当前的互联网采用的是一种基于包交换的、尽力而为的异构通信机制,这种机制无法为网络带宽、实时性及通信质量提供可靠的保证。因此对于视频会议和视频电话等实时性、交互性要求较强的应用,单纯依靠目前的网络架构显然无法达到满意的通信要求。多描述编码是一种为解决数据包丢失和误码而提出的鲁棒编码算法,该算法在无需改变现行网络架构的前提下,提供了满意的通信质量和可靠的实时性,引起了国内外学者的广泛关注。本论文以研究和设计高效的多描述图像／视频编码算法为主要目标。在图像编码方面,提出了四种可扩展的基于量化的多描述编码方案,分别为：交错量化的多描述编码方案、死区优化的粗细融合量化方案、特殊格型矢量量化的三描述编码方案和两阶段网格量化多描述编码方案；此外,提出了基于分类的多描述图像编码方案和基于多样性的两阶段多描述图像编码方案。在视频编码方面,提出了与H.264/AVC标准相兼容的宏块层冗余可调的多描述视频编码方案。所做的具体工作如下：1.提出了四种可扩展的多描述量化编码方案：1)提出了基于交错量化的多描述编码方案,该方案通过使用不同死区大小的量化器形成边路描述；当收到多路描述时,按照边路交错形成的量化器对收到的描述进行解码并重建信号；整个方案通过调节边路量化器的量化步长和死区大小调节冗余,易于扩展到多于两信道的多描述系统。2)提出了利用粗糙和细致量化器进行融合以形成更加精细的中心路量化器,从而提高中心路性能的编码方案；该方案根据信源的分布特性优化量化器死区大小,以在固定冗余的条件下最小化中心路误差；整个方案可以推广到多路多描述系统中。3)以Z3格为例提出了基于格型矢量量化的三描述编码方案,同时针对图像编码的实际应用情况,对Z3格进行了调整,提出了基于特殊格型矢量量化的图像多描述编码方案。4)提出了两阶段基于网格量化的多描述编码方案,以有效地利用网格量化器的优势；采用分类的四叉树网格量化将该方案应用到图像多描述编码系统中,取得了较好的性能；该方案也具有较好的扩展性。2.提出了基于分类的多描述图像编码方案,该方案对图像进行小波变换后的系数进行分类,使各类中的系数具有较近的分布特性,对各个类中的数据按照先后顺序划分为两个大类。其中的一个大类采用经典的多描述标量量化方案形成两个描述的第一部分,另一个大类使用四叉树抽样并量化形成两个描述的第二部分。该方案通过改变两个大类中的小类的数量进行冗余调节。此外,由于采用了分类方法,避免了由于未使用带死区的量化器而造成的编码性能损失。这样,在边路性能可以取得与其对应的单描述编码相近的性能时,中心路性能仍然好于其边路描述。3.提出了基于多样性的两阶段多描述图像编码方案,该方案无需额外引入冗余,而是利用空间多样性和编码器固有的冗余形成多描述码流。因此在相同的码率下,该方案的边路描述可以取得与其对应的单描述编码器相近的性能,而中心路性能仍有提升。由于两阶段方案的应用,该算法可以简单有效地调节冗余,且易于扩展到多信道的多描述系统中。同时,证明了利用中心路与原始信号残差提高边路性能的理论依据。4.提出了宏块级冗余可调的视频多描述编码方案,该方案通过分析误差的扩散路径确定每个宏块的相对重要性,从而根据重要性的不同对其进行不同程度的保护,以达到最优利用冗余的目的。利用冗余片的概念,将该方案应用到H.264/AVC视频编码标准中,可以得到与H.264标准兼容的码流。此外,本文提出了一种引入用户指定冗余数量的编码方案,避免了尝试多次编码的复杂性。最后,本文针对丢包率已知和未知的信道传输条件,以及伯努利信道和突发信道两种模型给出了相应的实验结果。