H.264是目前应用最广泛的视频编码标准，它的码率控制算法JVT-G012是一种优秀的码率控制算法，但依然存在很多缺陷。在为基本单元分配目标比特数时，仅考虑到缓冲区的状况，没有考虑当前单元的重要性等相关情况，这样分配目标比特数显然是不合理的；它采用的线性平均绝对值(MAD)预测模型仅仅考虑到时间域上的相关性，当帧间运动不规律时，得到的预测值不准确；另外，算法也没有考虑发生场景切换带来的负面影响。　　 为了提高编码性能，分别在基本单元为帧或宏块时采取优化措施。基本单元为帧时，改进算法主要集中在帧级码率控制上：综合考虑缓冲区状况、图像复杂度和图像的重要性为各帧合理分配目标比特数；采用一种新的方法来综合衡量图像的复杂度；根据帧类型和帧在图像组中的距离来衡量图像重要性；采用跳帧控制来防止缓冲区上溢或下溢；进行场景切换检测防止发生场景切换时编码质量的急剧下降。　　 基本单元为宏块时，算法分为帧级码率控制和宏块级码率控制。除了在帧层采用上述优化措施外，在宏块层根据宏块复杂度和缓冲区状态来为各宏块合理分配目标比特数;改进了宏块的平均绝对值(MAD)预测模型，采用了一种基于时域和空域相结合的预测模型。　　 另外，在低码率情况下，在采用上述基本单元为宏块的码率控制优化算法的基础上，采用适合低码率情况的率失真模型。　　 实验表明，在相同条件下，相比于JVT-G012中的码率控制算法，改进算法的亮度分量PSNR值明显提高：当基本单元为帧时平均提高了1.04dB;基本单元为宏块时平均提高了1.74dB;在低码率情况下，平均提高了约2.56dB。