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下一代视频编码HEVC的帧间快速算法研究中期报告

1.研究背景

HEVC（H.265）是目前最先进的视频编码标准之一，由于其高比特率下的出色性能，已被广泛应用于高清视频、4K和8K视频等领域。然而，随着视频的分辨率和质量不断提高，压缩编码的计算需求也大幅增加。因此，如何有效地进行视频压缩编码成为了当今研究的重点。

在HEVC编码中，帧间快速算法是优化压缩编码效率的关键之一。现有的帧间快速算法主要依赖于数学模型，但是这些算法仍需要大量时间和计算资源来实现实时压缩编码。因此，需要研究新的帧间快速算法，以提高压缩编码的速度和效率。

2.研究目标

本研究的目标是提出一种新的帧间快速算法，以加速HEVC的压缩编码。该算法旨在通过优化候选模式选择过程，减少计算量，提高压缩编码效率。同时，该算法还应优化预测模式的选择和MV的搜索过程，以进一步优化压缩编码效率。

3.研究内容与进展

本研究已经完成了以下内容：

（1）研究了现有的帧间快速算法，包括多匹配运动估计算法、复合搜索算法等，分析了其优缺点。

（2）提出了一种基于归一化相关系数（NCC）的帧间快速算法。该算法通过对相邻帧的块进行NCC匹配来选择候选模式，同时利用后向搜索单元（BPU）进行MV搜索，从而减少计算量。实验结果表明，该算法可以提高压缩编码效率，但其速度仍然需要优化。

（3）研究了MV预测的方法，并提出了一种基于帧内块的预测方法。该方法可以通过对参考帧和当前帧的块进行相似性分析来预测MV，从而加速MV搜索的过程。

（4）正在研究如何进一步优化帧间快速算法的速度和效率，包括采用多线程处理、数据并行等方法，以实现实时压缩编码。

4.研究意义和价值

本研究的成果可以在提高视频编码效率的同时，降低编码的计算复杂度。尤其在高清视频和4K/8K视频领域，可以有效地提高视频编码的速度和质量，具有广泛的应用前景。同时，本研究提出的NCC匹配算法以及MV预测方法也可以应用于其他视频编码标准的快速算法研究中。