随着数字电视的普及,移动电视、IPTV以及网络交换视频的蓬勃发展,为了满足不同的传输带宽要求,对数字编码的视频的二次处理需求越来越高。因此,为了适应市场需求,需要开发具有码率变换功能的数字前端设备。系统主要功能为对使用MPEG-2编码的视频流根据给定目标码率的进行码率缩减。为了尽量减少降码率后视频质量的下降,本系统采用闭环转码结构,在降码率过程中对参考帧的重量化引起的漂移误差存储然后对P帧和B帧进行漂移误差补偿操作。码率控制在降码率系统中起着重要作用,是系统中唯一没有在MPEG-2标准中进行规定的部分,因此算法实现方式灵活多样,研究空间广阔。本文首先对MPEG-2的TM5模型中推荐码率控制算法进行研究,并提出了在降码率系统中应用的改进的TM5码率控制算法。接下来通过对其他码率控制算法的研究,针对TM5码率控制算法中的不足,提出了加入码流分析的两种面向实时应用的低复杂度码率控制算法,一是基于ρ域模型的转码码率控制算法,二是复杂度可分级的快速码率控制算法。测试证明,这两种码率控制方法与TM5码率控制算法相比,平均的相对控制误差最大为4%,比TM5减小了1%到6%,达到了精确码率控制的目标。本系统首先在TI的DM642开发版上进行开发,能够实时进行一路D1格式的MPEG-2编码视频的降码率功能。接着,将系统移植到DSP C6455与FPGA XC4VLX60结合的32路MPEG-2降码率功能单板上,本文对DSP与FPGA结合的系统设计方案进行了详细介绍。