運動估計( Motion Estimation)
運動估計的應用有很多，最初的應用的領域是視頻的編碼。
運動估計算法一般分為: 像素遞歸法pel-recursive algorithm (PRA)和塊匹配法 block-matching algorithm (BMA)。塊匹配法是把圖像分成若干矩形塊，事先假定塊做平移運動, 按照不同的準則函數對塊進行匹配；像素遞歸法則是對每一個像素的位移進行估計。相對像素遞歸法，塊匹配法的精確度比較較低, 但它的位移跟蹤能力強, 在實際中很容易實現, 得到了廣泛地應用。像素遞歸法中因為每個像素都參與，所以精度很高，但由于像素間距較小，因而實際使用中位移跟蹤能力略遜一籌。
塊匹配算法的流程
圖一 塊匹配算法的流程
在一個塊匹配算法中，每一幀都將分為許多宏塊，每個宏塊由亮度塊（luminance block）和色度塊（chrominance block）組成。通常為了編碼效率，只是在亮度塊上進行運動估計。當前幀的宏塊將與參考幀中指定范圍內的候選宏塊一一匹配，這些候選塊可以看成是原始宏塊對應不同位移量之后的宏塊，最佳的匹配快將查找出來并記錄。
由于位移是在三維空間的，而圖像只是三維空間的實物在二維平面的投影，所以運動估計是一個病態問題（an ill-posed problem）。
運動補償(Motion compensation)
用當前幀圖像的運動矢量來合成下一幀圖像的變換就稱為運動補償（Motion compensation）。
運動補償的例子：
The following is a simplistic illustrated explanation of how motion compensation works. Two successive frames were captured from the movie
Elephants Dream
. As can be seen from the images, the bottom (motion compensated) difference between two frames contains significantly less detail than the prior images, and thus compresses much better than the rest.
| Type | Example Frame | Description |
| Original |
|
Full original frame, as shown on screen. |
| Difference |
|
Differences between the original frame and the next frame. |
| Motion compensated difference |
|
Differences between the original frame and the next frame, shifted right by 2 pixels. Shifting the frame compensates for the panning of the camera, thus there is greater overlap between the two frames. |
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