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高效视频编码(HEVC)是面向超高清视频应用的新一代视频编码标准。为了获得优于现有标准H.264/AVC一倍以上的编码效率,其编码复杂度增加了一个数量级以上,因此,HEVC的快速编码算法对其推广应用具有重要的研究意义。帧间编码技术作为HEVC编码框架的关键技术之一,它的快速算法研究是众多研究学者关心的热点问题。本文对HEVC标准中的帧间PU模式选择和CU四叉树划分技术进行了深入研究,从3个角度对HEVC帧间编码算法做了快速化改进,具体工作如下:(1)对帧间PU模式选择过程中的Merge模式算法做了优化,该算法通过去除Merge模式冗余的候选零矢量和使用运动估计得到的真实运动矢量值GMV值进一步去除对预测单元无效的候选项,减少Merge模式过程中候选参数的遍历次数。实验表明该算法在Low delay(Main)和Random access(Main)的配置方案下,其编码码率BD-Rate分别平均增加约0.7%和0.47%,对Merge模式模块的编码时间节省了60%,但是总体编码节省时间平均仅约8.7%。(2)对帧间PU模式选择过程中的AMVP模式遍历选择进一步优化。在帧间PU模式选择过程中,利用SKIP模式早终止以及当前CU与前一帧对应同位置CU运动特征的相似性,对纹理运动简单的CU块直接跳过帧间PU模式遍历过程中的AMVP模式过程。仿真实验表明该算法在Low delay(Main)和Random access(Main)的配置方案下,其编码码率BD-Rate分别平均增加约1.36%和0.89%,总体编码节省时间平均分别达到约41.5%和43.3%。(3)提出了一种快速CU深度划分算法。在CU进行帧间预测时,该算法将除Inter_N×N之外的7种帧间PU模式分为3类,分别代表当前CU不同的运动复杂程度。通过CU在不同深度下的CBF和MVD值以及其最佳预测模式是否满足对应的帧间PU模式类别三个参数对该CU的纹理运动特征进行预测,减少纹理运动简单CU深度划分的冗余计算。实验结果表明该算法在Low delay(Main)和Random access(Main)的配置方案下,其编码码率BD-Rate分别平均仅增加约0.236%和0.56%,总体编码节省时间分别平均达到了约42.84%和51.52%。论文最后对全文的工作进行了总结,并对后续研究进行了展望。