与传统的2D视频相比，3D视频通过对立体视觉场景的再现，使观察者体验到更加自然逼真的场景信息。作为3D视频处理的关键技术之一，3D视频的压缩对其应用具有重要意义。比特分配和码率控制技术是3D视频编码的重要组成部分。根据不同的视频编码标准和实际应用，研究者们提出了许多有效的码率控制算法，但是这些算法主要针对单个彩色视频编码的码率控制。与单个彩色视频编码相比，3D视频的编码更为复杂，从而导致现有的码率控制算法不适用于3D视频编码，无法实现视点间、彩色与深度视频间的比特分配。因此面向3D视频编码的比特分配和码率控制算法的研究具有重要的意义。为此，本文对3D视频编码中的比特分配和码率控制进行了深入的研究，主要包括以下两个方面：　　1）通过对虚拟视点失真的分析，本文提出了一种基于指数D-R模型的彩色与深度视频联合编码的比特分配和码率控制方案。通过最小化虚拟视点的失真，该方案将最佳比特分配的问题转化为一个约束条件下求极值的数学问题并通过拉格朗日乘数法求解。所提出的比特分配及码率控制方案允许彩色视频和深度视频单独采用码率控制进行编码，既简化计算，又提高了最优解的精度。实验结果表明，该方案可以较准确地控制比特分配，满足3D视频系统的应用要求。　　2）考虑到深度视频在3D视频中的重要的地位，从提升虚拟视点质量的角度着手，本文提出了一种基于区域的深度视频编码的比特分配和码率控制算法。首先，提出一种基于虚拟视点失真分析的深度视频区域划分方法，将深度视频划分为纹理区和平滑区；然后，给出了基于区域的指数D-R模型和指数QP-R模型，用以模拟区域RD性能；最后，基于线性虚拟视点失真模型，实现基于区域的最佳比特分配和码率控制方案。实验结果表明，所提出的方法能提高深度视频编码目标码率的准确性和绘制的虚拟视点的质量。