随着计算机技术、多媒体技术以及移动互联网通信技术的快速发展,多媒体应用已经渗透到我们生活的方方面面。视频作为多媒体最重要的一部分,它时时刻刻出现在我们周围,例如网络视频、视频监控、数字电视、视频直播等等,它成为我们获取信息与休闲娱乐的重要来源。然而视频是一种数据量非常巨大的载体,不经过编码压缩的视频是很难存储和快速传输,因此视频编解码技术是视频多媒体技术的根基。在视频编码技术中,码率控制是对编码传输码率进行控制输出以适应不同环境下的信道带宽。随着新一代视频编码标准H.265/HEVC的诞生,关于它的码率控制算法也在不断更新优化,目前H.265/HEVC中的码率控制算法是基于R-λ模型的码率控制算法,它具有码率传输稳定,控制精度高等优点,但是而随着H.265/HEVC中技术的更新和优化,其码率控制算法也会存在一定的问题。在新的随机接入结构下,GOP(Group of picture)层的码率波动变大,视频出现剧烈变化时,单元层的(α、β)参数更新不能较好的适应。针对算法的不足,本文做出以下的研究:首先介绍了当前的H.265/HEVC高效视频编码技术的发展与研究背景,再对H.265/HEVC编码框架以及编码框架各个部分技术内容进行简单介绍,总结了对比于上一代视频编码技术H.264/AVC,H.265/HEVC中新增的一些关键技术;接下来介绍了码率控制算法的背景和原理,以及其理论基础:率失真优化理论、率失真优化模型;重点介绍了当前码率控制算法的具体内容。其次通过深入分析新型时域参考结构,针对当前H.265/HEVC中码率控制算法中存在的不足,本文提出适应于新型时域参考结构的码率控制优化算法。此算法主要通过改进GOP层的码率分配的不足,减少码率的波动,以及优化(α、β)参数更新策略,提高视频质量,并且提出一种与参数更新策略相适应的参数更新的优化算法。实验结果表明,相比于HM16.16码率控制算法,本文提出的算法的Y分量的峰值信噪比平均提高了0.6060dB和0.8182dB,编码比特数平均降低1.026%和1.436%,编码时间平均增加了1.95%和0.79%。在新的时域参考结构下,本文提出的优化算法相比于H.265/HEVC中的码率控制算法,在码率传输波动、编码效率上都有突出效果。