在信息化时代的今天,多媒体技术也在飞速地发展。研究发现,人们日常获取的信息大约有70%是通过视觉接收到的。随着科技的进步,人们对视频的需求会越来越多。但是,原始视频占有的存储空间是非常庞大的。如果对其直接存储,则需要很大的存储空间;如果对其直接传输,则需要很大的带宽。因此,必须对原始视频进行压缩。H.264/AVC是由ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG联合研发的视频编码标准,是现今最成熟,应用最广泛的视频压缩技术。运动估计是视频编码的核心技术,其消耗的时间占到整个编码过程的70%左右。如果能加快运动估计的速度,则必然能够提高编码器的实时编码性能,这就是研究快速运动估计算法的意义。本文首先对H.264编解码原理进行了阐述,介绍了H.264的几项关键技术。然后,阐述了运动估计的原理,并介绍了几个早期经典的运动估计算法。同时,详细分析了这些早期算法的优势和不足。接下来,对性能卓越的UMHexagonS算法进行了深入研究,分析了它的优劣。之后,基于UMHexagonS算法从三个不同的方面做出了优化:(1)基于运动矢量方向的搜索;(2)基于运动矢量分布的优化;(3)搜索范围动态调整。实验结果表明,将以上三个优化点结合起来会取得良好的优化效果。与UMHexagonS算法相比,本文算法在保证良好的率失真性能的情况下,能有效节省运动估计时间11.5%~42.9%,提升了编码器的实时编码性能。