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H.264/AVC(Advanced Video Coding)是ITU-T和MPEG合作制定的视频编码标准,该标准同时作为MPEG-4的第10部分,是目前最新的视频编码标准,与以往标准相比,H.264在帧内编码,帧间预测,变换量化和熵编码等方面采用了多种新技术,大幅度提高了编码效率。与H.263 v2(H.263+)或MPEG-4 Simple Profile相比,H.264/AVC在使用与上述编码方法类似的最佳编码器时,在相同比特率下视频质量提高一倍以上。在H.264中,主要采用了基于率失真理论的率失真最优化算法来在不同的模式中进行取舍。选择最优模式的算法称为率失真优化RDO(rate distortion optimization)。虽然H.264采用RD-OPT算法可以明显改善SNR和比特率,但同时也导致了运算复杂度的急剧上升。从编码时间来看,采用RD-OPT使时间急剧增加。在帧内预测模式下,为了确定一个宏块的帧内预测模式,要执行592种RD Cost计算。而帧间预测模式下,由于涉及到多参考帧的选取,因此会带来更大的运算复杂度。本文首先介绍了H.264编码标准中所使用的关键技术,简要介绍了率失真优化算法的原理及在H.264模式选择算法中的应用,并基于JM平台进行了说明。着重研究和分析了帧内以及帧间模式选择算法,并针对模式选择部分进行算法级的优化,降低模式选择算法复杂度,提高编码的速度。本文的创新点在于两个方面:一是在帧内模式选择中利用图像宏块本身的空间相关性进行预运算,得出预测方向,减少预测模式数目;二是在帧间模式选择中利用边缘检测算子对宏块的边缘强度进行统计,利用统计的方法对各种模式之间进行划分,从而有效地减少了帧间模式选择算法运算复杂度。