参考帧压缩是一种降低编码器外存带宽要求的有效方法，对P/B帧压缩尤其有效。本文将提出一种新颖的基于块内预测(In Block Prediction，IBP)的参考帧压缩算法。该算法会产生两个集合的数据:预测残差(Prediction Residual，PT，基本集)和截位残差（Truncated Residual，TR，增强集）。通过配合使用这两个集合的数据可以产生不同档次的还原像素——有损像素和无损像素，有损像素压缩率高，无损较低。这两种像素被用到编码器的不同部分。与已有算法相比，所提算法通过两个方面来减少系统带宽需求:第一方面来自像素截位，算法为整像素运动估计(Integer Motion Estimation，IME)提供有损像素进行运算，而为分像素运动估计(Factional Motion Estimation，FME)和运动补偿(MotionCompensation，MC)提供无损像素。由于整像素运动估计载入的数据量远大于分像素运动估计和运动补偿，所以大部分参考帧采用的是压缩率较高的有损数据，少部分使用无损数据。这种分档次数据提供策略可以节省大约37.5％的系统带宽（3比特截位）。第二方面来自算法本身的压缩效率。参考帧被压缩后需要载入的数据量减少，系统带宽需求降低。　　像素截位还非常有助于提高后续PR压缩的压缩率。实验证明，进行3比特截位后可使图像压缩到原来的15.4％，而现在大部分的参考帧压缩算法只能达到50％左右。像素尾比特截位(Tail Bit Truncation，TBT)产生的PR是有损的数据，TR是截出的尾位。如果将PR和TR相加可以很容易的获得无损的还原数据。PR数据会进一步通过块内预测(IBP)和小值优化的变长编码(Small ValueOptimized Variable Length Coding，SVO-VLC)进行压缩。所提算法的无损压缩效率(PR+TR)也可达到44.5％，超出了大部分现有算法。　　根据实验结果，3比特截位时，所提算法大约可以节省74.5％的系统带宽需求。另外，基于快内预测的IME可以在硬件实现时减少35％的面积开销。本文所提算法具有很好的软硬件兼容性，也能对IME的快速算法很好兼容。同时，在小的截位数情况下(n＜4)，编码图像质量的下降基本可以忽略。　　本文的主要工作包括:　　(1)分析国内外目前存在的参考帧压缩算法，对其进行分类，总结它们的优点及不足。　　(2)提出一种适合于HEVC编码器的参考帧压缩算法，算法可以做到高效压缩，并且对编码器透明。　　(3)软件实现算法，使用C++对算法建模，验证和评估算法的性能。　　(4)VLSI实现参考帧压缩算法，对硬件构架进行设计和优化。　　(5)把参考帧压缩的codec作为一个IP，设计IP的输入和输出部分。输入输出实现和HEVC编码器以及外存的透明连接，采用EDA工具对设计进行初步仿真并采用Design Compiler进行设计综合。