本文以数字电视图像处理技术作为基础,针对目前存在的帧率上变换中的运动估计算法中,运动矢量估计的准确性较差,以及算法执行时间较长和收敛速度较慢的问题,进行详细地分析和比较,提出了如下改进算法:1)以三维递归块匹配搜索算法(3-dimension recursive search algorithm,3DRS)为基础,对亮度和色度信号(Luminance and Chroma signal,YC)进行混合处理,来提高运动估计矢量的准确度。2)增加动态候选矢量的选择和惩罚值,加快运动收敛进程,更快的接近真实方向。3)增大搜索窗口,能够得到更多的候选块,进而加快收敛速度,通过对每帧画面分成6×2宏块,宏块之间采取不同的搜索方向,进而更快得找到最佳的候选矢量。其收敛的速度和准确性大大加快。除了通常运动估计算法中的前向运动估计和后向运动估计之外,增加了双向运动估计算法,从而计算出与实际物体运动方向相匹配的平滑的运动矢量场。最终实验结果显示,本文提出的基于3DRS的YC混合大搜索多相位运动估计算法在客观评价以及主观评价方面,在运动矢量估计的准确性上、算法执行时间和收敛速度的比较上,都优于同类算法。