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H.264/AVC(Advanced Video Coding)是由国际电信联盟(ITU-T)的视频编码专家组(VCEG)和国际标准化组织ISO/IEC的运动图像专家组(MPEG)共同制定的新一代的视频压缩编码标准。H.264标准是一种高性能的视频编码技术,其最大的优点是具有很高的压缩比率。在具有高压缩比的同时,还拥有高质量流畅的图像,然而,也带来了高度的计算复杂度,尤其是在运动估计模块中。因此,如何在保持高压缩率和良好的视频质量的条件下,有效地降低运动估计的计算复杂度,从而减少编码的时间,是目前研究的热点之一。
本文首先对H.264运动估计算法的研究背景和意义及国内外研究现状进行了深入分析,接着阐述了视频编码的基本理论。然后,从总体上把握H.264/AVC框架结构,并详细阐述了它的主要关键技术。再接着,对块匹配的运动估计原理进行讨论,并且分析比较了几种经典的运动估计搜索算法。最后深入研究运动估计EPZS算法后,掌握该算法如何采用了初始预测矢量的搜索,自适应中途停止策略,和利用搜索模板对最终运动矢量的确定这些技术。领悟到这些技术的应用提高了H.264视频标准编码的性能,同时使它成为一种高效的运动估计算法。然而该算法在计算出初始预测矢量集中的矢量所对应的最小的块残差代价值min mcost,当min mcost非常接近之前设好的退出阈值时,仍继续使用模板搜索最佳运动矢量,从而增加了运动估计的计算复杂度。本文对EPZS算法这点不足之处,提出增强搜索模板使用条件的有效方法。通过实验表明在改进后,在峰值信躁比基本保持不变的情况下,减少了它运动估计时间,和编码的总时间,对H.264的实时编码的应用具有一定的意义。