随着视频信息的日益普及和视频应用的广泛传播，视频编码技术在近些年来取得了很好的发展。在这样的背景下，由于Internet固有的网络异构性、用户终端设备的处理能力和显示能力不尽相同，也给多媒体信息的广泛传播和应用带来了巨大挑战。为应对这一挑战，可伸缩视频编码(Scalable Video Coding, SVC)技术因其能很好的解决这些问题而得到广泛研究。作为新一代视频编码国际标准HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)，在ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG通力合作下已经制定成功并于2013年1月颁布。HEVC依然采用混合编码框架，并提供了多种先进编码技术。其目标是在相同的视觉质量下，编码效率要比现行的H.264/AVC标准节省约50%的码率。本文紧跟HEVC标准框架，针对HEVC扩展下的高效可伸缩视频编码(SHVC)，跟踪研究了JCT-VC在研SHVC标准及其特点，设计了相关的软件测试平台，并提出一系列改进方案以提高增强层编码效率。质量可伸缩性(Quality Scalability)的基本层与增强层有着相同的视频分辨率和帧率，不同的是基本层与增强层的量化参数设置不同，以达到视觉质量上的可伸缩。基本层仍然按照标准HEVC进行编码，对于增强层，其最重要也是最突出的特点在于充分利用基本层已编码的信息来指导增强层，称之为层间预测。这种层间预测机制可以使增强层预测更准确，从而使编码效率得到较大提高。本文通过对层间预测机制的深入研究，提出了多种层间预测方案，包括层间纹理预测模式，层间运动信息预测等等，在基本不增加编码复杂度的情况下，提高了编码效率。空间可伸缩性(Spatial Scalability)是将不同分辨率的视频分别作为基本层和增强层输入。空间可伸缩编码方式和质量可伸缩编码基本类似，同样需要采用层间预测机制来提高增强层编码效率。区别在于要对基本层重建信息进行上采样，所以空间可伸缩编码中层间预测机制较为丰富，常常需要辅助以层间滤波技术来减少这种误差损失。本文针对空间可伸缩编码层间预测的特殊性，进行了相当规模的算法实验和优化，最后，我们针对空间可伸缩视频编码提出了若干个层间预测方案，包括自适应联合加权预测、自适应层间滤波器等技术，编码效率取得了一定的提升。此外，本文还对不断变化中的HEVC以及SHVC进行概要性的研究，上述各种改进工作正是基于这些研究。