近年来，网络多媒体和无线多媒体应用得到了快速的发展，例如基于3G网络和WiFi网络的手机视频通话，基于手持终端的视频录制和分享等。不同于传统的基于广播的视频编码模式，这些新的应用对视频编码提出了新的要求。对于实时的视频通信应用，因为无法利用反馈重传机制纠正传输中发生的错误，所以视频的抗差错编码和传输技术是一个重要的研究方向。对于基于无线网络和多媒体移动终端的视频通话和视频录制应用，除了要求编码码流具有较高的率失真性能之外还要求具有较低的编码复杂度以延长电池的使用时间。比如现在智能手机的处理能力越来越强，有的甚至已经支持1920×1080分辨率的视频录制，但随着处理能力的增强，处理器的功耗也越来越大，而电池容量却没有得到相应的提升，因此低复杂度视频编码在实际应用中具有迫切的需求。在本文中，我们通过分析视频信号本身在时域的平滑性特点以及在空域的结构规则性特点，重点研究基于Wyner-Ziv编码理论的抗差错视频编码技术和低复杂度视频编解码技术。根据Wyner-Ziv编码理论，我们提出了一种抗差错视频编码方案。该方案利用Wyner-Ziv编码对基准帧的重建图像本身进行有损保护，当基准帧受到传输失真的影响时则通过Wyner-Ziv解码消除传输失真，否则丢弃相应的Wyner-Ziv码流。为了提高该方案的率失真性能，我们在基于Wyner-Ziv编码的抗差错视频编码方案的编码端提出了一个考虑Wyner-Ziv编码特性的联合信源信道率失真优化的模式选择方案。该方案在H.264/AVC部分进行模式选择时不仅考虑了信源的率失真特性，还考虑了不同模式对传输失真的影响以及对Wyenr-Ziv编码的率失真的影响，并且分析了一阶Markov高斯随机信源上的联合率失真特性。为了在编码端估计Wyner-Ziv编码的率失真特性，同时消除Wyner-Ziv编码中对反馈信道的依赖，我们还提出了编码端Wyner-Ziv编码码率和失真估计方法。在基于Wyner-Ziv编码的抗差错视频编码方案解码端，我们提出了一种传输失真建模方法。该方法分析了传输失真产生的原因，可有效建模在视频帧不同区域由于不同的运动场相关性以及不同的纹理而造成的传输失真的不同。该方法通过分析传输失真产生的原因引入了混合Laplacian模型建模传输失真。相对于一般的Laplacian模型，该模型能够更加准确地描述传输失真。另外，因为该模型各部分参数仅利用解码端可获得的信息估计得到，避免了对反馈信道的依赖，因此更加适用于无反馈信道或反馈信道时延较大的视频传输应用。针对基于Wyner-Ziv编码的低复杂度视频编码和抗差错视频编码在解码端重建过程中存在的问题，我们通过对Wyner-Ziv解码重建过程中所能利用的约束进行分析，提出了基于Markov随机场模型的自适应重建方案。该算法同时利用了视频序列在时域和空域的相关性约束以及Wyner-Ziv帧与其边信息间的统计相关性约束和解码比特平面确定的量化区间的约束。通过引入时域和空域相关性约束，本算法提高了重建图像的客观质量并消除了现有重建方法中不可避免的等高线效应和块效应。利用视频序列的时域平滑性和空域几何规则性约束，我们还为本模型中的所有参数都提出了估计方法，使其更加适应于实际应用。最后，我们还在Wyner-Ziv视频编码的Slepian-Wolf比特平面解码过程中通过引入视频本身的局部结构规则性约束，并提出了一种全新的Slepian-Wolf解码算法。该算法在比特平面解码过程中除了利用传统解码算法中用到的信源与边信息之间的统计相关性约束以及Slepian-Wolf编码过程中引入的奇偶性约束之外还引入了视频帧的局部结构规则性约束。通过将Slepian-Wolf解码过程中的对数似然比建模为一个各向异性的Markov随机场模型，可以在比特平面解码过程中引入视频帧本身的结构规则性约束，从而降低所需的编码码率。