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随着多媒体技术的发展以及网络传输带宽的扩展,人们对视频质量的要求越来越高,分辨率达到2K乃至4K的高清视频随之出现。目前的主流视频编解码标准H.264/AVC由于其宏块尺寸的限制等原因,无法为这些大分辨率视频提供令人满意的压缩率。因此,联合编码专家组(Joint Collaborative Team on Video Coding, JCT-VC)发布了新一代视频压缩编码标准H.265/HEVC(高效视频编码,High Efficiency Video Coding)。HEVC的目标在于大幅提高视频编码效率,在相同图像质量的前提下,压缩率比H.264高档次(High Profile)提高一倍。为此,HEVC在编码流程的各个环节都做了大量的改进,包括编码树单元、运动预测、熵编码、环路滤波等。其中在帧内预测方面,亮度预测模式由8种扩展为35种；编码单元(Coding Unit, CU)和变换单元(Transform Unit, TU)的最大尺寸由8×8分别扩展至64×64和32×32。但多种模式和多层深度的遍历计算,在提高了预测精度的同时,也大幅增加了运算复杂度。本文先对HEVC编码单元和帧内编码流程做详细的说明,并针对CU的多深度划分对编码器的率失真性能和计算量造成的影响做了专门测试,再对前人提出的快速编码算法做简单综述。本文提出的算法通过减少遍历的模式和深度个数,降低了HEVC帧内预测的运算量。在单个深度内,本文利用隔点模式抽取,把RMD (Rough Modes Decision)遍历的模式个数由原本的35个减少至约21个；根据图像空间相似性原理,通过统计PU内像素梯度和比较邻近PU模式,把RDO (Rate-Distortion Optimization)的遍历模式个数减少至约3个。在完成一个非零深度的PU预测后,通过多个同深度PU的总率失真代价与根据上层PU的子PU的SATD(Sum of Absolute Transformed Difference)计算得到的阈值之间的比较,推算出当前CU的纹理信息丰富程度,依此提前终止CU深度层次的遍历。实验结果显示,以上算法能有效减少编码器的编码时间,而增加的码率和下降的图像质量都很轻微。