H.264是ITU-TVCEG和ISO／IEC MPEG联合制定的最新的国际视频编解码标准,相比以往的标准,H.264具有低码率、高画质、高压缩比等特点,但在提高编码效率的同时,计算复杂度也提高了几倍甚至十几倍。在H.264中,运动估计是视频编码最为关键技术之一,也是制约视频实时编码的瓶颈。据统计,采用多参考帧及所有分块模式的运动估计占整个H.264编码器计算量的85％以上,采用单参考帧的运动估计也至少占整个编码器计算量的60％以上,因此研究基于H.264的快速运动估计算法有着重要的意义。　　 本研究主要内容包括：⑴介绍了H.264／AVC标准的编解码框架,然后对其主要技术特点如帧内预测、帧间预测、可变块大小运动估计、多帧参考等进行了分析,同时在此基础上对全搜索法、三步搜索法、新三步搜索法、基于块的梯度下降搜索法、四步法、菱形搜索法、六边形算法等经典算法进行了分析总结。⑵针对目前最为优秀的运动估计算法之一非对称十字型多层次六边形搜索算法UMHexagonS提出了两种改进方案。在高效的起始点预测之后,通过引入自适应的终止搜索因子,实现对不同尺寸静止宏块的判断,减少了陷入搜索冗余的可能。同时针对UMHexagonS中采用的静态搜索长度,提出使用改进的动态搜索窗口,对搜索窗口的长度进行动态调节。实验结果表明,本文提出的改进方案与UMHexagonS相比,在基本不影响视频质量的情况下,平均减少了约21.21％的运动估计时耗。⑶提出了一种新的基于搜索模式自适应的快速运动估计算法。该算法首先通过运动矢量之间的时空相关性对搜索起始点进行准确的预测,然后对相邻宏块之间的相关性进行判断,根据不同的宏块类型自适应选择不同的搜索模板和搜索策略,对于运动非常剧烈的宏块采用改进的偏水平十字形模板,对于较剧烈的宏块,根据当前块尺寸选择具有方向偏置性的水平、垂直扁六边形完成搜索,对于小运动宏块采用风筝形模板(KSP)完成精确定位；最后选取不同运动类型的多组视频序列对提出的算法进行了实验,验证了本文算法的可行性、有效性、稳定性。