为了进一步改进压缩性能，更好的支持没有QoS保证的Internet，使多媒体通信在更多的传输网络信道、更复杂的通信环境、更广阔的范围中得到应用，ITU-T于1996年决定继续对H.263标准进行研究和改善，并于1998年1月在Geneva会议上推出了H.263的第二个版本，习惯称为H.263+，它增加了12个高级模式，是第一个能同时支持电路交换网络和包交换网络通信环境下的视频编码国际标准，包含了可以在误码突发环境下和不保证QoS网络下提高视频传输质量的许多措施，使传输网络从PSTN、ISDN拓宽到无线网络、Internet，应用范围也不针对某个特定的领域。在2000年11月ITU-T又推出了H.263的第三版本，称为H.263++，又新增加了3个高级模式。H.263++实际上是增加了H.263标准附录U、V和W（Annexes U，V and W to H.263 Recommendation）。
H.263+和H.263++这些新的高级模式在扩大实际应用范围，进一步降低比特率，改善图像主观质量和增强抗误码能力等方面做了重大的改进。H.263、H.263+和H.263++的这些高级模式，比较完整的概括了低码率应用的视频编码技术。H.263+和H.263++与 H.263相比，除了极个别的编码模式之外，H.263+/H.263++无论在句法还是语义都支持H.263原有的高级选项模式。其众多的这些高级模式中，有些模式是不能同时使用的，而有些模式则需要结合起来使用，而且它们之间的关系比较复杂，例如禁止同时使用片结构的顺序扫描子模式和独立分段解码模式这两个选项。为了方便使用者作出模式选择，ITU-T定义了9个协议子集，极大方便了设备的互连互通和减少实现这些设备的复杂性。H.263+和H.263++增加的高级模式最主要的有：
1、增强图像头信息：在H.263+码流结构的图像层中，增加了PLUS HEADER这一新的数据字段，使得图像头信息更加丰富，也更加复杂。从这些增强的图像头信息中可以了解到该编码器所包含的许多新内容，如新增选项模式的采用；对于时域分层、空域分层和分辨率分层模式的新的图像类型；用户自定义的图像尺寸、时钟及像素长宽比等。
2、更大范围的非限制运动矢量：主要体现在运动矢量的水平和垂直分量范围以及对差分运动矢量的编码。H.263+根据方便解码器的实现和和资源分配通过外部手段来协商确定最大的范围。
3、高级帧内编码模式：高级帧内编码模式是通过帧内编码块DCT直流系数和交流系数的空间预测，进一步在频率域上去除相关性，因而大大提高了I帧图像和P帧图像编码块的压缩效率。高级帧内编码模式有三种不同的预测模式。
4、去方块滤波器模式：H.263+和H.263++采用了基于块的离散余弦变换和带运动补偿的预测编码相结合的混合编码方式，在编码环路中增加了一个块边缘滤波器，减少了方块效应。
5、辅助增强信息指示模式：该选项模式提供了多种如图像冻结、图像激活、图像尺寸改变、视频色度键控、外部图像精确同步指示戳的开始、结束标志等辅助增强信息功能。
6、改进的PB帧模式：改进的PB帧模式只需增加很少的计算复杂度就能在编码效率、抗误码等方面更为有效，可以替代原来的PB帧模式，具有向下兼容性。它与原有PB帧模式区别在于PB帧的B宏块除了双向预测方式之外还可以仅有前向预测方式或仅有后向预测方式。
7、参考帧重新采样模式：这种模式是指图像作为参考帧之前可以重新采样，也就是说允许作为参考帧的图像与原来的图像具有不同分辨率。
8、低分辨率更新模式：这种模式允许在一帧图像的局部区域使用低分辨率、而在图像的其它区域则仍然保持高分辨率的编码。对于活动性高的场景编码希望采用这种模式，能增加图象编码速率而保持足够的主观质量。
9、选择帧内/帧间VLC码表模式：在进行帧间编码时，时常会出现编码块的DCT系数中量化电平大的系数较多，如果采用帧内编码VLC码进行编码，得到的编码比特数可能比采用帧间编码码表要少，因此对于帧间编码VLC码表，而对于帧内编码则采用帧内VLC码表，比单纯采用一种VLC码表会有更低的比特率，从而改善低比特率编码的图像效果。
10、修改量化步长模式：对于每个宏块允许编码器在几个量化表中选择一个合适的量化步长表，这种模式能对视频信号的色度分量采用不同于亮度分量的量化步长，用更小的量化步长从而减少色度块的方块效应。同时需要更多的码字来描述因量化步长减少所引起的DCT系数非零值的增加。
