随着通信和计算机技术的迅猛发展,人类进入了全新的多媒体时代。作为多媒体中最重要、最具表现力和最复杂的部分,数字视频在信息社会中发挥着越来越重要的作用。同时,视频传输与处理成为学术界和工业界研究的热点。H.264是联合视频工作组(JVT: Joint Video Team)开发的最新一代的视频压缩标准,代表了目前视频编码领域的最高成就。在混合编码架构的基础上,H.264对很多关键部分进行了重大改进,包含了许多新特征,如高精度、多参考帧的运动估计与补偿、高效的熵编码等。在编码质量和压缩比上比原有的视频编码标准都有了明显的提高。在相同的视觉感知质量上,编码效率比H.263和MPEG-4提高了50%左右,并且有更好的网络友好性。从总体上说,H.264性能的改善是建立在增加复杂性和实现成本的基础上的。其中,帧间预测解码部分是H.264解码端的主要的访存和计算瓶颈,相对于以往的标准难度增加了很多,其结构设计是否高效直接影响其解码实时性。本文的核心工作就是在深入研究H.264帧间预测技术的基础上,采用三级流水线实现了帧间预测解码的VLSI设计。仿真及在H.264解码器中的实际应用证明这一设计完全能够满足H.264标准下的实时解码要求。