随着多媒体技术的广泛应用，对视频图像处理的需求不断增加，视频图像压缩编码技术的研究受到了很大的重视。国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU)在2001年成立了联合视频小组(JVT)，开发出新一代视频压缩标准H.264/AVC(MPEG-4 part10)，该标准提高了数据压缩率和网络友好性。基于上下文的自适应二进制算术编码（CABAC）是H.264/AVC标准的两种熵编码方案之一，它通过自适应的概率估计和二进制算术编码来实现良好的压缩性能，但计算复杂度高给CABAC的应用带来了挑战。如何设计出高效的解码器架构，提高硬件解码器性能以达到实时视频流解码要求成为我们研究的课题。 本文在研究算术编码原理和分析H.264/AVC标准中CABAC解码算法的基础上，提出了一种基于上下文的自适应二进制算术解码（CABAD）的硬件实现架构。考虑到CABAD包括三个基本步骤：上下文建模、算术解码判决和二进制串符号化，通过上下文模型分组缓冲、解码引擎协控制与结束判决、语法元素解析控制实现的三级流水线结构提高了解码器吞吐率；通过解码运算单元的级联增加了解码引擎的处理能力；通过优化设计数据请求机制减少了视频数据输入缓冲的外部交互次数，提高了解码引擎的有效利用率。 结合代码覆盖率分析的验证缩短了设计周期，根据该结构设计的CABAD IP核用0.18um专用集成电路单元库综合，可以达到200MHz的工作时钟频率，平均每2.1个周期解出一个二进制符号，码流通过率能够达到40Mbps，满足蓝光（Blu-Ray）和HD-DVD标准对解码码率的要求，实现的CABAC熵解码IP核可以应用在高清实时视频解码器芯片中。