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三维递归搜索(3-Dimension Recursive Search,3DRS)运动估计算法是帧率上变换(FRUC)处理系统的核心模块。基于3DRS算法采用双向运动估计的改进块匹配算法,在设计上使用块组的扫描处理方法大幅度减少系统的带宽开销,给出了系统硬件实现的架构和具体设计,并在FPGA上实现了3DRS的运动估计算法。验证结果表明该设计在FPGA上每秒钟可以处理60帧高清输入帧、15帧超高清输入帧。