21世纪的人类社会是信息化的社会,数字化后的信息,尤其是视频和音频信息具有数据海量性,它给存储和传输造成较大的困难。数字视频内在的高带宽特性限制了多媒体业务的扩展,故必须对视频数据进行压缩。ISO/IEC和ITU-T联合制定的H.264标准,是高度压缩数字视频编解码器的标准。H.264的技术特点可以归纳为三个方面,一是注重实用;二是注重对移动和IP网络的适应;三是在混合编码器的基本框架下,对其主要关键部件都做了重大改进,如多模式运动估计、帧内预测、多参考帧、基于内容的变长编码、4×4二维整数变换等。在关注H.264的优越性能的同时必然需要衡量其实现难度。从总体上说,H.264性能的改进是以增加复杂性为代价而获得的。据估计,H.264编码的计算复杂度大约相当于H.263的3倍,解码复杂度大约相当于H.263的2倍,对H.264编解码的速度和性能优化关系到H.264的应用和推广。本文首先论述了H.264视频编解码标准的基本原理和关键技术,研究和分析了H.264帧内预测模式选择的复杂性。其次,在研究了H.264帧内预测相关的快速选择算法之后,提出改进的优化算法,用Intra₁6×16预测的结果与设定的阈值进行比较,作为判断是否进行Intra₄×4预测的依据,从而缩短了编码时间,提高了编码效率。经过大量的编码实现和实验,以及与原始算法的对比表明,该算法基本保持了H.264的编码性能的同时,使得编码时间下降了20%左右。最后,本文对Intra₄×4预测在不同方向的预测能力进行了分析,指出在不同帧内预测模式中预测能力存在差异。为了解决这一问题,提出一种更改编解码次序的方式对预测能力较差的模式进行编解码。理论分析和实验验证表明,本文提出的方法可以使预测能力较差的模式的预测能力得到改善。