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随着网络技术的快速发展,人们获取信息的方式不再是只通过简单的文本、图片,音视频早已走入我们的生活,成为我们生活中不可或缺的一部分。流媒体是一种用于多媒体传播和处理的新型技术,采用流式方式在网络上实时传播的媒体格式,能够在下载的同时播放音视频,很大程度上节省了用户等待时间。流媒体的关键技术之一就是视频压缩编码,如果直接将原始视频文件放在网络上进行存储和传输的话则十分困难,因此必须将视频文件进行适当的压缩。视频流传输中编解码标准主要有国际电信联盟的H.26x系列、国际标准化组织运动图像专家组的MPEG系列标准以及最新视频编码标准H.265/HEVC。本文的研究重点是最新视频编码标准H.265/HEVC(High Efficiency Video Coding)。HEVC是由JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)组织开发,相比较于上一代视频编码标准H.264在编码效率上提升了一倍以上。然而这一重要性能是通过增加编码器的计算复杂度实现的。运动估计(Motion Estimation,ME)是HEVC的关键技术,此外,它也是视频编码中最关键、最耗时任务之一。因此为了解决HEVC高复杂度的问题,我们必须从运动估计开始着手。本文将几种经典运动估计算法进行比较分析,接着引出最新且搜索性能较好的TZSearch(Test Zone Search)算法,对该算法的搜索过程进行介绍。虽然TZSearch在算法复杂性和编码效率之间保持合理的折中,并且仍然保持着类似的RD性能。然而,TZSearch的计算复杂度仍然很高,于是本文在TZSearch算法的基础上提出了一种基于旋转五边形搜索的搜索算法,以减少HEVC中的运动估计时间。通过对TZSearch算法的深入研究分析,对初始搜索点、搜索点数、搜索范围、搜索方法、搜索模板等方面进行改进和优化。新的算法减少了不必要的搜索点数、搜索空间、降低编码时间、提高编码效率而且保证了搜索的精度。将优化后的算法在VS2010开发平台,HEVC官方参考软件HM上进行仿真实验,通过实验数据的分析可得,相比原算法以及全搜索算法,本文算法在保证视频质量的前提下,大大缩短了运动估计时间,降低了算法编码复杂度,提升了编码速率。