H.264/AVC是国际上最流行的视频编码标准之一, H.264比其它编码标准更具有高效压缩和高可靠传输的优势。然而,编码H.264视频会消耗大量处理器资源,导致编码速度较低,为此,学术界与工程界从硬/软件角度引入了一系列新技术以提高编/解码压缩效率和视频图像质量,使其能广泛应用。本文提出了一种新的软件编码方案。该方案基于CUDA平台对H.264视频编码部分模块进行并行改进,将其中可并行化的密集型运算移植到GPU上,编码过程充分利用CPU和GPU这两种处理器资源,从而提高整体编码速度。本文根据H.264视频编码标准各模块算法的特点、计算量大小、将其整数运动估计、分数运动估计、插值、DCT变换等算法移植到GPU上运算,并基于CUDA平台对其进行了细粒度并行改进,打破这些运算中存在的数据依赖关系、尽可能降低分支控制操作,从而提高了GPU执行效率、CPU与GPU之间的并行性。最后,在CUDA平台上实现改进后的并行算法。经过测试表明,各个模块的运算速度达到了预期的要求,并行模块整合到X264编码系统之后获得了2-4倍的加速。