网络视频点播应用的广泛普及,新一代高效视频编码标准(High Efficiency Video Coding,HEVC)的推出,高清视频成为视频发展主流趋势。然而,网络带宽提升速度远远落后于在线点播高清视频应用需求。如何在有限的带宽下快速完成视频编码传输,并最大限度地保证视觉质量,长期以来既是研究热点,也是研究难点。本文研究重点要解决低带宽环境下视频的快速编码传输问题,主要从视频编码器裁剪、低带宽码率控制和低带宽下视频图像分发优化三个方面进行研究。(1)实现了快速HEVC视频编码器。快速HEVC视频编码器是通过分析标准HEVC编码架构、编码复杂度,实验测试不同编码技术对视频质量提升和视频编码时间消耗的贡献,裁剪掉部分功能实现的。测试结果表明:快速HEVC视频编码器较标准HEVC视频编码器平均节省编码时间99.28%,提升编码速度150.19倍,BD-Rate平均增加75.99%。(2)提出了一种低带宽码率控制算法。提出的低带宽码率控制算包括了场景切换控制和自适应可变帧率控制。场景切换控制采用抽样场景切换检测。自适应可变帧率控制采用QP值百分比与缓冲区占用率作为联合影响因子调整帧率。测试结果表明:新提出的低带宽码率控制算法能快速准确的检测场景切换,能使缓冲区长时间处于高占用率且输出视频质量保持平稳且优异。(3)提出了一种低带宽视频图像分发优化算法。视频图像分发优化算法是通过分析研究HEVC标准参考规则并改进,消除GOP间依赖关系,提出用二叉树结构描述帧间参考依赖关系的数学模型。最后将不同编码模式的视频图像分发问题都转化为0-1背包问题。测试结果表明:新提出的视频图像分发优化算法相比分层图像分发在各种带宽环境下均能获得更多收益。基于上述三个方面的研究,论文为低带宽下视频编码传输提供了一整套解决方案,这包括快速视频编码器的实现、码率控制算法和视频图像分发优化算法。在网络带宽资源不足、实时性要求较高的视频编码和通信时,论文的研究成果将具有显著的实际应用价值。