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第1章 绪论1

1.1 信息化与视频通信1

1.1.1 什么是信息1

1.1.2 什么是信息化1

目录1

1.1.3 我国的信息化和视频通信2

1.2 视频信息和信号的特点2

1.2.1 直观性2

1.2.2 确定性2

1.2.3 高效性2

1.3 视频压缩编码的要求和可能性3

1.3.2 视频压缩的可能性3

1.3.1 视频压缩编码的目标3

1.2.5 视频信号的高带宽性3

1.2.4 广泛性3

1.4 视频压缩编码技术综述4

1.4.1 基本结构4

1.4.2 基于波形的编码5

1.4.3 基于内容的编码5

1.4.4 三维（立体）视频编码6

参考文献6

第2章 数字视频7

2.1 数字电视的基本概念7

2.1.1 数字电视的优越性7

2.1.2 数字电视的PCM原理8

2.2 数字电视信号11

2.2.1 电视信号的时间和空间取样11

2.2.2 彩色空间12

2.2.3 彩色电视取样格式13

2.2.4 数字电视信号的编码参数13

2.3 视频信号的预处理14

2.3.1 色彩插值（Color Interpolation）14

2.3.2 色彩校正（Color Correction）15

2.3.3 伽马校正（Gamma Correction）16

2.3.4 图像增强（Image Enhancement）17

2.3.5 白平衡（White Balance）21

2.4 视频质量22

2.4.1 主观质量的评定22

2.4.2 客观质量的测量23

参考文献24

3.1.1 预测编码的基本概念25

3.1 预测编码25

第3章 视频压缩编码的基本原理25

3.1.2 帧内预测编码26

3.1.3 帧间预测编码30

3.1.4 运动估计33

3.2 变换编码46

3.2.1 变换编码的基本概念46

3.2.2 K-L变换46

3.2.3 离散余弦变换DCT47

3.2.4 锯齿形扫描和游程编码49

3.3 变换编码与预测编码的比较49

3.4 熵编码49

3.4.1 变长编码50

3.4.2 算术编码50

参考文献52

4.1 视频编码发展简史53

4.2 H.261标准53

4.2.1 图像格式53

第4章 视频编码标准简介53

4.2.2 H.261视频编解码器55

4.3 H.263标准58

4.3.1 H.263标准图像格式58

4.3.2 H.263视频信源编码算法59

4.4 MPEG-1标准59

4.4.1 功能59

4.4.2 图像类型和编码结构60

4.5.1 MPEG-2编码复用系统61

4.5.2 MPEG-2的档次和级别61

4.5 MPEG-261

4.5.3 MPEG-2视频编码解码器62

4.6 JPEG标准64

参考文献65

第5章 MPEG-4压缩编码标准66

5.1 MPEG-4标准概述66

5.1.1 MPEG-4标准的特性66

5.1.2 AVO及数据结构66

5.2 MPEG-4标准构成67

5.2.1 系统68

5.2.2 音频69

5.2.3 视频70

5.2.4 网格动画73

5.2.5 其余73

5.3.1 形状编码74

5.3 MPEG-4编码技术74

5.3.2 可扩展性编码76

5.3.3 sprite编码79

5.3.4 视频系统合成80

5.4 MPEG-4的档次和级81

参考文献83

第6章 H.264/AVC编码器原理84

6.1 H.264/AVC的应用84

6.2 H.264/AVC编解码器85

6.2.1 H.264编解码器的特点85

6.2.2 H.264编码器86

6.2.3 H.264解码器86

6.3.3 编码数据格式87

6.3.2 H.264的档次和级87

6.3.1 名词解释87

6.3 H264/AVC的结构87

6.3.4 参考图像89

6.3.5 片和片组89

6.4 帧内预测92

6.4.1 4×4亮度预测模式92

6.4.2 16×16亮度预测模式94

6.4.3 8×8色度块预测模式95

6.4.4 帧内预测模式信号化96

6.5 帧间预测96

6.5.1 树状结构运动补偿97

6.5.2 运动矢量97

6.5.3 MV预测99

6.5.4 B片预测100

6.6 H.264的SP/SI帧技术103

6.5.5 加权预测103

6.6.1 SP/SI帧的应用104

6.6.2 SP/SI帧的基本原理106

6.6.3 实验结果和性能分析110

6.7 整数变换与量化111

6.7.1 整数变换112

6.7.2 量化115

6.7.3 DCT直流系数的变换量化117

6.8 CAVLC（基于上下文自适应的可变长编码）118

6.8.1 熵编码的基本原理118

