随着近年来多媒体技术的飞速发展,许多视频应用如视频点播、视频会议、手机视频等都要求视频压缩系统具有实时性,快速、高效的压缩算法是解决这一问题的关键。运动估计作为视频压缩的关键技术,也是压缩编码中运算最复杂、最耗时的环节,有研究结果显示,对于新一代视频编码标准H.264,单帧参考,运动估计占总运算量的70%;多参考帧参考,这个比例能达到90%。因此快速而高效的运动估计算法一直是工业界和学术界研究的热点。在各种运动估计方法中,块匹配法由于其简单、易于硬件实现等优点,其相关快速算法得到了广泛的研究和应用。本文重点研究了基于单参考帧帧和多参考帧帧的块匹配运动估计快速算法。主要内容为:在详细分析了各种经典运动估计算法的基础上,针对单参考帧的情形,根据运动矢量的分布特性,综合采用多参考运动矢量预测、自适应的终止准则、多搜索模板等一系列技术,提出了一种改进的自适应十字-方形运动估计快速算法。通过在H.264验证模型JM10.2上测试发现,与其他算法相比,本算法在保持相似的峰值信噪比和码率的前提下,计算复杂度最低,表明了本算法的高效性。针对H.264支持多参考帧和多模式的特点,根据运动矢量的统计特性以及各个参考帧和各个模式对编码效率的提升作用不同的特点,提出了一种改进的基于H.264的多参考帧运动估计快速算法。本算法形式简单、易于实现,充分考虑了图像序列的时空相关性,将运动矢量复用和多种终止条件的结合在一起。实验证明,在低码率序列图像传输中,此多参考帧搜索算法在匹配精度和运算速度方面都有一定的优越性。