3G技术和Internet技术的高速发展,使得当前主流的H.264/AVC编码标准不能满足人们对于高分辨率视频的要求,JCT-VC研究的高效率视频编码HEVC逐渐兴起。在实际的应用中,由于带宽资源的稀缺和有限性,如何在限定带宽下保证编码质量成为了视频编码中的一个重要问题,这就是码率控制技术所研究的内容。而对于不同的应用,对码率控制的要求有着不同的侧重点,生活影音娱乐中,对视频质量的要求比较高,而在视频会议等实时视频传输应用中,就要求传输系统延迟低,实时视频传输应用的快速发展使得针对低时延的码率控制成为一个研究的热点。本文对HEVC编码标准的技术特点和码率控制的原理进行理论分析和总结,针对HEVC标准测试模型(HM)中采用的JCTVC-K0103提案中的码率控制算法在低延时应用的不足,对算法的码率分配方案进行了改进。在帧级,在分析虚拟缓冲区状态和帧编码比特的关系基础上,提出了基于虚拟缓存区状态的比特分配方案。在基本编码树单元CTU(Coded Tree Unit)级,在R??(Rate-Lambda)模型的基础上,用数值解法得到了一种新的权重,然后根据该权重和帧级缓冲区的状态对未编码的CTU进行了比特分配。实验结果显示,在考虑缓存区状态进行比特分配后,码率控制的更加精确,能够解决缓存区溢出和下溢的问题,从而达到低延时的目的。同时,R??模型对于I帧控制的不准确性,使得码率控制算法的性能在遇到场景切换时会受到很大的影响,由此引入单位像素梯度(gpp,gradient per pixel)对R??模型进行了优化。实验结果表明,将优化后R??模型用于I帧码率控制后,I帧比特分配更加精确,能够获得更平稳的帧比特以及更加连续和稳定的视频质量。