高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)与上一代视频编码标准H.264/AVC相比将视频压缩率提高了50%,主观质量也相当。其编码框架沿用H.264/AVC技术,增加了更先进的编码技术,复杂的编码技术带来了很高的计算负担,这对于技术推广和实际运用带来巨大的挑战。为降低编码时间复杂度,本文深入研究了HEVC编码框架,对耗时较多的CU划分过程和帧间预测模块进行优化,提出了基于HEVC的CU深度范围的快速决策方法和基于深度特性的帧间预测快速算法。HEVC的CU划分过程是基于四叉树的划分方式进行递归划分,其编码一个CTU的计算复杂度很高,为优化CU划分过程,本文利用邻域深度信息对当前CU深度范围进行预测,提出了基于HEVC的CU深度范围的快速决策方法,本算法在Lowdelay配置下与标准测试软件HM16.9相比,平均可节省32.12%的编码时间。帧间预测模式遍历也很大程度影响着编码速度,它需要遍历8种不同的PU预测模式,为优化帧间预测模式,本文分析不同场景不同深度下视频序列的帧间PU模式,提出基于深度特性的帧间预测快速算法,本算法在Lowdelay配置下与标准测试软件HM16.9相比,平均可节省28.6%的编码时间。本文的创新点有两点:1)本文在CU划分上,通过统计时域同位CTU中各CU的深度,利用各深度的数量及空域相邻CTU对当前CTU的影响程度,进行权值计算来判断当前CTU的编码范围,避免了基于邻域最大值最小值预测深度范围带来的不必要的计算及容易陷入局部最优带来的误码率;2)在帧间PU预测上,首先对PU尺寸分为规则块和不规则块,再利用深度信息对当前CTU进行复杂度判定,然后对不同深度的CU块进行分区,将深度小的分区进行PU规则块遍历,对深度大的分区依据复杂度来进行细化,保证较小的误码率,最终实验效果显示,能大幅提高编码效率。本文提出以上两个算法可以很大程度的节省编码时间,而比特损失可忽略不计,对编码时间效率提升有很大的帮助,算法能对未来4K,8K等高分辨视频的实时传输和储存提供一定的参考,改善传输效率和节省存储空间。