运动估计是视频压缩中普遍采用的一项技术,它已经被广泛运用到了当今的国际视频压缩标准中。它是去除视频数据中的时间冗余度的有效方法,运动估计的性能直接影响到编码的效率和恢复图像的质量。然而,运动估计的计算复杂度比较高,基于运动估计的编码器的计算量主要集中在运动估计上。特别是在H.264编码器中,由于高精度运动矢量,以及可变块大小的运动估计被采用,计算量迅速增长,运动估计消耗整个视频编码的时间在70%以上。运动估计成为了视频压缩的瓶颈,因此,高效快速的运动估计算法成为视频压缩领域的研究热点。本文在H.264/AVC的技术特点和现有运动估计算法的深入研究的基础上,从块匹配和模式选择这两大关键技术上着手,提出了以下三种快速算法:(1) H.264/AVC中基于多模板搜索的快速运动估计算法。该算法首先将当前块划分为准静止块,小运动块和大运动块,然后根据判别的运动块类型相应地选择搜索模板和搜索策略。(2)基于H.264/AVC的多方向自适应运动估计。该算法根据运动类型自适应地选择搜索策略,并结合垂直方向,水平方向,对角线方向,反对角线方向的十字形模板进行多方向自适应搜索。(3)基于H.264的高效帧间预测模式选择。该算法提出了根据时间和空间的相关性,以及对平均绝对差值(SAD)的计算,来把SAD和事先设定的阈值进行比较,以通过提前确定当前的最优的模式为16×16的模式的方法来降低计算复杂度。同时该算法还根据7种模式之间的相关性,以及各个模式的概率的实验统计结果而提出新的判定准则,有效地过滤一些小概率模式,以提前确定当前宏块的模式来降低计算复杂度。实验结果表明,本文提出的三个算法在图象质量基本保持不变的情况下,极大地提高了编码速度。