新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264_AVC(第二版)

H.264視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)被稱為新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，這本書籍擁有超多專業(yè)的知識詳解，讓從事相關(guān)行業(yè)的用戶能夠輕松了解到更多資訊，需要用到的朋友就趕快來綠色資源網(wǎng)下載使用吧！

新一代視頻壓縮碼標(biāo)準(zhǔn)-H.264介紹

《新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)：H.264/AVC(第2版)》在介紹數(shù)字視頻和視頻編碼基本原理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)闡述了H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)、編碼器原理、解碼器原理以及碼流的句法和語義。根據(jù)音視頻編碼技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的特點(diǎn)，還分別論述了H.264視頻編碼傳輸在移動通信中的應(yīng)用、H.264的高保真范圍擴(kuò)展FRExt和H.264的可伸縮編碼SVC。

《新一代視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)：H.264/AVC(第2版)》取材新穎、內(nèi)容全面，重點(diǎn)論述了H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，還介紹了已有的若干視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)?！缎乱淮曨l壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)：H.264/AVC(第2版)》可作為高等院校通信、廣播電視專業(yè)本科生教材或教學(xué)參考書，也可供該領(lǐng)域的碩士生、博士生深入研究參考，還可作為視頻技術(shù)、視頻服務(wù)領(lǐng)域廣大技術(shù)人員的必備參考書。

