多媒体数据信息量巨大，对传输和存储都带来了很大压力。MPEG-4压缩算法作为目前主流的视频压缩标准，综合性能得到了广泛的认可，应用范围也很广。如今FPGA具有丰富的I/O接口和逻辑运算资源，开发流程简单，综合性能越来越强，基于FPGA的视频处理已成为一个新的研究方向。在整个编码过程中，实验数据表明，运动估计模块的占用时间过半。运动估计算法对于编码器来说，至关重要。本文首先从运动估计算法着手，对比分析了比较经典的、性能优秀的运动估计算法的基本思想、执行步骤和性能优缺点。通过对菱形搜索算法的原理分析，给出了一种改进的新菱形搜索算法，改进后的搜索方法充分利用了匹配误差值的理论特性。实验结果表明，编码速度有所提高，而且搜索精度没有明显变化，这对于研究基于FPGA的视频编码有重要的意义。在新菱形搜索算法的基础之上，对FPGA平台上的MPEG-4压缩算法的运行性能进行了研究。以Altera公司的DE2-115开发板为硬件环境，先利用Quartus II开发环境中集成的SOPC Builder工具搭建Nios II运行环境，再在Nios II SoftwareBuild Tools for Eclipse平台上完成并实现MPEG-4压缩算法，并进行相关的优化；最后下载到DE2-115开发板上运行实现，并对最终得到的结果进行了验证，压缩比和编码速度均有所提高。