随着网络技术和终端处理能力的不断提高,人们对目前广泛使用的视频编码标准提出了新的要求。同时ISO/IEC的运动图像专家组(MPEG)和IUT-T的视频编码专家组(VCEG)于2010年4月起正式联合开展下一代视频编解码标准的HEVC (High Efficiency Video Coding)的制定,且第一版的标准已于2013年1月确定,HEVC参考软件的压缩性能与H.264/AVC相比,性能有很大提升。本文首先介绍了视频编码标准的发展以及HEVC标准的定稿。描述了I帧在视频编码传输中的特点和应用,强调了研究HEVC帧内编码、预测的重要性和必要性,然后介绍了目前HEVC算法的研究现状。简要描述了HEVC标准草案的演进过程和介绍了HEVC标准及参考软件中的编码结构、主要的技术特点,以及重点描述了HEVC帧内编码部分和H.264/AVC中帧内编码部分。接下来本文对HEVC帧内预测的研究从两个方面展开：改进预测模式提高预测性能和帧内快速编码。在改进预测模式提高预测性能方面,提出了基于数理统计和分类训练的帧内预测,针对DC和PLANAR模式利用图像纹理分析确定像素内容分类,使用最小二乘法对样本数据进行训练获得更优的加权预测系数；利用图像像素相关性以及纹理几何特征实现模版匹配,以达到减少预测残差降低码率的目的。在帧内快速编码方面,使用SOBEL算子进行边缘检测以及纹理复杂度分析以确定编码单元的提前划分,像素梯度角度检测减少角度预测模式范围,加快预测模式的选择。最后介绍了作者在HEVC实时编码软件(MTC265)中负责的帧内编码部分的工作。测试结果显示,无论编码还是解码,MTC265均能达到25帧／秒的编解码速度。