随着信息技术的迅猛发展,以平面图像描述的2D可视化技术远未满足人们日益增长的对场景再现更真实、自然描述的需求。立体视频作为一种新型的具有立体感和交互操作功能的视频,它通过两个视点的视频数据满足用户从多个角度选择和操作视听对象,提供了场景漫游的交互能力,体现了下一代多媒体应用网络化、交互性和真实感的发展方向,也展现出广阔的应用前景。立体视频具有一系列优点,但同时也会带来视频数据的急剧增加,使得视频数据的存贮和传输变得十分困难。如何在保证一定的视频质量的同时,保持较高压缩比及相对稳定的比特率,这是立体视频研究的关键技术之一。因此在现有的视频编码的基础上,研究高性能的立体视频编码策略有很大的现实意义。在本论文中,主要包含如下几方面的研究:1、基于人类视觉系统特性,在分析视觉非线性、对比敏感度、多通道结构等人类基本视觉特性的基础上,提出一种优于传统的客观评价方法的立体视频图像质量评价新方法。2、针对TM5码率控制算法存在码率控制精度不高、基于宏块活动性的自适应量化计算复杂度高等缺点,对其帧级比特分配方法进行了改进,并结合改进的率失真模型进行码率预测,在此基础上提出一种新的帧级比特分配与码率控制方法。3、基于视觉生理学和视觉心理学的现有研究成果,对现有的HVS模型进行相应的改进,同时应用于JVT-G012码率控制算法,得出一种结合视觉感知的比特分配与码率控制新算法,以获得在给定码率条件下的最佳主观视觉效果。4、针对立体视频编码技术,就研究现状对其编码的关键技术进行简要介绍,并在图像质量评价、码率控制相关研究的基础之上,对单视点编码结构进行修改,进而实现立体视频编码结构,并主要针对码率控制算法进行研究和改进,最后进行程序调试及试验结果分析。