新推出的视频编码标准高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)能够实现比之前的标准更卓越的压缩性能和编码质量,但其编码过程中庞大的计算量给编码器的设计带来了很大的挑战。帧间编码的复杂度在HEVC编码架构中占据了70%,因此,对HEVC帧间编码的加速技术进行研究,从帧间编码的层面降低编码系统的计算复杂度并加速编码过程,具有十分重要的现实意义。本文以现有HEVC编码技术为基础,研究面向帧间编码的快速编码技术。从帧间编码单元划分的四叉树结构入手,分析了树形编码结构中的各个语法单元、帧间编码过程中的率失真优化方法和编码单元划分流程,对HEVC现有帧间编码单元划分技术的复杂度进行了探讨。通过对不同场景、不同运动特征的视频序列展开分析,建立了帧间编码单元划分方式与时空域相关性等因素的关系,在此基础上,设计了HEVC帧间编码单元划分的快速算法。利用帧间编码单元划分方式的时空域特性,分别从视频的帧(FRAME)层面和树形编码单元(CTU)层面入手,设计了编码单元(CU)深度范围预测算法,使得帧间编码系统能够在CU的四叉树结构划分之初,预先为CU设定一个合理的深度范围,从而规避不必要的划分,降低编码过程的计算复杂度。接下来,对CU预测模式的选择过程进行了分析,根据选择过程明显的倾向性设计了CU预测模式快速选择算法,从而进一步加速HEVC帧间编码单元划分的过程。基于HM 16.5平台,本文对所设计的HEVC帧间编码单元划分快速算法进行了性能评估,相比于HM 16.5,快速算法的PSNR平均下降0.11d B,码率平均增加1.37%,编码器执行时间缩短了42.52%,整体算法对现有HEVC帧间编码技术实现了比较好的优化效果。