随着计算机和通信技术的发展，因特网的流行以及多媒体业务需求的增加，通过因特网、无线网络或有线电视网等传输视频已经引起了学术界和工业界的广泛兴趣。而随着视频应用领域的扩展，网络和终端的异构性必须被考虑。可伸缩编码是对这种异构环境应用的一个有效解决方法。可伸缩性是指通过对部分压缩码流解码而获得有物理意义的图象或视频信息的能力。视频服务器可以根据网络带宽和终端能力改变可伸缩码流的分辨率、质量或复杂度以保证用户服务质量。小波变换是信号处理的一个强有力工具，它具有良好的能量集中能力，并且很自然地提供了信号的多分辨率表示，所以特别适合于图象和视频的可伸缩编码。本文在基于小波的可伸缩视频编码领域内进行了一些研究，主要包括：小波系数编码、运动补偿时域滤波(MCTF)和运动编码等方面。 图象经过空域小波分解后生成一个低频子带和多个高频子带，小波系数的能量主要集中在低频子带和高频子带中的细节区域。因为重要系数没有固定的分布模式，所以重要位置的编码就成为小波系数编码的关键。零树和零块是被证明为重要位置编码非常有效的工具并已被广泛使用。它们都按照四叉树的方式对重要的集进行分割。根据小波系数非常稀疏和重要系数具有聚集的特点，本文提出了二进集分割(BSP)和自适应集分割(ASP)两个小波图象编码算法。它们都采用了矩形和正方形的零块结构，其中BSP根据子带的方向把重要的集简单地分为两个子集，而ASP则根据该集合的上下文自适应地把它分为二、三或四个子集。在没有使用算术编码时，BSP和ASP的性能都超过了基于零树(如SPIHT)或传统零块(如EZBC)的算法；而在使用基于上下文的算术编码时，它们的性能和EZBC接近，但都超过了SPIHT。因为它们对子带进行独立编码，所以很容易实现空域分辨率可伸缩。这两个算法都可以用于小波视频编码中的系数编码。 小波视频编码要取得成功，有效地利用时域相关非常重要。运动补偿时域滤波被认为是消除时域冗余和实现良好可伸缩性的有效方法。它在时间轴方向对运动补偿后的样点进行小波分解。在采用MCTF的视频编码中经常可以看到重建视频序列的PSNR有规律地波动，降低了重放的主观质量。本文从理论上详细地分析了MCTF中引起PSNR波动的原因，得出了导致PSNR波动的三个因素，即运动的不一致、MCTF中的插值以及高频帧之间的相关性。本文还导出了量化误差和重建误差之间的关系。仿真实验结果表明这些分析是非常成功的。根据理论分析，本文还提出了一些可能的解决方法。 本文的最后部分研究运动估计和编码。本文首先介绍了层次式可变大小块匹配(HVSBM)运动估计方法，并分析了它的复杂度，然后提出了一个基于上下文的自适应运动编码方案，它包括运动向量编码、四叉树结构编码和模式编码。在运动向量编码中它使用已编码的、并具有相同模式的邻居运动向量来预测当前运动向量，并用CABAC算法编码差分运动向量；在四叉树结构编码和模式编码中也使用了基于上下文的算术编码。实验表明，新的方案可以提高运动编码效率25﹪以上，从而提高系统的编码效率，特别是在低码率时的编码效率。为了进一步提高低码率应用中的性能，需要使用可伸缩运动编码。在空间分辨率可伸缩运动编码中，本文提出用基于率失真的裁剪方法对运动向量四叉树进行裁剪，在主观评价和客观评价方面都提高了系统的性能。相比之下，基于固定尺寸的裁剪方法虽然可以提高系统的PSNR，但主观质量却可能下降。本文也研究了利用改变运动向量的精度来实现可伸缩运动编码，但实验结果表明这种方法的伸缩范围小，性能改进也不明显。针对运动编码的特殊性，本文还提出了伪伸缩运动编码的概念，它对伸缩后的运动向量场进行独立编码而不是分层编码。它不但可以实现可伸缩运动编码的功能，而且可以降低可伸缩运动编码的复杂度。