根据HDTV(高清晰数字电视)对解码实时性要求高的特点，本文在详细研究最新国际视频编码标准H.264／AVC协议的基础上，着重对其中的预测模块进行算法研究和分析，提出帧内预测和运动估计二种改进算法，然后通过实验验证了改进算法的有效性，最后完成对视频解码芯片预测模块的硬件设计。 首先本文对预测模块的帧内预测和运动估计算法进行研究分析，并提出改进算法。对帧内预测，在“基于最可能预测模式”的快速帧内预测算法基础上，提出“基于预测模式相关性”的快速帧内预测算法。改进算法通过增加预测宏块的方法提高了预测的准确度，从而克服旧算法在图像相关性不强的场合下易失真的缺点：对运动估计，在基于“DS(菱形)搜索”算法上，提出“基于图像运动相关性”的快速运动估计算法。改进算法通过优先考虑图像宏块内在相关性的预测方法增强了预测的针对性，从而克服DS算法对相关性很强的宏块依然需要多步计算，以及会陷入局部最优点的缺点。 然后对这二种改进算法分别做了实验测试，结果显示二种改进算法的视频质量与改进前的相比都有所提高，同时计算量大幅度减少，从而可以更好地满足视频实时解码的需求。 最后分析了视频解码芯片的系统框架和各功能模块的内部接口，特别是对与预测模块有紧密联系的SDRAM控制模块做了分析与设计。最后本文依照ASIC芯片设计方法对视频解码芯片预测模块进行硬件设计和仿真。