随着网络和多媒体技术的发展,视觉通信的需求急剧增加,数字视频技术在通信和广播领域获得了日益广泛的应用。视频信息和多媒体信息在Internet和移动网络中的处理和传输技术成为了当前信息化中的热点。随着视频压缩算法的日益成熟,许多视频编码标准相继提出,其中H.264/AVC是由ITU-T和ISO联合提出的新标准,它集合了几年来的最新研究成果,在保证相同的图像质量的条件下,比H.263和MPEG-4标准节省50%的码流。但它是以牺牲运算量换来的码流的降低,其中运动估计又是运算量最大的部分。因此,在实际应用中对运动估计的研究就具有很高的实用性。本文以JM模型为平台,分别对全搜索和UMHexagonS算法进行了研究,并对其进行了优化和改进,以降低运动估计的复杂性,提高编码效率。本文首先介绍了视频编码标准研究背景及发展历史,然后分析了H.264/AVC标准的有关基本概念、基本框架和关键技术,最后对预测技术进行了介绍,详细地阐述了帧内预测模式和运动估计原理,并进一步对运动估计的关键技术进行了分析研究,包括块匹配准则的选取,搜索起点的预测,搜索模式及搜索策略分析。根据运动搜索算法的完整性可将搜索算法分为两类:全搜索法和快速搜索法。本文分别从这两方面进行研究,主要工作如下:(1)研究了全搜索算法,为了减少运动估计中全搜索过程的运算量,提出了一种运动搜索算法的优化模型。通过对运动搜索区域和搜索顺序的优化,缩小了全搜索范围并提高了块匹配搜索的速度。实验结果表明,较全搜索算法,在图像质量得到优化的前提下,该模型搜索速度有了大幅的提高。(2)分析了几种典型的快速算法,并对UMHexagonS算法进行了进一步研究。依据视频特性,将运动类型与方向搜索模板进行了结合,提出了运动类型优化模型。实验表明,与UMHexagonS算法相比,改进算法在编码质量损失很小的前提下,显著降低了编码时间,提高了编码效率。