目錄

第1章 緒論 1

1.1 信息化與視頻通信 1

1.1.1 什么是信息 1

1.1.2 什么是信息化 1

1.1.3 我國的信息化和視頻通信 2

1.2 視頻信息和信號的特點(diǎn) 2

1.2.1 直觀性 2

1.2.2 確定性 2

1.2.3 高效性 2

1.2.4 廣泛性 3

1.2.5 視頻信號的高帶寬性 3

1.3 視頻壓縮編碼的要求和可能性 3

1.3.1 視頻壓縮編碼的目標(biāo) 3

1.3.2 視頻壓縮的可能性 3

1.4 視頻壓縮編碼技術(shù)綜述 4

1.4.1 基本結(jié)構(gòu) 4

1.4.2 基于波形的編碼 5

1.4.3 基于內(nèi)容的編碼 5

1.4.4 立體(三維)視頻編碼 6

參考文獻(xiàn) 6

第2章 數(shù)字視頻 7

2.1 數(shù)字電視的基本概念 7

2.1.1 數(shù)字電視的優(yōu)越性 7

2.1.2 數(shù)字電視的PCM原理 8

2.2 數(shù)字電視信號 11

2.2.1 電視信號的時間和空間取樣 11

2.2.2 彩色空間 12

2.2.3 彩色電視取樣格式 12

2.2.4 數(shù)字電視信號的編碼參數(shù) 13

2.3 視頻信號的預(yù)處理 14

2.3.1 色彩插值(Color Interpolation) 14

2.3.2 色彩校正(Color Correction) 15

2.3.3 伽馬校正(Gamma Correction) 15

2.3.4 圖像增強(qiáng)(Image Enhancement) 17

2.3.5 白平衡(White Balance) 20

2.4 視頻質(zhì)量 22

2.4.1 主觀質(zhì)量的評定 22

2.4.2 客觀質(zhì)量的測量 22

參考文獻(xiàn) 23

第3章 視頻壓縮編碼的基本原理 24

3.1 預(yù)測編碼 24

3.1.1 預(yù)測編碼的基本概念 24

3.1.2 幀內(nèi)預(yù)測編碼 25

3.1.3 幀間預(yù)測編碼 29

3.1.4 運(yùn)動估計(jì) 32

3.2 變換編碼 43

3.2.1 變換編碼的基本概念 43

3.2.2 K-L變換 44

3.2.3 離散余弦變換(DCT) 44

3.2.4 鋸齒形掃描和游程編碼 46

3.3 變換編碼與預(yù)測編碼的比較 47

3.4 熵編碼 47

3.4.1 變長編碼 47

3.4.2 算術(shù)編碼 48

參考文獻(xiàn) 49

第4章 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)簡介 51

4.1 視頻編碼發(fā)展簡史 51

4.2 H.261標(biāo)準(zhǔn) 51

4.2.1 圖像格式 52

4.2.2 H.261視頻編解碼器 53

4.3 H.263標(biāo)準(zhǔn) 56

4.3.1 H.263標(biāo)準(zhǔn)圖像格式 56

4.3.2 H.263視頻信源編碼算法 57

4.4 MPEG-1標(biāo)準(zhǔn) 57

4.4.1 功能 57

4.4.2 圖像類型和編碼結(jié)構(gòu) 57

4.5 MPEG-2標(biāo)準(zhǔn) 58

4.5.1 MPEG-2編碼復(fù)用系統(tǒng) 58

4.5.2 MPEG-2檔次和級別 58

4.5.3 MPEG-2視頻編碼器 59

4.6 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn) 61

4.6.1 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成 61

4.6.2 基于VOP的視頻編碼 63

4.6.3 MPEG-4檔次和級別 66

4.7 JPEG標(biāo)準(zhǔn) 67

4.8 JPEG2000標(biāo)準(zhǔn) 69

4.8.1 JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)的組成和特點(diǎn) 69

4.8.2 JPEG2000核心編解碼器 70

4.9 AVS標(biāo)準(zhǔn) 72

4.9.1 AVS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況 72

4.9.2 AVS視頻編碼及關(guān)鍵技術(shù) 72

參考文獻(xiàn) 75

第5章 H.264/AVC編碼器原理 76

5.1 概述 76

5.2 H.264/AVC編解碼器 77

5.2.1 H.264編解碼器特點(diǎn) 77

5.2.2 H.264編碼器 78

5.2.3 H.264解碼器 78

5.3 H.264/AVC的結(jié)構(gòu) 78

5.3.1 名詞解釋 78

5.3.2 檔次和級 79

5.3.3 編碼數(shù)據(jù)格式 79

5.3.4 參數(shù)圖像 81

5.3.5 片和片組 81

5.4 幀內(nèi)預(yù)測 83

5.4.1 4×4亮度預(yù)測模式 84

5.4.2 16×16亮度預(yù)測模式 86

5.4.3 8×8色度塊預(yù)測模式 86

5.4.4 幀內(nèi)預(yù)測模式的選擇和編碼 87

5.5 幀間預(yù)測 89

5.5.1 可變尺寸塊運(yùn)動補(bǔ)償 89

5.5.2 運(yùn)動矢量 90

5.5.3 MV預(yù)測 91

5.5.4 B片預(yù)測 92

