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学号：**************课程设计题目通信工程应用技术学院信息工程学院专业通信工程班级姓名指导教师2014年1月16日武汉理工大学《通信工程应用技术》课程设计说明书2课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目:多媒体信息处理初始条件：MATLAB及数字图像视频处理基础要求完成的主要任务:任务：设计视频压缩系统中的运动估计算法：全搜索法（FS:FullSearch）和三步法(TSS:ThreeStepSearch)，比较二种方法的搜索点和每帧的峰值信噪比（PSNR：peaksignaltonoiseratio）要求：1、编制算法代码；2、对视频进行运动估计；3、计算PSNR。时间安排：序号设计内容所用时间1根据设计任务确定实验方案2天2根据实验条件进行测试，并对结果进行分析7天3撰写课程设计报告1天合计2周指导教师签名:2014年月日系主任签名:2014年月日武汉理工大学《通信工程应用技术》课程设计说明书3目录摘要-------------------------------------------------------------------------------IAbstract----------------------------------------------------------------------------II1设计任务---------------------------------------------------------------------------11.1设计目的----------------------------------------------------------------------------------------------------------------11.2设计要求----------------------------------------------------------------------------------------------------------------12视频压缩介绍-----------------------------------------------------------------------22.1视频压缩技术发展概况及国际标准------------------------------------------------------------------------------22.2视频压缩中的主要研究内容----------------------------------------------------------------------------------------22.3视频压缩技术面临的挑战------------------------------------------------------------------------------------------32.4运动估计在视频压缩中的重要性---------------------------------------------------------------------------------43视频压缩系统中的运动估计技术-------------------------------------------------------53.1视频压缩系统的基本框架------------------------------------------------------------------------------------------53.2运动估计----------------------------------------------------------------------------------------------------------------63.2.1运动估计的基本原理--------------------------------------------------------------------------------------73.2.2运动估计技术-------------------------------------------------------------------------------------------------73.2.3搜索范围--------------------------------------------------------------------------------------------------------83.2.4搜索策略--------------------------------------------------------------------------------------------------------84运动估计算法分析------------------------------------------------------------------104.1基于块匹配的运动估计技术--------------------------------------------------------------------------------------104.1.1块匹配运动估计的基本原理------------------------------------------------------------------------------104.1.2块匹配法-------------------------------------------------------------------------------------------------------114.1.3块匹配运动估计算法的研究现状------------------------------------------------------------------------124.2全搜索法----------------------------------------------------------------------------------------------------------------134.2.1全搜索法原理-------------------------------------------------------------------------------------------------134.2.2全搜索法特点------------------------------------------------------------------------------------------------134.3三步搜索法------------------------------------------------------------------------------------------------------------144.3.1三步搜索法原理---------------------------------------------------------------------------------------------144.3.2三步法特点---------------------------------------------------------------------------------------------------144.4峰值信噪比------------------------------------------------------------------------------------------------------------145仿真结果--------------------------------------------------------------------------165.1全搜索算法仿真结果------------------------------------------------------------------------------------------------165.2三步搜索法仿真结果------------------------------------------------------------------------------------------------175.3仿真结果分析----------------------------------------------------------------------------------------------------------186心得体会--------------------------------------------------------------------------207参考文献--------------------------------------------------------------------------21附录-------------------------------------------------------------------------------22武汉理工大学《通信工程应用技术》课程设计说明书I摘要运动估计算法是视频压缩编码的核心算法之一，通常也是编码器中计算量最大的环节。在视频编码和处理系统中，运动估计和运动补偿技术对降低视频序列时间冗余度、提高编码效率起着非常关键的作用。运动估计的准确程度将直接决定视频编码器的编码效率。它极大地消除了视频序列的帧间相关性。高质量的运动估计算法是高效视频编码的前提和基础，因此分析和研究快速运动估计算法，提高编码器速度是非常必要的，运动估计算法采用某一匹配准则在搜索区域内搜索最佳匹配点获得运动矢量。不同的搜索方法在搜索最佳匹配点上采用了不同的搜索策略，通常的搜索算法主要有全搜索法、三步搜索法、新三步搜索法、菱形搜索法等搜索方法。目前的各种搜索算法都试图在搜索速度和精度之间取得最好的折衷。本次课程设计设计视频压缩系统中的运动估计算法用全搜索法和三步法，并比较二种方法的搜索点和每帧的峰值信噪比。关键字：视频压缩；运功估计；全搜索；三步法武汉理工大学《通信工程应用技术》课程设计说明书IIAbstractMotionestimationalgorithmisoneofthecorealgorithmofvideocompressioncoding,computationisoftenthelargestpartoftheencoder.Inthevideocodingandprocessingsystem,motionestimationandmotioncompensationtechnologytoreducetheredundancyofvideosequencetime,improvethecodingefficiencyplaysaveryimportantrole.Theaccuracyofmotionestimationdirectlyaffectstheefficiencyofthevideocoder.Itgreatlyeliminatestheinterframecorrelation.Highqualitymotionestimationalgorithmisthebasisandprerequisitefore