高效视频编码标准HEVC,即H.265,是ITU-T的视频编码专家组和ISO/IEC的动态图像专家组联合提出的最新视频编码标准。与H.264相比,H.265的压缩率提高了1倍,但也增加了编解码器的复杂度。本文研究了H.265解码器中的运动补偿算法,并完成了H.265运动补偿模块与高可靠性ToI系统的设计与SoC实现。本文主要工作如下：1、H.265运动补偿模块的硬件设计针对外部存储器访问带宽大的问题,使用寄存器缓存寄存参考像素点,并将预测单元分割成4×4块依次处理减少缓存面积；通过复用相邻4×4块之间的参考像素点降低外部存储器的访问带宽；同时利用插值系数的对称性减少插值滤波器的数目。实验结果表明,与优化前相比,寄存器缓存面积最多减少96.5%,外部存储器访问带宽最高降低59.7%,并且减少了4个亮度插值滤波器和8个色度插值滤波器。2、高可靠性ToI系统的SoC设计与实现针对现有无线视频通信系统中可靠性低及存储、传输能力差的问题,对无线接收到的H.264编码视频码流插入SPS和PPS,并通过TS over IP方式将视频传到PC端。文章完成系统的硬件设计和SoC集成；完成Nios II控制软件代码的设计；完成系统的优化设计,以提升系统的稳定性,解决由数据丢包或DTS与PTS值设定不合理造成的无法播放的现象。并建立FPGA验证平台对高可靠性ToI系统进行SoC原型验证。验证结果表明,系统能够实时接收H.264编码的640×480@18f/s视频信号并传入PC端显示,整个无线视频系统延迟约2s,能够稳定工作,达到预期目标。