多媒体技术中的基础和核心技术都是视频编码技术。自从上个世纪90年代第一个视频编解码标准被制定以来，国际上已经制定了许多视频编码标准，但从其发展历程来看，它的目的始终是为了追求压缩性能最大化。近年来，随着高清视频的普及、超高清视频的出现，视频压缩性能与人们的实际需求之间的矛盾越来越大。为解决这个矛盾，在2010年1月ITU-T和ISO/IEC成立了联合视频编码组JCT-VC这标志着新一代视频编解码标准H.265/HEVC制定工作的正式开始，并于2013年1月推出了H.265/HEVC的1.0版本。作为视频编码算法中的一项关键技术，分像素插值算法会对视频编码的性能产生很大的影响。在视频编码标准H.265/HEVC中，使用DCT插值滤波器（DCTIF）进行分像素插值，但是其插值计算复杂度较大，尤其对于有些高分辨率视频编码的应用。通过本课题的研究，可以在不改变视频压缩质量的前提下，加快分像素插值速度，从而提高视频编解码效率，以更好满足现阶段高清视频、超高清视频普及对视频编码实时性的要求。本文主要工作及创新点如下：1.追踪视频编码标准中分像素插值方法的发展，概括现阶段视频编解码过程中典型的分像素插值方法，包括双线性插值、双三次插值等线性插值算法以及基于轮廓的插值等非线性插值算法。对比其插值内核，插值原理和优缺点，并对多种插值方法进行实验比较与分析。2.研究H.265/HEVC视频编解码标准，对其中分像素插值内核的参数确定进行理论推导。在HEVC的10.0版本中，应用DCTIF来实现分像素插值过程，即进行亮度插值时采用8阶对称插值滤波器{-1,4,-11,40,40,-11,4,-1}实现1/2像素插值，采用7阶非对称插值滤波器{-1,4,-10,58,17,-5,1,0}和{0,1,-5,17,58,-10,4,-1}实现1/4像素插值；进行色度插值时则采用4阶插值滤波器。在本文中，我们采用第二代数据流单指令多数据扩展指令集SSE2指令集对HEVC中分像素插值过程进行指令级优化，优化后，进行半像素插值的处理速度最高提高到342%，进行1/4插值的处理速度最高提高214%，实现了插值性能的大幅提升。