伴随人们对更高质量的视频越来越强烈的需求，视频编码技术在近年来取得了长足的发展，在这样的背景下，一系列视频编码标准的制订为音视频相关应用的广泛实施打下了产业化基础。迄今为止，于2003年颁布的H.264/AVC标准是最新的视频编码标准，而广大科研工作者并不满足于此。作为下一代视频编码标准的HEVC(High Efficiency Video Coding)，正在JCT-VC专家组的领导下，由遍布全球的科研工作者共同编订。本文紧跟HEVC发展的脚步，基于不断变化中的HEVC测试例程，针对帧内预测技术和高效熵编码技术进行了一系列的研究，并提出若干改进方案。HEVC中的帧内预测技术以方向预测为基础，共定义了33个不同的预测方向，可获得精度为1/32像素的方向预测值，加之使用周边像素的平均值作为预测值的DC模式，HEVC的帧内预测总共有34个模式，该方法被称为角度帧内预测方法。而在编码时，考虑到图像的空间相关性，HEVC应用周边预测单元的帧内预测模式计算出一个最佳模式，优先与当前预测单元进行匹配，以此提高编码效率。本文通过对这种最佳模式预测的深入研究，提出了一种多候选最佳模式预测方法，在不降低图像质量、不增加编码复杂度的前提下，一定程度上提高了编码效率。HEVC中应用的熵编码方法有两种，其中用于高效熵编码的CABAC方法占据更主要的地位。CABAC在编码时主要有二进制化、上下文建模和二进制算术编码三大步骤，而本文主要针对上下文建模这一步骤进行研究。通过对HEVC中诸如编码单元可细分标识符、跳过预测模式标识符以及在编码中占比重最大的各种变换系数等诸多语法元素的研究，本文针对这些语法元素的高效熵编码过程进行了相当规模的上下文简化工作和一定程度的上下文优化工作，在节约编码资源和提高编码效率两个方向上均取得了一定的成果。此外，本文还对不断变化中的HEVC进行了概要性的研究，上述各种改进工作正式基于这些研究。