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H.264是ITU-T的VCEG(Video Coding Experts Group)和ISO/IEC的MPEG(Moving Picture Expert Group)组成的联合视频组(Joint Video Team,JVT)开发的一个新的数字视频编码标准。它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分,也称之为H.264/AVC。该标准于1998年1月份开始草案征集,1999年9月,完成第一个草案,2001年5月制定了其测试模型TML-8,2002年6月JVT第5次会议通过了H.264的FCD版[2]。2003年3月正式发布。 H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的大幅度增加,其中运动估计占总计算量的40％以上。因此,研究基于H.264的运动估计技术可以在目前最好的视频编码器上获得更高的编码效率。 本文在详细分析H.264视频编码标准特性的基础上,深入研究了运动估计技术的基本原理和经典算法。通过对经典运动估计算法仿真试验,给出了较完整的试验数据和比较结果。根据视频序列运动矢量时空相关性和中心偏置特性,给出了一种基于该两种特性的快速运动估计算法,并结合菱形模板实现了该算法——改进菱形算法。试验结果表明,新算法在保证视频图像质量的前提下,有效地降低了计算复杂度,是一种较为实用的优秀的快速运动估计算法,特别是对于视频会议等运动较少的应用有更好的表现。同时研究了视频序列可变多参考帧技术,给出了一种简易有效的多参考帧快速运动估计算法。试验结果表明在编码后的失真度损失较小的情况下,该算法与标准参考模型JM中UMHexagonS算法比较减少了计算量。