在视频压缩领域中，运动估计始终是一个令人感兴趣的研究热点。运动估计是利用运动图像的时间相关性，寻找两帧连续图像间运动矢量的过程。在视频编码算法中，包含运动估计过程的帧间预测算法的压缩效率要远远高于依靠空间相关性的帧内预测算法，但是运动估计块匹配过程中所带来的大量的计算使其在应用层面受到制约，快速运动估计算法的出现就是为了满足越来越多的实时视频传输的应用。本文主要研究的问题是，如何在保持较高搜索精确度的前提下对搜索过程中带来的大量运算进行缩减。本文研究的课题主要分两个部分：快速运动估计算法的设计；如何在FPGA芯片上对该算法进行实现。本文的主要工作：1）在Walsh-Hadamard变换域匹配算法的两段式结构的基础上，采用分块策略以进行快速映射淘汰过程和分块全搜索过程，高效的寻找两帧图像间的运动矢量，并对该算法的性能通过若干实验加以测试，同常用块匹配算法进行了比较。2）使用Verilog HDL语言以及QuartusII，Modelsim等开发工具在AlteraStratix EP1S25FPGA芯片上完成了该算法的硬件结构设计，各功能模块的实现和仿真，给出了各个模块的功能及时序仿真波形图，通过仿真波形图可知各个模块工作正常，并对运动估计整体模块进行了仿真测试，给出了测试结果的波形图，结果显示设计能够正确的实现该算法，并输出正确的运动估计的结果，通过分析时钟频率的设置和硬件资源的占用情况，对该设计的实时可实现性进行了讨论和评估。