H.264视频编码标准自2003年发布以来，因其具有较高的数据压缩比、高质量的视频画面及优秀的网络亲和性等优点受到了人们的关注，目前广泛应用于视频会议、监视器、视频存储、机顶盒及互联网领域，并有着广阔的发展空间。但性能的提高是以增加复杂度为代价的，据统计H.264视频编解码器的计算复杂度是其他编码标准的几倍。因此随着视频格式的不断增大，用硬件实现H.264视频实时解码面临着巨大的挑战。本文对H.264视频解码器中反变换反量化单元及去方块滤波单元进行了深入的研究，提出了适用于1080p视频实时解码器的VLSI结构。反变换反量化单元在图像重建过程中起到了至关重要的作用，其功能是将编码时为提高压缩率而进行变换量化操作的残差数据还原。根据编码方式的不同，对应着三种不同的反变换反量化解码方式的特点，本文通过蝶形运算化简反变换矩阵乘法运算，在输入端加入缩放因子将三种反变换结构进行合并，并利用分解查找表的方法合并反量化单元来提高复用率、减小面积。去方块滤波单元的解码时间占整个解码运算过程的1/3。主要负责去除变换量化及帧内、帧间预测编解码时产生的块效应，提高视频质量。本文从去方块滤波的原理出发，分别对滤波单元中的边界强度判定单元、滤波顺序、存储单元、控制单元及滤波运算过程进行优化，使其能够完成高清视频的实时解码功能。在完成结构设计后，用Verilog HDL对所设计的结构进行RTL建模并仿真。验证基本功能正确后搭建仿真平台，在给予同样激励的情况下，与JM10.1的输出结果相对比，进一步验证功能的正确性。最后，对反变换反量化及去方块滤波的RTL级代码进行逻辑综合，在性能上对所设计的结构进行分析，从而证明本文所设计的结构可达到1080p实时解码的要求。