视频压缩给如今的人们带来了各种生活、工作、娱乐上的便利,比如高清视频、可视电话、视频会议等等,其所依赖的视频编码技术在过去的几十年取得了长足的发展,从早期的H.261到如今的HEVC,视频编码技术通过一代一代的演进大致确立了混合编码的框架结构。在所有的这些编码技术中,码率控制都扮演着举足轻重的角色。在实际应用中,由于带宽资源的有限,要求在限定的码率下保证编码质量的同时,实现输出码率的稳定性,这就是码率控制问题。除了精确的码率控制以外,如何解决码率控制模式下编码质量较低,以及码率控制对并行编码的支持较差的问题,也成为目前视频编码的研究热点。关于如何解决码率控制模式下编码质量较低的问题,本文提出了一种时域依赖的码率控制比特分配方案。相对传统的算法仅仅根据编码单元的内容复杂度来分配比特的方式,时域依赖的比特分配方案除了考虑自身内容复杂度的因素,还考虑到编码单元对后续参考它的编码单元的影响。具体来说,如果某个编码单元在后续帧里面被多次参考,则它在时域上的影响因子较大,应考虑给其分配相对较多的比特,使其以相对较高质量的编码模式编码,从而保证所有与其时域相关的编码单元的编码质量。本文具体描述了该方案的算法过程和实现细节,并通过实验验证了方案的有效性,分析了编码复杂度的影响。在改进码率控制对并行编码的支持方面,本文提出了一种支持多机并行编码的联合码率控制方案,该方案通过独立地分配帧级目标比特和自适应地分配片级目标比特可以达到并行编码下相对准确的码率控制。并行编码框架的流行带来了数据依赖方面的挑战,越高的并行度会导致越高程度上的数据相关性的割裂,这种问题给码率控制带来了巨大的影响,因为码率控制正是基于视频数据在时间以及空间上的相关性,在编码过程中充分地利用已编码帧的历史数据不断地调整编码参数以达到全局的码率稳定性。本文提出的联合码率控制方案通过定期地收集各个独立编码器的编码信息,综合分析后根据各个编码器的实时编码状态自适应地设定合适的编码参数,从而使得合成后的码率能够相对稳定地维持在目标码率。