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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.