● 摘要
道路交通态势空中监视技术作为一种最新的地面交通监视手段，具有监视范围大、灵活机动等优点，因此成为近年来国内外智能交通领域的研究热点。交通态势空中监视技术对图像序列质量高、码率低的要求和空基平台计算能力受限之间形成了一对矛盾。这给快速高效的视频编码算法带来了巨大挑战。本文基于H.264标准，在保持图像质量和码率基本不变的情况下研究快速视频编码算法，提出了基于运动区域分割的航拍交通视频快速编码算法以及基于全零块检测的帧间预测快速算法。基于运动区域分割的航拍交通快速编码算法的主要思想是利用航拍交通视频全局小运动和车辆占图像比例较小的特点分割图像的运动和背景区域，然后对两个区域采用不同的帧间预测算法。具体内容包括：在帧间模式选择中采用基于宏块绝对差值和（SAD）的SKIP模式预测方法并对背景区域采用较大的块分割模式；在块匹配法中采用基于全局运动矢量的起点预测方法和可变的搜索范围。实验结果表明：与H.264通用编码器x264相比，该方法仅在码率最大增加2%，恢复图像质量（用峰值信噪比PSNR表征）平均降低0.167dB的情况下，平均帧间预测耗时可降低28.6%。基于全零块检测的帧间预测快速算法是一个适用于各种视频的快速算法。该算法首先证明传统4×4全零块检测方法的一个限制条件可以去除，然后将4m×4n块分解成4×4块进行独立判断，形成各尺寸全零块检测方法，以提高帧间全零块的命中块数，最后将该方法作为运动估计和帧间模式选择提前停止的判断条件。实验结果表明：与基于4m×4n全零块检测方法相比，该方法仅在码率最大增加1%，PSNR最大下降0.1dB的情况下，平均帧间预测耗时可降低15.2%。