帧间预测主要包括运动估计（运动搜索方法、运动估计准则、亚像素插值和运动矢量估计）和运动补偿。

对于H.264，是对16x16的亮度块和8x8的色度块进行帧间预测编码。

A、树状结构分块

　　H.264的宏块，对于16x16的亮度宏块，可以分成16x16、16x8、8x16和8x8的子块进行帧间预测。对于8x8的块（亚宏块，亮度和色度），往下又可以分成8x8、8x4、4x8、4x4的子块。在运动估计中，每一种分割都需要尝试，并计算出运动搜索结果的代价，选择最小代价的分割方式进行预测编码。

B、运动估计准则

　　运动估计就是在搜索范围内寻找最佳估计块，使得预测块与当前块的残差数据尽量小，这样就保证编码的代价尽量小。对于MxN的像素快，s(x,y)表示当前像素值，z(x,y)表示备选预测像素值，x=1……M,y=1……N。则有下面的运动估计准则：

　　1、SAD(sum of absolute difference)：绝对误差。MAE：平均绝对差值

　　　　SAD = sum(|s(x,y)-z(x,y)|)　　　　MAE = (1/MN)*SAD

　　2、SATD

　　3、SSD(sum of squared difference)：差值的平方和。MSE：平均平方误差

　　　　SSD = sum((s(x,y)-z(x,y)^2))　　　　MSE = (1/MN)*SSD

　　可以选择上面的估计标准，计算出的值越小，说明编码代价越小。

C、运动搜索方法

　　运动搜索就是在允许的搜索范围（一般是上下左右各一个子块大小）内查找最佳匹配块的过程，主要有全局搜索和快速搜索。

　　1、全局搜索：最简单的将所有可能进行搜索比较，总是能找到搜索范围内的最佳匹配块，但是效率太低。

　　2、快搜索算法：每种算法的过程各不相同，主要通过尽量避开不太可能是最佳匹配块的位置，从而提升搜索效率。过程就是：

　　　　》1、确定搜索起始点；

　　　　》2、判断该点有没有达到最佳匹配块的要求和能不能进一步继续搜索。

　　　　》3、按照搜索规则，以起始点周围点为新的起始点进行递归搜索。

　　　　常见的快速搜索算法有：三步法、二维对数法、交叉法、菱形法等，具体每种搜索方法可以参考书籍或者百度。

D、树状分级搜索和亚像素估计

　　在运动估计时，为了提高估计精度，通常会采用1/2、1/4和1/8的像素精度进行估计，但是全部估计都这样操作会产生很大的性能开销，所以一般采用树状分级搜索。

　　树状分级搜索就是在进行在进行运动估计时，先以整像素精度进行搜索，找到最佳匹配块之后，再在该位置周围进行1/2像素精度的搜索找到最佳匹配点。如果有需要的话，可以继续在1/2像素精度的最佳匹配点周围进行1/4像素精度的搜索，寻找最佳匹配点。

　　在H.264中，对亮度和色度块的估计，分别支持1/4和1/8像素精度的运动估计。

　　1、亮度的1/2和1/4像素插值：

　　2、色度的1/8像素插值：

H.264学习笔记3——帧间预测