随着互联网的发展和多媒体信息的丰富增长，新一代视频压缩编码和网络传输技术不断出现并日益成熟。基于视频内容的交互、灵活的可伸缩的视频流传输、以及对更好的主观服务质量的追求已经成为重要的研究课题。本论文在对视频主观质量的评价、H.264的编码特性和关键技术以及码率控制和码流分配策略进行研究的基础上，在基于感兴趣区域的视频可伸缩编码及码率控制的体系和方法方面开展了具有创新性的研究工作。本论文具体的研究工作和研究成果如下： 首先，本论文对H.264视频编码标准的高编码效率和网络友好性进行分析。在简要说明了H.264标准的特性后，重点研究了H.264分层结构中网络抽象层和视频编码层的关键技术以及编解码系统实现，最后对比其他视频编码标准给出性能分析，证明H.264具有更高的编码效率、更好的图像质量和更好的网络适应能力，为本论文后续的研究工作提供了理论依据和验证平台。 其次，本论文提出了改进的H.264码率控制算法。为了取得最优化的压缩效率，确保编码数据在信道成功传输，并在接收端获得最佳的视频质量，率失真优化和码率控制技术具有重要的地位。本论文首先论述了码率控制的必要性和基本原理，扼要介绍几种典型的码率控制算法。针对目前H.264的码流控制算法在编码效率和码率分配上的不足之处，在实现率失真最优化的基础上，采用模型参数更新的方法，实现改进的自适应码率控制策略和码流分配算法。仿真实验结果表明，与JVT提案中JVT-H014码率控制算法相比，改进的方法获得较高的PSNR和主观视觉质量，在相同条件下码率控制更加精确。 最后，本论文实现了基于ROI的视频可伸缩编码和码率控制策略。可伸缩性视频编码作为一种有效实用的应用层控制策略，可以适应流化视频在带宽波动的网络上传输的需要。而图像的感兴趣区域(ROI，RegionOfInterest)编码技术很好地解决了压缩比和图像质量之间的矛盾。为了在变化比特率情形下实现最优化的视频编码流传输，论文引入了基于视觉注意力的主观感知ROI编码思想，按照改进的码流分配和码率控制算法，在H.264上构建了分层可伸缩编解码系统，实现了基于ROI的可伸缩视频编码。仿真实验结果和主观用户评测表明，与JVT-P42的ROI编码方法相比，本论文编码方法在保证感兴趣区域质量的前提下，编码性能和主观整体视觉效果都明显改进，同时输出码流更加逼近目标比特率，在较低带宽的场合尤其明显。