本发明公开了一种用于图像稳定的频域快速亚像素全局运动估计方法。该方法中，首先计算视频序列中相邻两帧图像间的互功率谱函数，对互功率谱函数进行反傅立叶变换，生成运动分布函数，搜索其最大峰值点得到整像素全局运动矢量；判断并记录下所述运动分布函数中行、列方向上与最大峰值点坐标相邻的若干次峰值，依据亚像素全局运动与运动分布函数中主、次峰值分布的对应关系计算出亚像素全局运动矢量；对计算得到的亚像素全局运动矢量进行近似处理，得到指定精度下的亚像素全局运动矢量。本发明避免了传统方法的图像插值过程，既大幅度减小了计算负担，又提高了全局运动估计的精度，能够有效支持准确、实时的图像稳定处理。