6.8.2 CAVLC的基本原理119

6.8.3 CAVLC的上下文模型119

6.8.4 CAVLC的编码过程119

6.8.5 CAVLC的解码过程121

6.8.6 CAVLC编解码过程实例123

6.8.7 CAVLC与UVLC比较124

6.9 CABAC（基于上下文的自适应二进制算术熵编码）126

6.9.1 自适应算术编码126

6.9.2 上下文模型129

6.9.3 对输入流预编码131

6.9.4 初始化131

6.9.5 结论132

6.10 码率控制132

6.10.1 基于Lagrangian优化算法的H.264编码控制模型132

6.10.2 实验结果和性能分析135

6.11 去方块滤波138

6.11.2 边界分析139

6.11.1 去方块滤波基本概念139

6.11.3 滤波过程142

6.12 其余特征144

6.12.1 参考图像的管理144

6.12.2 重排序145

6.12.3 隔行视频145

6.12.4 数据分割片146

6.12.5 H.264传输146

参考文献147

第7章 H.264的句法和语义149

7.1 句法149

7.1.1 句法元素的分层结构149

7.1.2 句法的表示方法152

7.2 句法表154

7.3 语义168

7.3.1 NAL层语义168

7.3.2 序列参数集的语义170

7.3.3 图像参数集的语义173

7.3.4 片头的语义174

7.3.5 参考图像序列重排序的语义178

7.3.6 加权预测的语义180

7.3.7 参考图像序列标记（Marking）操作的语义180

7.3.8 片数据的语义181

7.3.9 宏块层的语义182

73.10 宏块预测的语义186

7.3.11 子宏块预测的语义187

7.4 总结188

参考文献188

7.3.12 用CAVLC方式编码的残差数据的语义188

7.3.13 用CABAC方式编码的残差数据的语义188

第8章 H.264/AVC解码器的原理和实现190

8.1 解码器原理190

8.2 NAL单元191

8.2.1 NAL单元结构191

8.2.2 NAL单元解码过程192

8.3 图像序列号（Picture Order Count）的计算192

8.3.1 图像序列号（POC）192

8.3.2 PO（类型为0的POC计算194

8.3.3 POC类型为1的POC计算194

8.3.4 POC类型为2的POC计算196

8.4 宏块片组映射图的产生197

8.5 片数据分割的解码199

8.6.1 图像序号的计算200

8.6 参考图像列表的初始化200

8.6.2 参考图像列表的初始化201

8.6.3 参考帧列表的重排序204

8.7 解码的参考图像的标记过程206

8.7.1 frame_num不连续的解码过程207

8.7.2 参考图像滑窗标记过程208

8.7.3 参考图像的自适应内存控制标记过程208

8.8 帧内预测210

8.8.1 4×4亮度块预测方式的提取210

8.8.2 4×4亮度块的帧内预测编码方式211

8.8.3 16×16亮度块的帧内预测方式214

8.8.4 8×8色度块的帧内预测方式216

8.9 帧间预测解码处理218

8.9.1 MV分量及参考索引获取219

8.9.2 帧间预测像素解码处理221

8.10 变换系数解码227

8.10.1 变换系数逆扫描过程227

8.10.2 DCT变换系数中直流系数的逆变换量化228

8.10.3 残差变换系数的反量化230

8.10.4 残差变换系数的逆DCT变换230

8.10.5 去方块滤波前的图像恢复与重建230

8.11 SP片中的P宏块和SI片中的SI宏块的解码过程231

8.11.1 主SP片中P宏块的解码过程231

8.11.2 辅SP/SI片的解码过程232

参考文献233

第9章 H.264视频编码传输的QoS235

9.1 互联网视频传输QoS235

9.1.1 错误恢复在视频通信中的重要性和实现途径235

9.1.2 基于块的混合视频编码框架236

9.1.3 视频通信中提高QoS的抗误码和错误恢复技术237

9.2 无线网视频传输QoS243

9.2.1 无线视频通信系统243

9.2.2 无线信道编码和错误控制244

9.2.3 无线视频通信的应用248

9.2.4 H.264无线通信中传输结构249

9.2.5 无线视频传输的健壮性研究250

9.3 H.264视频编、解码的错误恢复251

9.3.1 H.264的视频编码层的错误恢复措施251

9.3.2 H.264的网络提取层的错误恢复253

参考文献256

术语及缩略语259

附录1 CAVLC相关码表263

附录2 CABAC相关码表267

附录3 H.264的档次和级277