视频是当今社会中十分重要的信息媒介,尤其是近几年来随着显示、网络、存储、计算设备突发猛进的发展,人们对于4K超高清、高动态范围、高帧率、多维度、实时性视频的需求越来越大,这给视频编码技术带来了更大的机遇和挑战。在这样的背景下,AVS工作组率先组织制定新一代音视频编解码标准AVS3,目前第一阶段已经制定完成并发布了视频标准,第二阶段的增强档次也在制定的尾声。AVS3中集成了许多同时提高编码性能和计算复杂度的技术,导致编码时间大幅度提升。为了减少新技术对实时性的影响,本论文对AVS3中帧间帧内预测模式选择和块划分深度进行了大量研究,具体工作如下:1.提出了基于历史信息的LCU级预测模式判决快速算法。首先针对AVS3的编码器搭建了可视化平台,可以将编码结果快速生成大量参考价值高的可视图像,用来分析可视图像的LCU中所有CU的预测模式在时间和空间与图像内容的相关性。通过使用可视化平台,从中提取并定义了五种具有普适性的LCU级图像内容类型和历史类型判决参考。然后通过对典型的测试序列的编码结果进行数理统计,证明了历史类型判决参考和图像内容类型存在较强的相关性,可以使用历史类型判决参考作为确定图像内容类型的重要依据,进而跳过一些概率较小成为最佳预测模式的帧间帧内预测模式,达到减少计算量的目的。后续又从两个方面改进了算法模型,来减少性能损失和时间复杂度。一方面将历史类型判决参考以CU尺寸分为大块和小块历史类型判决参考,增加了预测的准确性;另一方面为时间相关性不高的特殊测试序列或者个别相关性较弱的帧设计快速算法。经过改进后的快速算法最后取得了不错的结果,在LDP模式下平均编码时间降低了 17.67%,亮度信号分量的BD-rate平均增加了 0.61%,具有一定的参考价值。2.本文对AVS3的块划分结构和流程进行研究,提出了基于历史信息的块划分快速算法。首先自定义了最大深度参考和最小深度参考,并对其和实际的划分深度使用典型的测试序列做了时间相关性实验,分析结果发现使用最大深度参考、最小深度参考预测的成功率分别为92.3%和95.2%,预测失败的平均的深度偏差也仅为1.07和1.01。而后又分析了最大深度参考对运动剧烈的LCU预测不准确的问题,二次改进了最大深度参考的定义,使预测成功率提高到98.5%。最后将设计的快速算法应用于参考代码上,在LDP模式下平均节省了 8.12%的编码时间,编码性能指标BD-rate平均损失了 0.26%。