数字视频应用的日益广泛使得图像压缩标准不断完善提高。新的视频编码算法H.264/AVC的出现,其性能要大大超过MPEG2、MPEG4和H.263,同时产生更好的视频图像。作为H.264的一大特色,CABAC充分利用了视频流的上下文信息,对不同的视频流能够自适应,且由于算术码在实际应用中的计算精度,大大提高了编码效率。基于以上优点,CABAC被H.264/AVC标准采用,成为熵编码方案之一。尽管CABAC在压缩率上有了很大的突破,但随之带来的后果是复杂度较高,编解码速度比较慢,同时大量的上下文模型(399个)和二进制算术码部分概率的转化模型都需要一定的内存。在某些特定的场合,比如说基于DSP的实时监控系统,对视频编码的压缩率要求较高,同时为了实时性也对编解码速度有要求,另外存储空间也比较宝贵。此时CABAC无法满足要求,而CAVLC是基于VLC基础之上,其特点决定了很难去除码字间的冗余,压缩率较低,也不适合这样的应用场合。由于算术码具有压缩性能较好的先天优势,因此本文研究了一种H.264均衡算术码框架,以此作为这种场合下H.264熵编码的参考方法。另一方面,虽然CABAC大大提高了压缩率,但是算术码的抗误码性能非常差,一旦压缩后的文件在传输中出现一个比特错误,后面所有的码流可能都无法正确解码。而在无线信道的各种应用场合中,压缩后的视频信号尤其容易受到错误干扰。因此在CABAC中需要加入差错检测机制,已有的算术检错算法已经证明在CABAC中能够及时地检查出差错。为了提高图像解码质量,需要进行相应得重传或是误差掩盖。本文针对H.264算术码所做的研究工作可以概括如下:1)结合视频特性从提高编解码速度和压缩率两个方面对一种算术码快速算法作了改进。在此基础上根据H.264语法元素二值化后比特概率分布的特点设计了一种H.264均衡算术码框架,作为压缩率,实时性和存储空间要求都较高的特定场合下H.264熵编码的一种参考方法。本文首先通过分析CABAC的复杂度探讨了其编解码速度较差的瓶颈。然后研究了一种算术码快速算法,经过分析发现该算法在编码区间选择上还有进一步提高的空间。而且该算法的统计模型并不是非常理想,需要作进一步改进。本文在编码区间的选择上引入了区分大概率符号和小概率符号的方法,减少了当大概率符号时的操作复杂度,提高了编解码速度。同时进行自适应的概率统计,通过一定的缩放处理,使得编码符号的概率能较准确地逼近真实的概率值,提高了压缩率。在此基础上根据H.264语法元素二值化后比特概率分布的特点设计了一种H.264均衡算术码框架,将编码分为自适应编码和固定概率编码,并实验证明了该框架的有效性。2)重点研究了CABAC解码端的特点,并且结合算术码检错算法的检错延时,提出了一种针对应用层的重传模型,对编码端和解码端作相应的处理,以降低重传的数据量,减少网络的负载,同时也利用了解码端在出错前已经正确解码的图像信息。并结合模拟的传输环境对上述提出的重传模型有效性进行了验证。同时作为重传的一种替代方法,可以在解码端进行误差掩盖,以提高图像解码质量,本文根据CABAC解码端的特点并且结合算术码检错算法的检错延时,提出了一种时域上的误差掩盖方法,以减小差错的蔓延。然后通过实验将加入CABAC检错及相应检错后误差掩盖的方法和原始编解码方法进行了图像解码质量的对比。