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高效率视频编码(HEVC, High Efficiency Video Coding)是由ITU-T和ISO/IEC联合制定的新一代视频编码标准,其目的是为了更显著的提高视频压缩的效率。相比较现有的视频标准H.264/AVC, HEVC能够在保证相同视觉质量的前提下,减少50%左右的比特率。HEVC的帧内预测方向由H.264的9种增加到了35种,使得帧内预测的精度有了显著的提高。然而,大量的预测模式同样也带来了极高的计算复杂度。因此,如何降低HEVC视频编码复杂度,已成为视频编码研究的热点。本文主要研究的是HEVC中的帧内预测算法,具体内容如下：1)针对HEVC粗略模式选择(RMD,Rough Mode Decision)和率失真优化计算(RDO,Rate Distortion Optimization)过程中候选模式个数较多的问题,本文在分析当前预测块参考像素纹理特性的基础上,利用RMD的最优模式与当前编码块最佳预测模式之间的相关性,提出了一种基于参考像素纹理和RMD最优模式特性的快速模式选择算法,并通过仿真对该算法进行验证。仿真结果表明,本文提出的算法在保证编码性能的前提下,相比较HM10.0中的原始算法,编码时间平均减少了8.71%-36.61%。2)针对HEVC帧内预测中角度模式的分布结构,本文在此基础上设计了一种新的环形分布结构,该结构更利于阐明角度模式之间的相关性；然后利用最有可能预测模式(MPM,Most Probable Modes)与RMD最优模式之间的相关性,提出了一种基于MPM特性的快速模式选择算法,该算法能够自适应的减少参与RMD和RDO过程的预测模式个数。仿真结果表明,本文提出的算法在保证编码性能的前提下,相比较HM10.0中的原始算法,编码时间平均减少了29.96%-33.51%。