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H.264是由国际标准化组织/国际电工技术委员会(ISO/IEC)的运动图像专家组(MPEG)与国际电信联盟(ITU-T)的视频编码专家组(VCEG)共同制定的新一代视频压缩编码标准。该编码标准具有高画质、高压缩比、低码率等特点,具有很广泛的应用。然而,其高效的压缩效果是以增加编码算法复杂度为代价的,其中,运动估计决定了编码的效率,因此研究基于H.264的运动估计算法具有十分重要的意义。 本论文首先简要介绍了视频压缩编码相关技术和发展历程以及其中运动估计技术的国内外发展现状,并着重分析和讨论了H.264标准中引入的先进技术,如4×4整数变换、空域内的帧内预测、1/4像素精度的运动估计、多参考帧与多种大小块的帧间预测技术等。 随后,论文介绍了几种已有的经典块匹配运动估计算法,并分析了它们的优缺点;通过对当前大量运动估计技术和视频序列特点的分析,综合利用了基于时间和空间 相关性的初始搜索点预测技术,自适应阀值静止块判定技术和根据宏块运动类型自适应选择搜索策略技术,提出了一种基于方向自适应的运动估计混合模板搜索算法。该算法与仅利用空间相关性预测起点的运动估计算法相比,充分利用时间和空间相关性,提高了预测起点的准确性;通过自适应阀值静止块判定技术,解决了常量阀值静止块判定技术仅适应某种特定序列类型的缺点;通过自适应选择搜索策略技术,解决了单一搜索策略模式下,不能兼顾视频压缩图像质量和速度的局限。 仿真实验结果表明,本论文算法与H.264标准提供的UMHexagonS算法相比,在保证编码质量的前提下,大大降低了运动估计时间,提高了编码效率。