无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）在军用、民用等领域应用十分广泛,它可以携带侦察设备为人类搜集视频信息,给人类的生活带来了很多便利。然而,由于航拍视频数据量巨大,在实际应用时,必须对这些数据进行压缩编码。高效率视频编码标准（High Efficiency Video Coding,HEVC）是目前使用最为广泛的编码标准之一,相比于H.264/AVC,HEVC可以做到在视频质量基本不变的情况下,提高一倍的压缩比。在HEVC编码过程中,为了能够更加合理地分配编码比特,进而满足无人机存储或传输带宽的限制,需采用码率控制技术,但由于无人机航拍场景的特殊性,现有的码率控制技术不能很好地应用于无人机航拍领域中。本文在对HEVC中的码率控制技术进行了深入研究的基础上,针对现有码率控制算法的弊端,对相关技术进行了改进,使其更适合无人机航拍的应用。本文主要研究工作及成果如下:（1）对视频编码标准的研究现状进行了充分调研,并对HEVC编码标准的整体框架及关键技术进行了深入研究。其次,介绍了码率控制技术的基本原理,分析总结了各个编码标准中的码率控制提案,重点研究了HEVC中的JCTVCK0103码率控制提案。（2）针对无人机航拍视频的特性,为保证在编码缓冲区不发生“上溢”和“下溢”的前提下,提高显著区域的编码质量,提出了一种基于航拍视频特性的码率控制算法。首先采用自底向上的方法对当前视频图像进行显著区域提取,根据提取的显著图计算每帧和每个编码树单元（Coding Tree Unit,CTU）的显著性权重;然后以每帧的显著性权重和缓冲区状态为依据指导帧层比特分配,以每个CTU的显著性权重为依据指导CTU层比特分配。实验结果表明,相较于HM16.9标准测试模型,提出的算法可以使缓冲区维持在一个稳定状态,并在保证视频整体质量的前提下,提高0.52d B显著区域的峰值信噪比。（3）针对无人机航拍过程中因场景切换而导致的编码质量下降问题,提出了相应的改进算法。首先,以帧间YUV分量变化因子为依据对场景切换帧进行检测;此外,为防止光照等外界条件对检测结果产生影响,进一步采用帧间复杂度变化因子对场景切换帧进行检测。确定场景切换帧后,在不增加I帧的前提下,适当调整编码结构,并重新分配编码比特。实验结果表明,相较于HM16.9标准测试模型,提出的算法可以使视频序列的峰值信噪比提升0.69d B,编码误差降低0.11%,且编码质量的提升在场景切换处更为明显。