郭少校, 谭 兮, 宗 亮

(1. 湖南工业大学 电气与信息工程学院，湖南 株洲 412000；2. 湖南人文科技学院 通信与控制工程系，湖南 娄底 417000)

H.264/AVC[1]是由ITU-T和ISO/IEC联合提出的新一代视频编解码标准，其高效的编码性能和良好的网络亲和性，使其成为近年来视频编解码技术研究的热点之一。

由于视频序列中存在较大的冗余，消除这些冗余信息的一项重要技术就是运动估计与补偿。H.264/AVC采用基于块匹配(Block Matching Algorithm)的运动估计算法，在参考帧的搜索窗口内按照一定的匹配准则(如SAD)搜索最佳匹配块，该匹配块与当前块之间的位移为运动矢量，它们的差值为残差。运动估计与补偿越精确，最终得到的残差值越小，最终需要编码的比特数就越少。

在基于块匹配的运动估计算法中，全搜索算法(Full Search)的搜索精度最高，能够找到全局最优点，但是计算量太大，其运动估计部分占整个编码运算量的60%-80%，不适宜在实际中采用。为此，各国的学者们又提出了一些快速算法，这些快速算法的整体思想就是减少搜索点数，控制搜索步骤，如三步法[2](TSS)、四步法[3](FSS)、新三步法[4](NTSS)、菱形搜索法[5](DS)、六边形搜索法[6](HEXBS)等等，但是这些算法在某种程度上易陷入局部最优。非对称十字型多层次六边形格点搜索算法(UMHexagonS)[7]是一种优秀的快速运动估计算法，已被H.264/AVC标准所采纳。该算法在保持良好的率失真性能的前提下，相对于FS可节约70%左右的运算量。

本文对UMHexagonS算法做出了三点改进：在起始点预测之后进行一次零运动块判决；改进5*5螺旋搜索，减少搜索点数；……