视频压缩标准H.264具有低码率、高画质、高压缩比的特点,但这种高性能是以增大计算复杂度为代价的。基于块的运动估计和运动补偿是视频编码的重要组成技术,H.264采用了多种不同的编码模式和多参考帧,这使得运动估计成为H.264编码器中最耗时的部分,它占了整个编码器运算量的60%以上。因此,在保证高性能前提下,如何减少运动估计时间,成为目前视频压缩领域研究的热点之一。本文首先对视频编码的基础知识、国际上的各种压缩编码标准进行了阐述;接着介绍了H.264的关键技术;再重点介绍了运动估计原理以及几种有效的固定模式运动估计算法;然后在此基础上,归纳并简单介绍了基于H.264的运动估计特点和策略;最后提出了改进的运动估计算法。大量的算法研究都是通过减少搜索点数来降低计算量的。在这方面,固定模式的运动估计已经取得了很大的成效。无论哪种快速固定模式搜索算法,都没有利用图像本身的特征,它需要穷尽搜索所有的候选者,而且容易陷入局部最优。在视频序列帧中,人们感兴趣的往往是运动的物体,背景块拥有较多的静止块,帧间背景间的运动可以认为完全是由摄像机的运动引起的;物体的运动矢量一般不会偏离其搜索起点很远;边缘信息常因匹配低而被丢失。本文介绍了运动矢量场的特征,对帧间编码的最佳模式进行了统计和分析。针对固定模式没有利用图像本身特征这一不足点,提出了一种基于块特征分类的可变块运动估计算法(VBBFC)。首先进行skip模式和静止16×16块判断;然后利用相邻块的运动矢量预测当前块的运动类型,将宏块分为3种运动类型:小运动块、中度运动块、剧烈运动块;最后根据不同的运动类型选择合适的可能编码模式。算法的搜索策略如下:静止块判断、背景块、前景块和边缘块检测、起点预测、搜索窗口的改进以及精确的边缘块匹配。实验结果显示,本文算法与FS、UMHEX、SUMHEX、EPZS比较,搜索速度大大提高,PSNR和码率只有很小的变化,基本保证了视频编码的质量。