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H.264作为一个高级视频编码标准（Advanced Video Coding,AVC），是由MPEG(MovingPicture Experts Group)和VCEG（Video Coding Experts Group）联合制定，并于2003年5月确定为国际标准。H.264标准除了具有以往标准的优势外还支持多种新技术，提供更高压缩率、更好编码效率。为了使H.264更好地服务于高清的应用系统，提高编码效率是可行办法之一。通过对H.264编码器的分析，运动估计和运动补偿技术可消除视频序列时间和空间上的冗余度以提高编码效率，它占据了整个编码处理过程绝大部分的开销，因此如何减少运动估计时间，具有研究价值。本文开始论述了H.264编码标准的原理和编码算法新技术；然后介绍了H.264中采用的运动搜索算法并对比了它们的效率；最后本文在深入研究了混合非对称十字多六边形格点搜索UMHexagonS(Unsymmetrical-cross Multi-Hexagon-grid Search)算法的基本原理和性能之后，基于该算法进行了在提前截止情况分析、动态参考搜索窗口、非均匀搜索模板和钻石搜索模板四个点进行改进，实现了一种新的基于UMHexagonS的快速运动估计算法，它改善原算法间歇性地过早陷入局部最小点的状况，同时节省了运动估计时间来保证良好的编码效率，使H.264编码能更好地应用于高清场合。通过H.264的标准测试模型JM10.2在VS2008的平台上进行代码实现，通过对具有不同运动量的6个序列进行多性能指标的测试，发现新的算法在解码视频质量和码率基本不变的情况下，使运动估计时间比UMHexagonS原算法平均节省了18.32%，提高了编码器的编码效率。