视频图像数据维度高、流量大、传输带宽受限,尤其在5G时代下,对高效高性能的编码提出了挑战。如何提升高清视频编码过程中图像的传输质量并确保高效压缩效率,如何尽可能地通过率-失真优化技术平衡码率与失真从而抉择更好的预测模式获得更好的编码性能,都是视频编码研究的关键问题。在问题驱动下,本文分析并建立了时域冗余模型,分别给出了图像级、块级的率-失真优化策略。具体工作分为三个方面。（1）针对编码中占比最大的时域冗余,提出并建立了时域冗余模型,用于预测未编码块的信息熵。统计并分析了基准测试序列编码产生的比特信息熵。对信源图像进行了运动矢量和残差分解计算,获得了每个编码块的预测复杂度信息,建立了块的信息熵与复杂度之间的线性映射。分别提出了块级和图像级的时域冗余模型,LTDR-Model和PTDR-Model,用于编码前图像信息熵大小的预测,为比特重分配和率-失真优化调节提供模型基础。（2）时域分层参考结构下,提出了图像级的编码参数调节算法。根据不同时域层图像的参考关系和参考概率,分析图像组内图像的参考价值和预测信息熵以综合获得参考能量因子。联立能量因子与层级价值调节参考图像的拉格朗日乘子,同时反馈更新对应的量化参数。在随机存取结构下,测试结果与AVS3参考软件HPM通测配置基线相比,平均获得了 0.61%的BDBR性能提升,最高可获得2.03%的 BDBR 增益。（3）根据时域邻近编码比特强相关属性,实现块级编码优化参数的自适应调节。采集图像块的失真和码率,分析发现时域相邻块之间存在马尔科夫性质。进一步通过时域邻近块导出当前块码率和图像平均码率,旨在寻求当前块更优的比特分配。采用R-Q率-失真模型实现为每一个最大编码块分配最佳的拉格朗日乘子。在AVS3标准下,低延迟结构的实验结果与基准配置相比BDBR性能平均提升了 0.25%,最高可获得0.94%的BDBR增益。三个方面的研究工作,为AVS3标准贡献了一系列的视频编码优化技术,取得了主客观图像质量的提升,显著增进了最新中国音视频标准的整体性能。相关工作已经向AVS工作组提交了视频技术提案。