H.264视频编码标准在保证图像质量的情况下比以往其他视频压缩标准具有更好的压缩性能，在如今高科技的社会得到了广泛的应用，但同时对H.264编码标准也提出了更高的要求，即实时性传输要求。运动估计在H.264编码标准中占据着重要的位置，运动估计的准确性决定了图像质量的好坏，即估计矢量得到的精度越高，图像质量越高。因此研究运动估计算法对H.264标准具有重要的意义。　　本文首先对视频压缩技术进行概要说明，重点介绍了H.264编解码器的原理，对帧内预测、帧间预测、整数变换与量化、熵编码等理论作了详细的介绍。然后在以上基础上，重点分析理解运动估计的原理，并对运动估计中经典算法进行研究分析。UMHexagonS算法比全搜索算法、三步搜索算法、菱形搜索算法等具有更好的压缩效果，因此重点分析了UMHexagonS算法，并发现了该算法不足的地方。本论文在UMHexagonS算法的基础上，对搜索模板、起始搜索点预测、提前终止策略三方面进行了优化处理，从而改善了运动估计过程中搜索的速度与搜索的精度。　　最后，改进后的算法在JM测试模板中进行仿真，通过得到的实验数据，验证了此算法的可行性。分析得到的实验数据，在对运动估计时间、PSNR、压缩码率、编码时间等性能的综合权衡比较下，改进后的算法与UMHexagonS算法相比，减少了搜索点数，降低了运动估计时间，提高了搜索速度，从而提高了编码效率。