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码率控制是高效视频编解码器的核心技术,贯穿于整个视频编码过程的始终。作为视频压缩的重要部分,码率控制用来控制视频的压缩比,不管在哪一种视频编码标准中,码率控制算法的好坏都将直接影响视频的质量和传输能力。所以,只有好的码率控制算法才能获得最佳的压缩性能。目前针对H.264/AVC标准的码率控制算法研究,多数都是在研究R-Q模型和MAD预测方法的基础上展开的,基于sobel边缘检测算子的码率控制方法是其中比较优秀的算法,本文对该算法进行深入的研究。经仿真实验发现,该算法优点是能充分利用当前宏块的纹理信息,从而能准确的预测模型;当然缺点也显而易见,此方法对输出码流的控制不够理想,而且计算量太大,限制了其在实时性要求较高和信道情况变化复杂场合的应用。针对sobel算法的缺点,本介绍了一种基于SATDc(Q)-R模型的码率控制算法。此算法能充分利用当前帧的像素信息,在解码端具有较高的视频质量,而且输出码流非常平稳,然而此算法所需计算量偏大,不能应用于对实时性要求较高的场合。在详细分析了基于SATDc(Q)-R模型的码率控制算法之后,本文提出了两个改进方法:首先充分利用当前编码宏块的像素信息,以当前宏块的SATDc(Q)在剩余宏块中所占的比值为基准来计算当前宏块的复杂度,并依据复杂度为当前宏块分配目标比特。改进后的方法能够得到更好的解码端视频质量,尤其是在低码率的情况下取得的效果更为显著,而且改进后的码率控制算法的输出码流更为平稳,从而更能适应信道变化复杂的场合。此外,本文针对基于SATDc(Q)-R模型的码率控制算法计算量大的缺点进行了分析,发现其主要原因就是该算法要进行大量的量化和反量化计算,因此本文提出了一种快速的量化算法来解决这个问题。实验结果表明,快速量化算法比普通的量化算法能够节省80%以上的计算量,而且信道带宽越低,节省的计算量就越大。