随着通信技术和微电子技术的发展，在手持移动终端中提供视频图像服务是一大趋势。但由于数字图像信号信息量大，而存储空间和传输带宽有限，因此必须进行有效的压缩。H．264／AVC标准是ITU-T的视频编码专家组和ISO／IEC的运动图像专家组组成的联合视频工作组发布的一个的数字视频压缩标准，具有优秀的压缩性能，并适于在不同信道上传输，因此得到广泛应用。H．264／AVC标准中的基线规范特别适合手持移动终端中的图像处理，因此本论文对其进行研究．本论文优化基线规范中相关算法，构建实时编解码器，并进行硬件实现。本论文首先根据基线规范的算法原理和系统设计指标，提出了一种新颖的、基于改进的DMA总线的视频编解码处理器。该处理器外部接口简单，方便集成到不同的系统中。该处理器采用限制性的流水技术，满足实时性要求，节省各级流水的缓存。严谨的系统状态机设计使得该处理器能在数码相机，视频摄像，视频电话，和视频播放模式下工作。然后本论文研究编解码处理器中各部分的算法优化和硬件实现架构。在预测域，本论文分析了帧内预测和帧间预测的算法原理，创新点体现在：(1)提出了多种利于实时硬件实现的帧内预测模式快速选择方案；(2)提出了包含硬件复用的帧内预测编解码器硬件架构。该架构采用编解码复用以节省硬件，采用5级流水以提高速度，采用可配置的帧内预测处理器以支持17种预测模式；(3)提出了一种新的高速运动估计搜索算法——蝶形搜索算法；(4)提出蝶形搜索算法的硬件实现，该实现方法解决了一类快速搜索的硬件实现问题。在预测域，本论文也研究了小数运动估计与补偿的算法及硬件实现。在变换域，本论文分析了整数离散余弦正变换／反变换和量化／反量化的算法原理，并提出基于双变换复用的硬件架构。在变换域，本论文还研究了变换域的一个重要应用——全零块检测法。在熵域，本论文研究了CAVLC和CAVLD的算法原理，构建了基于快速查表法的硬件实现架构。在重建域，本论文着重研究了去块滤波器的算法原理，提出了一种新的基于块的硬件架构。该硬件架构由于考虑了前级处理模块的输出数据特点，较相关结构具有更高的处理速度。最后本论文进行了MATLAB级视频编解码器仿真，并在Xilinx公司的VirtexⅡPro FPGA开发系统对编解码器进行验证。结果表明，本论文设计的视频编解码器达到设计指标。