基于H.264/AVC视频编码算法综述Abstract:H.264/AVCisthevideocodingstandardjointlydevelopedbyITU-TVideoCodingExpertsGroup(VCEG)andISO/IECMovingPictureExpertsGroup(MPEG).Thiscodingstandardhashighcodingefficiencywhichissignificantlyincreasedinthelowbit-ratecomparedwithMPEG-4,andisavailableforthelow-bandwidth?high-qualitynetworkvideoapplications.InordertofacilitatetherealizationofH.264inthelowbitrateandreal-timeapplicationsystemthecodingalgorithmhastobeoptimized.AftertheanalysisofH.264encoderwecangetthat,motionestimationisoneofthemainlytechnologyforthevideocompressioncoding,andwiththemotioncompensationtechnologytheycaneliminatetimeredundantofvideosignaltoimprovethecodingefficiency.Asaresult,howtoimprovetheefficiencyofmotionestimationtomakethesearchprocessmorerobustJaslerandmoreefiicienlbecomesoneofthehoispotsofthecurrentstudy.ThispaperfirstdiscussesthebasicprinciplesandkeytechnologiesofH.264videocodingstandard;thenintroducesseveralexistingclassicalBlock-MalchingMotionEstimationandanalysestheirstrengthsandweaknessesrespectively;while,indepthanalysestheH.264recommendedcorealgorithmofmotionestimationUMHexagonSandOtherfastoptimizationalgorithm・Keywords:H.264/AVC,inotionestimation,motionvector,videocompression摘要：II.261/AVC是山ITU-T视频编码专家纽VCEG(VideoCodingExpertsGroup)和1S0/1EC运动图象专家组MPEG(MovingPictureExpertsGroup)共同制定的视频编码标准，这一编码标准可获得很高的编码效率，尤其是在低码率方面比MPEG-4有明显提高，适合低宽带、高质量网络视频应用的需要。为了方便11.264在低码率高实时性应用系统中的实现，须对其编码算法进行优化。经过对H.261编码器的分析可以得出，运动估计是视频压缩编码屮的核心技术之一，采用运动估计和运动补偿技术可消除视频信号的时间冗余以提高编码效率。本文首先论述fII.264视频编码标准的基本原理和关键技术：然后主要介绍了儿种已有的经典块匹配运动估计算法，并分析了它们的优缺点；随后本文深入的分析r11.264推荐的运动估计核心算法UMHexagonS,以及其他快速优化算法的研究。关键词：1I.261/AVC;运动估计；运动矢最；视频压缩中图法分类号：TP30I文献标识码:A1引言11264标准是山JVT(JointVideoTeam,视频联合工作组)组织提出的新一代数字视频编码标准。JVT于2001年12月在泰国Pattaya成立。它由ITIJ-T的VCEG(视频编码专家组)和IS0/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)两个国际标准化组织的专家联合组成。JVT的工作H标是制定一个新的视频编码标准，以实现视频的高压缩比、高图像质量、良好的网络适应性等H标11264标准。11264标准将作为MPEG-4标准的一个新的部分(MPEG-4part.10)而获得批准，是一个面向未來11)和无线环境下的新数字视频压缩编码标准。2H.264/AVC视频编码技术2.1H.264/AVC的结构2.1.1档次和级II.261规定了三种档次，毎个档次支持一组特定的编码功能，并支持一类特定的应用。1）基本档次：利用I片和P片支持帧内和帧间编码，支持利用基于上下文的自适应的变长编码进行的爛编码（CAVLC）o主要用于可视电话、会议电视、无线通信等实时视频通信；2）生要档次：支持隔行视频，采用B片的帧间编码和采用加权预测的帧内编码；支持利用基于上下文的自适应的算术编码（CABAC）。主要用于数字广播电视与数字视频存储：3）扩展档次：支持码流之间有效的切换（SP和S1片）、改进误码性（数据分割），但不支持隔行视频和CABACo档次设置不同参数（如取样速率、图像尺寸、编码比特率等），得到编解码器性能不同的级。2.1.2编码数据格式II.264支持1:2:0的连续或隔行视频的编码和解码。II.264的功能分为两层,即视频编码层（VCL）和网络提取层（NAL,NetworkAbstractionLayer）□VCL数据即编码处理的输出,它表示被压缩编码后的视频数据序列。在VCL数据传输或存储之前,这些编码的VCL数据，先被映射或封装进NAL单元屮。每个NAL单元包括一个...