2013年3月，ITU-T的视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC的运动图像编码专家组(MPEG)联合开发的下一代视频编码标准HEVC（High Efficiency Video Coding）正式发布。作为H.264/MPEG-4Part10AVC的后继者，HEVC同样基于传统的混合视频编码框架。HEVC采用了许多先进的技术，包括基于四叉树的块划分、高达32x32大小的变换单元、更加精细的帧内预测模式、全新的运动融合技术、高处理效率的上下文自适应二进制算术编码等等。这些技术的使用使得HEVC的压缩性能提高了将近一倍，并特别适用于高分辨率（如4K、1080p）视频的压缩。HEVC压缩性能提高的同时，其计算复杂度也成倍增长，这很大程度上影响了标准的推广。为了减少编码时间，本文主要的研究工作主要从以下两个方面展开。一是多参考帧的设置问题，通过对HM中低延时配置下参考帧的分布进行统计，发现对于高QP值2幅图像而言，97%以上区域的参考指向集中在前2个和前3个参考帧内。为此，本文提出了分别舍弃高QP值图像2个和1个参考帧的简化方案。测试结果表明，在使用HM中已有快速算法的基础上，新方案能够继续减少9.5%的编码时间，而相对码率只增加了0.57%。二是编码单元划分问题。因为采用了大小灵活的编码单元技术，编码时间成倍增加。本文深入研究了HM中已有的块划分算法，针对HM中的低延时配置提出了改进的“EarlyTermination”算法。该算法通过分析低QP值图像中不同大小块的率失真代价来获取相应的终止阈值，并提出了简单的阈值更新策略。结果表明，在使用HM中已有快速算法的基础上，该算法能够继续减少12.7%的编码时间，而码率增加了2.4%。本论文内容组织如下：第一章介绍了视频编码的基本原理、历史标准，以及当前HEVC的研究热点等；第二章对HEVC的主要关键技术模块进行了详细阐述，为后文的研究打下基础；第三章在对HEVC中的多参考帧技术进行分析研究的基础上，针对低延时配置提出了简化的参考帧设置方案，并对优化方案进行了测试；第四章通过对HM中编码单元划分和模式选择的研究，提出了改进的“EarlyTermination”算法，并对算法进行了测试。