随着多媒体技术的发展，数字视频系统在许多领域得到了广泛的应用，包括数字媒体存储、数字电视、远程监控等。本文以数字视频作为研究对象，在视频编解码、视频后处理以及视频错误掩盖等方面进行了深入研究。本文首先重点研究了视频编解码算法。为了满足用户对网络带宽和图像质量的要求，最近几年，不同的标准组织制定了以H.264、AVS、VC-1为代表的新一代视频压缩标准。这些标准在提高压缩率的同时，也给编解码器的硬件电路实现带来了很大的困难。本文从硬件资源消耗、总线带宽需求、算法复杂度等多个角度分析了这些新标准的特点，并且针对解码器总线压力大的情况，提出了利用重叠参考数据的方法。针对现有自适应变长码算法压缩率低、规则性差以及计算量大的缺点，本文还提出了分类自适应变长码算法。该算法利用规则码表编码对level和run独立编码；所有的码字可以通过简单的计算获得，避免了查表过程；新算法根据已有编码信息对run进行分类编码，从而提高了编码效率。本文接着重点研究了视频后处理算法。许多应用需要实时转换视频格式，例如缩放、去隔行。视频后处理主要负责这些转换过程，它充当了视频源和显示设备之间的接口。为了减少后处理过程需要的计算量，本文提出了视频解码／后处理的联合结构。在该结构中，视频解码器向后处理模块提供编码信息，这些信息用来指导和优化视频后处理过程。在该结构基础上，本文提出了基于编码信息的图像缩放算法，该算法利用DCT系数和运动向量，获取图像的局部纹理信息，然后选择不同的方法处理图像的每个区域。本文还提出了基于编码信息的去隔行算法。该算法能够实现低运算量的、具有运动补偿特性的去隔行过程。为了防止在后处理过程中使用不恰当的编码信息，本文提出了一系列用于检测编码信息的方法。本文最后重点研究了视频错误掩盖算法。在传输或存储视频压缩数据时，各种外界因素影响可能会破坏数据，因此视频错误掩盖是一个高性能解码器必须具备的功能。本文首先概述了当前国内外的一些研究成果，然后着重研究了空域错误掩盖，并提出了基于边缘延伸的空域掩盖算法。该算法在恢复部分图像细节的同时，保护了穿过错误宏块的强边界。本文还着重研究了时域掩盖算法，并提出了新的基于编码信息的时域掩盖算法。该算法利用编码信息修正已有的相邻块运动矢量，提高了运动矢量的准确性。为了消除时域掩盖引起的块效应，本文给出了一种去块滤波算法，该算法能够平滑块边界，改善图像质量。