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H.264/AVC是新一代视频编码标准，采用了近几年视频编码领域的许多先进技术。包括：帧内预测、帧间预测中的可变块尺寸、亚像素精度、多参考帧预测的运动估计和运动补偿、DCT整数变换、上下文自适应二进制算术编码、去方块环路滤波等。新技术的应用使其具有更高的压缩效率，但却极大的增加了编码计算复杂度，尤其是计算复杂度较高的帧间预测中的运动估计和模式选择部分，这样就限制了H.264/AVC的应用，特别是在实时视频通信领域和嵌入式应用方面。针对这一问题，本文对计算复杂度较高的帧间预测中运动估计和模式选择算法进行了研究及改进。
首先，针对帧间预测中运动估计部分，本文提出一种改进的H.264/AVC的多模板运动矢量场自适应运动估计算法。该算法是结合已有的MVFAST算法和H.264/AVC可变块尺寸思想，根据视频图像运动类型的不同，自适应选择大六边形模板、扁平六边形和小正方形模板的多模板匹配搜索。实验结果表明，该算法在视频图像质量和输出码率的基本不变的前提下，大大节省了运动估计时间，有效的提高了编码速度。
其次，针对帧间预测中模式选择部分，本文对基于率失真优化的全模式选择算法进行了优化。优化算法利用编码模式利用概率的不同，由大到小根据相邻块时空相关性设定阈值来提前终止不必要的模式搜索。实验结果表明，该算法在视频图像质量和输出码率变化不大的前提下，提高了编码速度。
最后，将本文的两个算法结合起来进行了实验，结果表明，本文算法在视频图像质量和输出码率变化不大的前提下，节省了编码时间，提高了编码速度，同时也进一步证明了本文算法整体的稳定性和可行性。