随着近年来多媒体技术的飞速发展,许多应用领域对视频图像的实时压缩提出了更高的要求。在视频编码和处理系统中,运动估计和运动补偿技术对降低视频序列时间冗余度、提高编码效率起着非常关键的作用。一方面,运动估计的准确程度将直接决定视频编码器的编码效率。它极大地消除了视频序列的帧间相关性,大大降低了对存储空间和传输比特率的要求。另一方面,因为运动估计占用整个编码器编码时间的60%-80%,所以运动估计算法的复杂性将直接决定视频压缩编码系统的复杂性,如何提高运动估计的效率,使运动估计算法的搜索过程更健壮、更快速、更高效一直是人们研究的热点。本文着重研究了基于块匹配的运动估计算法,总结了提高运动估计算法的主要技术。最简单而且最可靠的块匹配算法是全搜索法,然而它的计算量太大,不适合实时应用。所以研究者提出了许多快速经典的运动估计算法,论文详细分析了这些常用快速运动估计算法的基本思想、具体实现步骤、模板以及性能的优缺点。在对三步搜索算法工作原理进行研究的基础上给出了两种改进的新三步搜索算法。改进后的方法充分利用视频序列运动矢量概率分布上的中心偏置特性,在三步搜索算法的基础上引入了十字型分布的4个点和六边形分布的6个点构成的搜索点群。实验结果表明,新三步搜索算法解决了三步法的小运动估计效果较差的问题,提高了搜索精度,保持了三步法的高效率。测试数据显示该算法好于四步搜索算法。这对于实时视频处理的应用有着很大的意义。