用提供了一係列的標準工具,使視音頻碼流具有規範一致性。因此在因特網播放視音頻采用MPEG-4,應該說是一個安全的選擇。
(2)應用於無線通信
MPEG-4高效的碼率壓縮,交互和分級特性尤其適合於在窄帶移動網上實現多媒體通信,未來的手機將變成多媒體移動接收機,不僅可以打移動電視電話、移動上網,還可以移動接收多媒體廣播和收看電視。
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