● 摘要
随着数字视频技术的发展，数字视频编码已经成为非常重要的研究领域。2003年公布的H.264视频压缩标准，由于其优异的性能，被人们称为新一代压缩标准。帧内预测和帧间预测占据了H.264编码器的主要部分，其中，运动估计是视频压缩标准中的一项关键技术。视频编码这个系统的复杂度主要取决于运动估计算法，如何将运动估计最大效率化是现在的一个研究热门。由于运动估计在视频编码中的运算量之大，控制之复杂，所以运动估计模块一般都用硬件来设计。本文的目的有三条：第一是全面了解帧间预测各项技术，第二是对现有的各种运动估计算法进行分析和比较，第三是综合各项性能指标，提出一种更适合于硬件实现，更节省硬件资源的运动估计搜索算法——二步搜索算法。该算法的基础是现存的一种全搜索VLSI结构。在对现有的全搜索算法的VLSI结构进行理论分析之后，对其进行了改进，提出了本文所设计的算法，节省了大概一半的时间和资源。在对整体结构的分析之后，本文对实现该运动估计算法进行了各个功能子模块的划分，对每个功能模块进行了Verilog HDL设计和仿真，并给出了仿真波形图。通过对仿真波形图的分析，可知各个功能模块工作正常，正确的实现了二步搜索算法的结构，验证了算法的正确性。