泛娱乐产业发展如火如荼,视频压缩作为基础业务,发挥着极其重要的推动作用。视频压缩的核心技术不断更新,但人们对视频的要求不断提高,有限网络带宽与超高视频码率之间的矛盾仍是未来很长一段时期的研究热点。码率控制与率失真优化技术作为视频编码端优化技术,不可或缺。视频转码能力作为视频服务提供商的硬实力的象征,长期以来各大厂商不遗余力地研发提升。为此,本文围绕多路并行码率控制、率失真优化和视频转码三项内容展开研究工作。（1）研究基于I-帧周期并行机制下的时域分层恒定码率控制算法。首先根据AVS3参考软件支持的随机访问片段机制,构建并行编码实施方法,将I-帧周期并行条件转化为更为严格的短时限制条件。然后根据统计分析,建立新的率失真函数模型,并将其作为编码参数调节的技术保障。接着根据编码器特性,为编码的每个层级制定自适应码率分配策略。最后导出帧级量化参数,达到并行恒定码率控制的目的。（2）研究基于图像内容复杂度的率失真优化算法。首先通过下采样亮度分量的边缘纹理检测结果计算得到帧内复杂度。接着通过信源的运动估计计算得到帧间复杂度。然后融合帧内、帧间复杂度并将其映射到视觉熵域。最后通过经典的率失真模型导出编码单元级的拉格朗日乘子,提升编码客观和主观性能。（3）研究基于解码信息复用的快速转码方法。针对H.264/AVC向HEVC/H.265的转码任务,通过分析两项标准的块划分、帧内预测和帧间预测技术的异同,利用H.264/AVC码流解码信息,构建HEVC/H.265的快速块划分方法以及模式抉择策略。最终完成高效异构转码。所提出的并行时域分层恒定码率控制算法,能够自适应地适配不同编码器环境,达到优异的码率控制精度,为稳定的视频传输提供强有力的技术保障。所提出的基于内容复杂度的率失真优化算法在AVS3开源软件平台集成后,测试表明同时提升了客观和主观性能。所提出的基于解码信息复用的快速转码方法在HEVC参考软件HM平台上的集成测试表明显著提升编码速率。论文的部分工作已被中国音视频标准工作组采纳,形成专利技术,包含技术提案3份、国内专利6项和国际专利6项。