21世纪是一个全新的多媒体时代,多媒体中最重要、最具表现力和最复杂的数字视频处理,随着时代的发展也取得了长足的进步.随着高端手机、PDA等无线通信设备的普及,在这类载体上开发实时视频编解码器已成为多媒体信息处理领域中的热点.但数字视频内在的高带宽特性限制了多媒体业务的扩展,必须对视频数据进行压缩.ISO/IEC和ITU-T分别制定了MPEG-x和H.26x系列标准以简化对运动视频的存储和处理.视频编码是视频压缩的重要手段,编码过程要求综合考虑码率、质量、处理复杂度、容错性能和存储空间等多个约束条件.本文针对视频通信中的MPEG-4视频编码标准,对其编码过程中的关键模块:运动估计、码率控制和去块效应这三方面问题进行了研究.首先,本文针对MPEG-4编码过程中耗时最多的运动估计模块进行了深入的分析.由于运动估值运算的复杂性非常大,它是编码过程最大的运算瓶颈.针对移动视频设备的应用,本文提出了一种低复杂度的快速运动估值算法,它结合误差曲面特性以及运动矢量中心偏移特性,得到最佳参考运动矢量,利用运动矢量的方向和强度信息,确定搜索方向,切换搜索模式,搜索的同时应用全零块的中止准则.该算法无需保存搜索记录,存储开销小,同时搜索策略快速有效,适用于移动视频终端存储能力有限且实时要求较高的场合.其次,本文对MPEG-4码率控制部分进行了分析.由于在视频通信系统中广泛应用DPCM/DCT视频编码算法,其码流具有与生俱来的变码率特性.对码率无任何约束的码流对视频通信系统造成的影响是灾难性的,往往造成系统不能正常工作.本文分析了码率一量化系数零值比例(R-ρ)的关系后,提出了一种改进的VBR码率控制方法,它能保证在缓冲区的限定条件下,尽可能的保持稳定的视频质量.再次,本文分析了MPEG-4编码过程中的码率控制模块.现有的视频编码标准大多采用离散余弦变换去除图像数据中的空间冗余信息,用量化来进行数据压缩.由于各个子块的变换和量化操作相对独立,造成图像在子块边界上产生人工边缘,即块效应.块效应严重损害了主观和客观图像质量,在低码率编码应用场合尤其明显.本文利用变长码编码特点,从频域分析编码块的特性自适应选择滤波模式,从而降低运算量.本文的最终目标是在PDA上实现MPEG-4编码器,故在对MPEG-4编码器各主要模块进行了详细的分析和探讨的基础上,对视频软件的优化方法也作了分类和研究,从算法和汇编优化的角度给出了实例,并对优化的结果作了比较和分析.最终本文实现了基于Intel Xscale处理器的高性能MPEG-4编码器.