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H.264/AVC是ITU-T和ISO联合提出的新标准,以较高的编码效率和网络友好性成为新一代国际视频编码标准。研究和应用H.264/AVC的核心技术和思想方法,并结合实际应用,对其关键方向进行改进和发展,是一项有重要意义的工作。其中运动估计是运算量最大的模块,本文主要从实时视频应用的角度,对H.264/AVC编码过程中运动估计模块整像素部分进行了研究。
本文首先介绍了压缩编码的基本原理和发展历程,在此基础上给出了H.264/AVC标准编码的体系结构和框架,详细论述了主要功能模块及新增技术,并结合实验分析了帧间编码的性能。重点研究了视频编码标准中的运动估计算法,从块模式的选择、初始点的预测、搜索策略等方面归纳了其技术要点。深入研究了经典的搜索算法,在JM86模型上对几个经典算法仿真后进行了性能比较,总结了各算法的优缺点。随后本文针对已有经典块匹配运动估计算法的不足,提出了一种改进的快速块匹配运动估计算法。该算法采用非对称十字形、方向六边形和小菱形相结合的模板,结合初始点搜索、运动类型判断,自适应的选择搜索模板和块模式,提高了运动估计整数像素部分的搜索速度。实验结果表明,本文提出的算法的搜索质量与全搜索算法相近,对不同运动程度的视频序列,编码速度有不同程度的提高,尤其适用于运动剧烈的图像序列,是对H.264/AVC的实时应用所进行的有益探索。