视频是人类对客观事物视觉感知的生动重现,是人类社会活动中最常用、最重要的信息载体,是人们获取外部信息的主要途径。随着通信网络和微电子技术的发展,一些新兴的应用如低功率无线视频监控网络、视频传感器网络等得到了快速的发展。这些新的应用由于编码端资源有限、功耗有限,不太适合采用传统的视频编码算法。分布式视频编码（Distributed Video Coding,DVC）由于其编码端复杂度低、具有良好的率失真性能和较好的抗误码性能受到了大家的关注。经过了数十年的研究,DVC在系统实现框架、视频压缩效率、系统率失真（Rate Distortion,RD）性能等方面有了很大的进步。但系统性能的改进,通常以增加系统复杂度为代价,特别是在编码端实现的技术,如量化技术、编码端宏块模式分类（Encoder Block Mode Decision,EBMD）、编码端码率控制（Encoder Rate Control,ERC）、编码端边信息（Encoder Side Information,ESI）产生等技术,会增加编码端的复杂度和计算量,这与DVC中要求编码端具有低复杂度的特性不相符。而且编码端复杂度的增加,会影响DVC系统的实用性。本文对分布式残差视频编码（Distributed Residual Video Coding,DRVC）系统进行研究,发现它在实施上述编码端相关技术,特别是EBMD、ERC这两类技术问题时,编码端能保证较低的复杂度。论文所做的工作和取得的研究成果为:1.针对DRVC系统中残差视频信号的概率统计特性,根据实验得到的经验值,确定了残差视频信号的非均匀量化方案。同时经过研究发现:在DRVC系统中,编码端经过量化后的残差帧的统计特性可以用来估计编、译码两端信号之间的相关性。2.提出了编码端残差帧宏块模式分类（EBMD of Residual Frame,EBMD-RF）方案。已有的EBMD方案中,有两个因素影响其实用性:一是在判定宏块模式时,编码端要预先设定阀值或者初始参数。但是如何设定?这在现有论文中没有明确给出。二是编码端对宏块模式进行判决时会有一定的计算量,这给编码端带来了计算负担。本文提出的EBMD-RF方案仅仅通过编码端残差像素的大小就能判定宏块的编码模式,阈值设定简单方便,它不涉及已有EBMD方案中所提物理量的计算,保证了编码端的低复杂特性。仿真结果表明,该方案分类准确,简单有效。3.提出了DRVC系统中编码端码率估计方案（ERC-DRVC）。它包括两部分:分别是编码端基于伪随机码置乱的残差帧码率估计（Residual ERC based on Pseudo-Random Code Scrambling,RERC-PRCS）算法和译码端基于伪随机码置乱的量化序号估计（Quantization Index Estimation Algorithm based on Pseudo-Random Code Scrambling,QIEA-PRCS）算法。现有ERC方案中,有两个因素影响其实用性:一是编码端通常需要产生ESI,这增加了编码端的复杂度;二是码率估计通常在位平面上进行,当位平面数目多的时候,估计的次数也多,这增加了编码端的计算量和系统延迟。本文提出的RERC-PRCS算法能在帧级别上进行码率估计,即:一帧只估计一个码率。当出现码率低估时,QIEA-PRCS算法能解决码率低估的问题。ERC-DRVC方案不用分位平面进行多次码率估计,编码端只需采用平均内插（Average Interpolation,AI）算法产生参考帧,保证了编码端的低复杂特性。仿真结果表明该方案在运动变化小的视频序列中,性能高于一般的ERC方案,甚至和DISCOVER系统相当。在运动变化大的视频序列中,性能逊于DISCOVER系统,和一般的ERC方案性能相当。4.设计了一种更加有效和实用的ERC-EBMD-DRVC系统。先对编码端残差帧用EBMD-RF方案进行分类,分出Intra块、Skip块和WZ块（Wyner-Ziv块,指采用信道编码技术处理的宏块）。然后对其中的WZ块用RERC-PRCS算法估计发送的码率,用QIEA-PRCS算法解决码率低估的问题。仿真结果表明:这两种方法的结合,对于边信息质量较好的视频,能取得比DISCOVER系统和目前性能最好的ERC方案更好的RD性能;对于边信息质量较差的其它视频,能取得比两者稍逊的RD性能。