分布式视频编码是一种与传统混合视频编码体系完全不同的视频编码体系。其理论基础是分布式编码理论,主要包括：(1),Slepian与Wolf建立的二元相关信源序列的无损编码定理,以及(2),Wyner和Ziv建立的解码端存在边信息的信源编码理论(也即有损分布式编码理论)。将分布式编码理论与视频编码相结合而产生的分布式视频编码,潜在地能够获得许多新的特性,诸如：更加灵活的编解码端之间的复杂度分配,较低的编码器复杂度(相对于同等级别的混合视频编码体系),针对信道噪声的较高的鲁棒性,编码端不一定需要精确的时域预测图像块、甚至不需要参考图像。因此,分布式视频编码体系在最近十年获得了广泛的研究和关注。由于自然视频图像序列的内容变化范围极大,不同的编码单元所需要的码率也不尽相同；同时,分布式视频编码中,编码器不生成精确的时域预测图像块,因此也就很难在线地精确的估计每个编码单元所需要的码率。这个就是分布式视频编码中的码率分配的挑战。现有系统大多是以自适应码率技术和反馈信道技术为基础,首先由编码端传输当前编码单元的部分码流到解码端,并由解码端尝试解码这部分码流,若解码不成功,那么解码端将通过反馈信道向编码端申请该单元的更多信息比特。基于反馈信道的分布式视频编码的优势在于,可以精确分配比特以获得较高的压缩效率。但是,反馈信道本身的硬件成本、反馈信道上的延迟对编码和解码过程的影响、编解码端复杂的同步和交互,这些不利因素都将制约基于反馈信道的分布式视频编码的应用前景。本文主要研究无反馈信道的Wyner-Ziv视频编码系统。核心的研究目标是以较低的编码器复杂度来实现较高的编码效率。首先,这个系统被划分成关键帧的编码子系统和Wyner-Ziv帧的编码子系统,并分别对它们的关键问题进行分析和研究。本文的主要研究成果如下：1,关键帧的编码子系统中,着重分析了H.264/AVC的Ⅰ条带的帧内预测技术。利用Sobel算子计算出原始图像的边缘角度和强度后,可以通过统计实验得到图像纹理与帧内预测最佳模式之间的关系,基于这个关系,本文提出了一个H.264/AVC帧内预测的快速算法,在几乎不降低编码效率的前提下,大幅度降低了Ⅰ条带的编码复杂度。2,论文给出了Wyner-Ziv帧的编码子系统中源信息和边信息之间的统计关系的数学建模,然后,从这个模型出发,推导出了陪集码的参数向量的生成方法,以及陪集码参数向量的率失真优化方法。3,为了研究哈希签名最优长度与编码图像块自身特性之间的关系,对Wyner-Ziv帧的编码子系统中哈希冲突的条件概率的进行了详细的研究。本文提出了以图像块的非零系数个数作为哈希冲突概率的条件变量,来统计哈希冲突的条件概率。基于此分析,本论文提出的哈希函数的自适应选择算法和相应的非零前缀技术以提高Wyner-Ziv编码的压缩效率；4,本论文特别研究了自然视频编解码过程中的一类常见情况。这种情况是,参考图像中的Co-located图像块可以作为一个边信息辅助解码器正确解码已传输的码流。本论文首先分析了这种情况在自然视频图像序列中的发生概率和满足这个条件的充分必要条件,然后提出了Wyner-Ziv帧的编码子系统中的编码端预匹配算法。这个算法可以在不提高编码复杂度的前提下、提高系统的压缩效率。