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为了进一步提高编码速度，促进视频编码技术在多媒体通信领域的实际应用，本文对限失真视频编码的关键算法进行了深入的研究并提出了多种优化方法。本文的讨论主要集中于混合编码框架这一应用最广泛的限失真视频编码方案，通过引入编码模式的概念，本文对编码过程中的几个主要问题进行了分析，并给出了混合编码框架的结构化软件设计方法及其针对桌面设备应用和手持设备应用的实现方案。本文还从并行运算和面向对象两个角度出发，对混合编码框架进行了改进，提出了一种新的参考图像组织方法和一种基于对象的编码模式选择算法，在很大程度上降低了编码器的运算复杂度。此外本文还提出了一种专门针对低比特率的视频应用快速的运动搜索方法，它大大降低了运动预测部分在整个编码运算中所占的比例。