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随着网络带宽的增加和信息处理技术的进步,人们对多媒体业务的需求越来越广泛。视频编码技术作为多媒体技术中重要的组成部分,早已经成为国内外研究和工业应用的热点之一。国际上先后发布了一系列视频编码标准,如MPEG-2,H.263和MPEG-4。2003年,由国际标准化组织和国际电信联盟共同发布了新一代视频编码标准H.264/AVC。H.264采用了很多先进的编码技术,比如多模式帧内/帧间预测,分像素运动估计,去方块滤波和多参考帧等,使得其编码性能大幅度提高。但是H.264获得优秀编码性能的代价是使其编码复杂度成倍提高。如何降低H.264的计算复杂度,成为目前视频编码领域研究的热点。本文首先对H.264编码标准进行深入的研究,并详细介绍其中的关键编码算法,包括帧内帧间预测,变换和量化,熵编码以及去块效应滤波。随后对H.264中的模式选择算法进行分析,找出算法中存在的缺陷,在总结目前快速模式选择算法的研究现状基础上,提出一种新的帧间快速模式选择算法。本算法包括提前SKIP模式检测和跳过不必要的RDO计算。算法的理论基础是在视频编码中,空间上同态或者时间上静止(或运动较少)的部分往往采用较大的编码块(如16x16或者8x8),而自然视频序列中这种区域占有较大的比重。实验结果表明本算法与H.264/AVC的参考软件JM11.0相比平均可以减少71%的编码时间,并减少1.94%的码率,仅仅造成PSNR下降0.0875dB。最后对H.264中的码率控制算法进行研究和改进。首先介绍码率控制算法的理论基础并对各种视频编码标准的码率控制算法进行总结,接下来详细介绍H.264的码率控制算法并对算法进行分析,找出算法中的不足。随后本文针对算法中存在的缺陷对其进行改进。改进算法主要是基于图像复杂度来进行初始QP的选择,实验表明该算法可以避免缓冲区的溢出,在低码率情况下可以使编码视频质量平均提高0.31dB。