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随着数字视频服务在图像精度与质量上的要求越来越高,能够适应更大屏幕、更高分辨率的超高清电视技术现已问世以满足这一需求。由于超高清图像中具有很多像素,利用原有的H.264标准对其进行压缩后仍不能满足压缩性能上的要求。为了降低其数据存储量和传输带宽、提高编码效率,ISO/IEC移动图像专家组MPEG与ITU-T视频编码专家组VCEG共同制定了最新的针对高清视频的编码标准：高效视频编码标准HEVC。HEVC通过引入更大尺寸的编码单元、不对称的划分块、可变的划分深度、更多种预测模式等新特性,来增强视频图像的编码性能与压缩效率。其目标是在增加可接收的复杂度的前提下,比H.264节省50%的编码码率。但是编码参数集相对于以前的标准增大了很多,这使优化地选择好的编码参数或编码模式需要很大的计算量,这阻碍了HEVC标准的应用与推广。因此,提出快速、高效的HEVC编码模式的确定算法至关重要。本文主要的研究工作如下：(1)首先对MPEG系列、H.26x系列及HEVC编码标准进行简单地介绍,然后对背景意义及国内外发展现状做了综述性分析,并总结了本研究在原有算法上的改进工作及论文中的章节安排。(2)重点分析HEVC编码器引入的各项新技术及重要模块,分析出HEVC编码器中对编码时间有重大影响的模块。一是HEVC帧内预测中增加的多种角度模式,以及对编码块、预测块与变换块地多种划分方式；二是HEVC运动估计中TZSearch算法搜索模板的多样性及复杂性。这对下文进行针对性的研究与优化,做好了铺垫工作。(3)针对HEVC帧内预测模式选择的极高计算复杂度问题,提出了一种基于Hough变换的HEVC帧内预测模式快速确定算法,该算法可以减少对35种预测模式的遍历次数。所提出的算法增强了编码器的实时性,在高分辨率、大尺寸视频中会得到广泛应用。(4)分析了HEVC视频编码标准中运动估计引入的新特性,并针对现有HEVC编码端的运动估计部分特别耗时的问题,提出了优化算法。针对TZSearch搜索过程中采用的模板进行了一些更改,减少了每一编码块的平均搜索次数,进而降低了运动估计部分地运行时间。