多媒体信息通讯是数字信息时代技术发展的重要一环,图像、音视频资源是人们获得信息的主要来源。但高质量的原始视频信息在留存和传输的过程中需要耗费大量的存储空间和传输带宽,这就对视频源的压缩技术提出了很高的要求。经过了20多年的发展,现在被广泛应用的第二代信源编码技术已经较好的解决了存储和传输的问题。作为我国自主的第二代信源编码标准-AVS标准在技术水平和社会效应上都已经达到了国际水平。目前针对AVS标准的解码器技术已经相对成熟,但编码器方面还有待发展,尤其是高清实时的编码芯片还很鲜见。主要原因是编码器的技术相对复杂,在实现过程中需要很多优化的算法才能满足实际需求。　　运动估计模块是编码器设计中最重要也是最复杂的部分之一,优秀的运动估计算法和结构可以很好的提高编码压缩效率且消耗较少的硬件资源。运动估计主要包括整数像素运动估计和分数像素运动估计(Fractional MotionEstimation,FME)。其中分数像素运动估计在视频编码中作为整数像素运动估计的细化补充,相比只采用整像素运动估计的压缩方法,很大程度的提高了视频的压缩效率。为了保证视频压缩质量,一般的FME算法都是基于多参考帧的,并且支持所有的可变大小块模式(Variable Block Size,VBS),这样的算法和其实现结构导致了极高的计算复杂度。尤其是在面向高清实时编码的应用时,处理对象数量巨大,运算时间限制严格,对FME的处理速度及硬件资源的控制提出了更高的要求。本文主要针对高清实时编码器系统提出了一种新的分数像素运动估计的算法及其相应硬件结构。该算法支持三个参考方向和所有AVS标准的可变大小块模式。与经典的算法相比,节省了75％的硬件资源和68％的计算复杂度,性能上值下降了0.12dB的PSNR和2.6％的比特率提高。通过实验证明这种FME结构可以在100MHz时钟频率下进行实时的1080P编码,并通过Xilinx Virtex-6 FPGA进行了验证。