近年，远程分布式视频监控系统已在电力系统、铁路牵引供电系统和铁路电力系统中得到了广泛使用。其面临的主要问题是必须实现强干扰条件下的鲁棒视频传输以及对数据量极大的视频信号进行高效压缩从而降低存储空间和传输带宽要求。运动补偿预测技术(Motion-Compensated Prediction，MCP)是混合编码器的核心技术之一，被几乎所有视频编码标准所采用。随着多媒体处理技术和网络通信技术的不断进步，又发展出多假设运动补偿预测技术(Multi-Hypothesis Motion-Compensate Prediction，MHMCP)。它的核心思想是采用多个运动补偿信号(即假设值)对当前编码信号进行综合预测，从而进一步提高运动补偿预测的精确度。它在获得更高编码效率的同时还能增强压缩视频流的差错恢复能力，减小由信道差错产生的误码传播失真影响，能较好解决编码效率与抗差错能力之间的矛盾，正日益成为视频通信领域的研究热点。目前国内外对MHMCP技术的基础理论和应用均处于起步阶段。本文主要研究内容及取得的成果如下：1、在详细分析运动补偿预测技术的基础上，将MHMCP技术纳入率失真优化(Rate-Distortion Optimal，RDO)理论框架进行系统研究。针对H．264/AVC中双向预测模式不支持精细分割模式，须编码多个运动矢量(Motion Vector，MV)及参考帧信息及多假设综合精确度不高等缺点，提出一种新的基于RDO的精确多假设运动补偿预测算法，保持当前最佳编码模式不变，设置精细多向搜索、运动矢量伸缩搜索及自适应多假设系数调整等模式对多假设值进行局部优化，获得了更佳运动补偿预测效果，改善了编码器率失真性能；2、根据H．264/AVC运动估计具有多参考帧及多块分割模式特点，提出一种结合多模式的自适应运动估计算法(Multi-Mode based Adaptive Motion Estimation Algorithm，MMAME)，能通过时空域相邻宏块(Macroblock，MB)相关信息对当前编码宏块的参考帧和块分割模式进行快速预判并自适应地决定初始搜索中心和搜索距。另外，MMAME算法还采用了如SAD计算快速退出、快速全零截断及去重复搜索点等快速计算方法。模拟实验表明，MMAME算法能在不明显影响编码效率的前提下，较大降低编码器端计算复杂度；3、对基于MHMCP的差错恢复与控制技术进行了详细研究。在编码器端，提出一种信道有损条件下的抗差错编码模式选择算法，通过MHMCP差错扩散模型计算不同丟包率条件下当前编码MB端到端失真，最终选择使端到端总失真最小的编码模式进行编码，这样能有效抑制差错扩散，改善主观视频质量；在解码器端，提出了一种基于MHMCP的自适应差错掩盖算法，在差错掩盖过程中引入梯度相似性匹配规则来避免边界匹配失效问题，选择增强候选运动矢量集来提高修复运动矢量准确性，并将不同匹配规则下所获得的最佳运动补偿信号进行线性综合来获取最终差错掩盖信号，避免了采用单一匹配规则而导致匹配失误，其差错掩盖图象质量优于传统方法；4、实现了基于TMS320DM642芯片的H．264/AVC BaseLine实时编码算法，详细阐述了系统体系结构、系统设计的基本原理及各种优化方法。系统运行结果表明，提出的优化方案是有效的，可行的。本文的研究成果对于解决远程分布式视频监控系统强干扰环境下的鲁棒视频传输难题和实现视频信号的高效压缩具有一定指导意义和借鉴作用，也对其它视频业务的进一步拓展具有积极作用。