【正文】 頁 Abstract With the rapid development of the Inter, multimedia technology is used more and more widely in our daily life, and multimedia munication has bee a necessity. With the rapid development of multimedia technology , which puts forward higher request to realtime pression of video image in application fields, rapid and high efficient pression algorithm is the key to solve this problem. There are many factors which affect the quality and efficiency of video pression coding, and motion estimation is one of the most influential factors. The more precise of motion estimation and the higher efficiency of video pression coding, the better quality of the decoding video image。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 III頁 論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 17 周） 第一部分 熟悉設(shè)計題目功能要求 ( 3 周 ) 第二部分 掌握 MATLAB 仿真工具 ( 3 周 ) 第三部分 對運動補(bǔ)償?shù)娜剿阉鞣椒ㄟM(jìn)行仿真 ( 5 周 ) 第四部分 完成外文摘要翻譯外文資料 ( 2 周 ) 第五部分 畢業(yè)設(shè)計文本打印裝訂善后 ( 2 周 ) 評閱及答辯 ( 1 周 ) 論文整理 ( 1 周 ) 備 注 答辯前應(yīng)向指導(dǎo)老師交畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書（書面文檔應(yīng)不少于 1萬 8千個漢字）和電子文檔（含畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書及應(yīng)用軟件）。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 審 批 人： 年 月 日 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 IV 頁 摘要 多媒體技術(shù)在人們的生活中應(yīng)用得越來越廣泛，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，多媒體通信更是成為人們必不可少的 需求。 Furthermore， in the whole video pression coding system, calculative plexity of motion estimation is the largest. Therefore, rapid and high efficient motion estimation algorithm is the point of research of video pression coding technology. The motion estimation and motion pensation technology can eliminate time redundancy of the video signal, so as to improve the coding efficiency. Studying and designing the efficient, fast and robust motion esti mation algorithm has been the important issue of study for the present video pression techniques. In all kinds of motion estimation methods, motion estimation is used widely because of its advantages such as simple principle, easy to realize ,and is adopted by many video coding standard, such as the MPEG and TH. 26 X. And in the theoretical research and practical application, it has bee a hot research topic in the field of digital video technology getting continuous development and improvement. The fast relevant algorithm also gets extensive research and development. In this paper, the main task is to analyze and study several classical motion estimation algorithms and make a parison among them. This paper introduces the research background and significance of the topic and video pression technology at first, then expounds the principle of the motion estimation based on block matching . Finally, introduces the full search method and several typical kinds of fast algorithm of block matching motion estimation, analyses their technical characteristics, and evaluates their advantages and disadvantages of the algorithm quantitatively according to 西南交通大學(xué) 本 科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 VI 頁 experimental data . At the end of this paper, we summarize the whole work and prospect the research direction in the future. Keywords: motion estimation。 研究發(fā)現(xiàn)，圖像數(shù)據(jù)表示中存在大量的冗余。 基于塊匹配的運動估計作為視頻編碼的關(guān)鍵技術(shù)，需要解決的問題是如何提高它的估 算速度和精度。然而，在記錄的原始圖像數(shù)據(jù)時，通常假設(shè)這個系統(tǒng)是均勻的和線性的，對視覺敏感和不敏感的部分同等對待，從而產(chǎn)生了比理想編碼更多的數(shù)據(jù)，這就是視覺冗余。 MPEG1旨在達(dá)到 VRC 質(zhì)量，其視頻壓縮率為 26:1。它的出現(xiàn)能推動以下的幾個方面：數(shù)字電視、動態(tài)圖像、萬維網(wǎng) (WWW)、實時多媒體監(jiān)控、低比特率下的移動多媒體通信、Inter/Intra 上的視頻流與可視游戲、基于面部表情模擬的虛擬會議、 DVD 上的交互多媒體應(yīng)用、基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可視化合作實驗室場景應(yīng)用等。補(bǔ)償時， 8 8亮度塊每個象素的補(bǔ)償值由 3個預(yù)測值加權(quán)平均而得到。而 BMA 則是基于當(dāng)前幀中一定大小的塊，在當(dāng)前幀的前后幀的一定區(qū)域內(nèi)搜索該象素塊的最佳匹配塊，作為它的預(yù)測塊。詳細(xì)闡述了各種經(jīng)典塊匹配運動估計算法，并從搜索算法在搜索速度、計算量、匹配質(zhì)量、等方面的性能進(jìn)行了分析比較。 運動估計 對于視頻序列圖像，由于相鄰幀間存在很大的時間相關(guān)性，即時間兀余 (Temp oral Redundancy)。運動估計和補(bǔ)償?shù)幕具^程是通過一定的方法在參考幀圖像中搜索當(dāng)前幀圖像的運動信息，再根據(jù)這些運動信息在參考圖像上進(jìn)行相應(yīng)的運動補(bǔ)償操作，得到一個當(dāng)前幀的重構(gòu)圖像。39。 更是最小分塊達(dá)到了 4 4，進(jìn)一步使得運動估計的結(jié)果精確。當(dāng)搜索區(qū)域變大時，運動估計的性能得到了提高，但同時需要處理的運算量也變大了。 鑒于以上視頻效果主觀判斷的局限性，視頻壓縮和視頻處理的開發(fā)者越來越傾向于客觀的判斷，應(yīng)用最廣泛的就是峰值信噪比 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)和平均 MSE。搜索區(qū)域的大小的確定就需要具體情況具體分析。而且匹配運算、數(shù)據(jù)讀取復(fù)雜度很大程度上決定于所采用的塊匹配準(zhǔn)則。39。 運動估計的一個基本問題是如何選擇運動信息的表示方式，這又與運動估計的算法模型密切相關(guān) 。這方面一種有效的方法就是基于塊匹配的運動估計 (Motion Estimation， ME)，因為算法簡單，便于實現(xiàn)等優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用。 總結(jié)與展望。 本文的研究都是針對塊匹配的運動估計算法，在后文中，如無特別說明，所提到的運動估計也都是指基于塊匹配的運動估計。 (3) 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 是由 ISO/IEC 與 ITUT組成的聯(lián)合視頻組 (JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)。這一變化會與 1990 年 MPEG2壓縮標(biāo)準(zhǔn)的推出一樣巨大，而且隨著視頻通信應(yīng)用的快速發(fā)展， MPEG4 標(biāo)準(zhǔn)勢會影響到范圍廣泛的多種應(yīng)用領(lǐng)域。 MPEG2 在 NTSC 制式下的分辨率可達(dá) 720 486,MPEG2能夠提供廣播級的視像和 CD級的音質(zhì)。每一幀都可以利用圖像編解碼器(JPEG)進(jìn)行幀內(nèi)編碼 (Intraframe Coding),每一幀在內(nèi)部先進(jìn)行編碼而沒有考慮到其它的幀。它的研究和應(yīng)用必將促進(jìn)計算機(jī)通信、圖像 西南交通大學(xué) 本 科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 3 頁 通信和多媒體技術(shù)的發(fā)展。對于靜態(tài)圖像，最主要的數(shù)據(jù)冗余是空間冗余。 Threestep search method 西南交通大學(xué) 本 科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 VII 頁