图像/视频编码可有效减少数传带宽和存储空间，广泛应用于传输、存储和检索等系统中。研究图像/视频编码中的关键技术，获得质量和码率的平衡，具有重要的理论与现实意义。本文结合率失真理论和率失真优化技术，研究了图像压缩质量与图像内容以及码率的关系，建立了图像压缩质量预测模型：从编码机制和率失真优化入手，提出了基于码率和图像质量约束的码率控制方法；利用图像特征与压缩质量关系，提出了基于图像特征的快速码率控制算法，可有效减少编码时间。依托实验室项目，在分析了SAR复数图像特点的基础上，设计了一种可精确控制码率的星载SAR复数图像压缩方法。　　 本文主要工作包括：　　 [1]灰度图像压缩质量预测模型　　 本文以JPEG2000编码系统为例，分析了不同压缩比下，图像活跃性量与压缩质量的关系，提出了加权图像活跃性量，建立了图像质量与图像活跃性量和压缩比的函数关系。从编码机制入手，结合率失真理论和率失真优化，深入分析了图像活跃性量与压缩质量间的关系，并从理论上进行了验证。该模型可以在编码前预测得到灰度图像的压缩质量，可用于码率控制、滤波器选择等方面。　　 [2]彩色图像压缩质量预测模型　　 以最常用的RGB彩色图像为例，本文分析了彩色图像在JPEG2000编码中的处理方式，研究了彩色图像的图像活跃性量和压缩比对压缩质量的影响，建立了彩色图像压缩质量预测模型。该模型可以在编码前预测得到给定压缩比下彩色图像的压缩质量，在不同编码参数下均可获得较好的预测效果。　　 [3]基于码率和图像质量约束的码率控制　　 通过对JPEG2000编码机制和率失真优化技术的分析，本文提出一种基于码率和图像质量约束的码率控制，在编码过程中估算图像的失真，输出RD斜率较大的编码通道直到满足质量和码率约束条件。该方法在不增加计算量的情况下，能够获得给定约束条件下的最佳的质量和码率平衡。对于内容简单的图像，达到预期质量，提高比特编码效率；对于内容复杂的图像，达到最高预期码率，获得约束条件下的最佳压缩质量。该方法能满足传输带宽/存储空间有限且恒定质量的应用场景，如数字电影等。　　 [4]基于图像特征的码率控制　　 JPEG2000压缩性能优越，然而计算复杂度高、编码时间长，对于高分辨率图像和视频应用尤为显著。并且在熵编码后根据率失真准则仅输出部分有效编码通道以获得预期码率，因此存在不必要的计算和存储。本文用图像活跃性量作为图像特征量，提出一种基于图像特征的码率控制算法，利用图像序列帧间相似性以及图像特征与压缩质量间的关系，在熵编码前预测图像的截断斜率，仅编码有效编码通道。该方法能够有效减少编码时间，并满足约束条件，可用于基于行的JPEG2000编码系统。　　 [5] SAR图像压缩算法及其码率控制　　 随着星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar， SAR)技术的发展，为了减少日益增加的数据量对卫星下行数据链路的压力，完成更高分辨率和测绘带宽的星载SAR任务，设计高效的可精确控制码率的SAR复数图像压缩算法已成了星载SAR系统中的关键环节之一。本文结合SAR复数图像特点，设计了一种基于FFT变换的压缩算法；建立了码率.量化步长(R-Q)和平均相位误差.量化步长(MPE-Q)率失真模型，结合率失真优化技术，提出一种码率控制方法。该方法在编码过程中自适应调整量化步长和率失真模型参数，可以在获得预期码率的同时最小化图像失真。