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随着多媒体通信技术的发展,高清与超高清视频的大数据量使得网络传输与数据存储面临着严峻的挑战。新一代视频编码标准HEVC提供了强大的视频压缩能力,然而在有限的网络带宽和存储容量下,如何最大限度的提高视频编码质量,依旧是视频编码领域的研究难题,码率控制技术在这方面发挥了很好的作用。当前HEVC码率控制算法实现了高效的R-D(Rate-Distortion)性能以及精准的输出码率。众所周知,场景切换是实际视频内容中常见的现象,若忽略场景切换的影响,将严重影响着码率控制的性能。然而,当前HEVC码率控制算法未对实际视频序列中的场景切换情况作出考虑,容易造成编码资源分配不合理,进而出现视频编码帧质量严重下滑的问题。为了解决这个问题,本文对HEVC码率控制做了如下研究:首先深入的学习了码率控制技术的基本理论,包括简要描述HEVC标准的关键技术,详细地阐述码率控制技术的研究现状及其基本原理和过程。另外,对码率控制中的三种经典模型以及最新的HEVC码率控制算法的作出详细的分析与比较,同时阐述了当前HEVC码率控制算法在场景切换下存在的弊端,并提出场景复杂度是影响比特分配的重要因素,以此引出本文对场景切换下HEVC码率控制的研究。其次,通过理论推导和分析,说明当前HEVC码率控制算法在GOP(Group of Picture)层比特分配属于平均分配。在场景切换背景下,这种平均分配的原则容易造成编码资源分配不合理进而导致编码图像质量下降的问题。为解决此问题,本文提出一种考虑场景复杂度的HEVC码率控制算法:首先通过平均帧间亮度差对场景复杂度进行度量,然后根据所得的场景的复杂度情况对GOP层进行合理地分配编码资源。此外,当检测出场景切换时,对模型参数、当前GOP以及场景切换帧等作出必要的调整,以进一步提高图像编码质量。在这个过程中,利用改进的场景切换检测算法,能够更加精准地检测出场景切换帧。最后,将本文提出的改进算法以及其他改进算法在HM16.5平台下实现,并进行仿真和实验,利用权威性的评价指标对改进的码率控制算法以及其他改进算法进行对比和分析。大量的对比和分析结果表明,本文算法相比HM16.5算法编码时间平均减少12.91%,序列平均PSNR-Y提升0.77dB,且同时使得比特误差保持在0.1%以下。因此,在场景切换背景下,本文提出的改进算法能够较好的消除场景切换带来的负面影响,相比HM16.5算法在编码效率和编码图像质量等方面都具有一定的性能提升,且同时保持精准的输出码率。特别是在场景复杂度分布不均的情形下,更能体现出本文算法的适用性。