随着网络通信,数据存储及处理器计算能力的不断发展,人们对观赏高质量多媒体的需求迅速提升,视频以其直观,真实,感染力强等一系列优点,成为多媒体领域新的应用需求热点。H.264视频标准以其极高的压缩率成为近年来最为热门的视频编码标准。H.264获得高压缩率的代价是极高的运算量,对编码器及解码器的计算能力提出了巨大的挑战。本文以H.264视频解码器设计为背景,探索高性能,低功耗,低成本的H.264视频解码器预测模块的架构,设计了一种基于分时复用硬件资源的H.264预测模块,在不影响性能的前提下下,极大的减少了帧内预测模块的面积,从而降低了视频解码器的功耗和成本。主要研究内容和创新点包括:1、支持H.264并行解码的混合流水线。解码器采用宏块级流水线进行H.264任务分割,并将帧内预测的模式预测任务和帧间预测的运动向量预测任务安排到第一级流水线上,以平衡各流水级间的负载。在第二级流水线,将预测,反量化反变换,重建任务以1×4为单位并行计算,节省了并行解码所需的临时同步资源。帧间补偿以4×4为单位安排两级流水线,提高了帧间补偿的吞吐量,达到与帧内预测吞吐量相近的水平。在解码器采用宏块级为单位的流水线前提下,帧间4×4子宏块根据各种宏块分割类型进行重排序解码,实现了8×8分割块间的参考像素共享,减少了内存访问次数,并提高了流水线效率,降低了功耗。2、分时复用硬件资源。在以宏块级为单位的解码流水线基础上,分时复用帧内解码模块的存储单元和帧间解码模块的存储单元,帧内解码模块的运算单元和帧间解码模块的运算单元,使帧内预测单元的面积大幅度下降,达到了运算负载和硬件开销成正比的目的。