5.5.5 加權(quán)預(yù)測 95

5.6 H.264的SP/SI幀技術(shù) 95

5.6.1 SP/SI幀的應(yīng)用 96

5.6.2 SP/SI幀的基本原理 98

5.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和性能分析 101

5.7 整數(shù)變換與量化 103

5.7.1 整數(shù)變換 103

5.7.2 量化 106

5.7.3 DCT直流系數(shù)的變換量化 108

5.8 CAVLC(基于上下文自適應(yīng)的可變長編碼) 109

5.8.1 熵編碼的基本原理 109

5.8.2 CAVLC的基本原理 110

5.8.3 CAVLC的上下文模型 110

5.8.4 CAVLC的編碼過程 110

5.8.5 CAVLC的解碼過程 112

5.8.6 CAVLC編解碼過程實(shí)例 114

5.8.7 CAVLC與UVLC比較 115

5.9 CABAC(基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)熵編碼) 117

5.9.1 自適應(yīng)算術(shù)編碼 117

5.9.2 上下文模型 120

5.9.3 對輸入流預(yù)編碼 122

5.9.4 初始化 123

5.9.5 結(jié)論 123

5.10 碼率控制 124

5.10.1 基于Lagrangian優(yōu)化算法的H.264編碼控制模型 124

5.10.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和性能分析 126

5.11 去方塊濾波 129

5.11.1 去方塊濾波基本概念 129

5.11.2 邊界分析 130

5.11.3 濾波過程 132

5.12 其余特征 135

5.12.1 參考圖像的管理 135

5.12.2 重排序 135

5.12.3 隔行視頻 135

5.12.4 數(shù)據(jù)分割片 136

5.12.5 H.264傳輸 136

參考文獻(xiàn) 137

第6章 H.264的句法和語義 140

6.1 句法 140

6.1.1 句法元素的分層結(jié)構(gòu) 140

6.1.2 句法的表示方法 143

6.2 句法表 145

6.3 語義 158

6.3.1 NAL層語義 158

6.3.2 序列參數(shù)集語義 160

6.3.3 圖像參數(shù)集語義 162

6.3.4 片頭語義 164

6.3.5 參考圖像序列重排序的語義 168

6.3.6 加權(quán)預(yù)測的語義 169

6.3.7 參考圖像序列標(biāo)記(Marking)操作的語義 169

6.3.8 片數(shù)據(jù)的語義 170

6.3.9 宏塊層的語義 171

6.3.10 宏塊預(yù)測的語義 175

6.3.11 子宏塊預(yù)測的語義 175

6.3.12 用CAVLC方式編碼的殘差數(shù)據(jù)的語義 176

6.3.13 用CABAC方式編碼的殘差數(shù)據(jù)的語義 176

6.4 總結(jié) 177

參考文獻(xiàn) 177

第7章 H.264/AVC解碼器的原理和實(shí)現(xiàn) 179

7.1 解碼器原理 179

7.2 NAL單元 180

7.2.1 NAL單元結(jié)構(gòu) 180

7.2.2 NAL單元解碼過程 180

7.3 圖像序列號的計(jì)算 181

7.3.1 圖像序列號(POC) 181

7.3.2 POC類型為0的POC計(jì)算 183

7.3.3 POC類型為1的POC計(jì)算 183

7.3.4 POC類型為2的POC計(jì)算 185

7.4 宏塊片組映射圖的產(chǎn)生 186

7.5 片數(shù)據(jù)分割的解碼 188

7.6 參考圖像列表的初始化 189

7.6.1 圖像序號的計(jì)算 189

7.6.2 參考圖像列表的初始化 189

7.6.3 參考幀列表的重排序 193

7.7 解碼的參考圖像的標(biāo)記過程 195

7.7.1 frame_num不連續(xù)的解碼過程 196

7.7.2 參考圖像滑窗標(biāo)記過程 196

7.7.3 參考圖像的自適應(yīng)內(nèi)存控制標(biāo)記過程 197

7.8 幀內(nèi)預(yù)測 199

7.8.1 4×4亮度塊預(yù)測方式的推導(dǎo) 199

7.8.2 4×4亮度塊的幀內(nèi)預(yù)測編碼方式 200

7.8.3 16×16亮度塊的幀內(nèi)預(yù)測方式 204

7.8.4 8×8色度塊的幀內(nèi)預(yù)測方式 205

7.9 幀間預(yù)測解碼處理 207

7.9.1 MV分量及參考索引獲取 208

7.9.2 幀間預(yù)測像素解碼處理 210

7.10 變換系數(shù)解碼 216

7.10.1 變換系數(shù)逆掃描過程 217

7.10.2 DCT變換系數(shù)中直流系數(shù)的逆變換量化 217

7.10.3 殘差變換系數(shù)的反量化 219

7.10.4 殘差變換系數(shù)的逆DCT變換 219

7.10.5 去方塊濾波前的圖像恢復(fù)與重建 219

7.11 SP片中的P宏塊和SI片中的SI宏塊的解碼過程 220

7.11.1 主SP片中P宏塊的解碼過程 220

7.11.2 輔SP/SI片的解碼過程 221

參考文獻(xiàn) 223

第8章 H.264視頻編碼傳輸及其在移動通信中的應(yīng)用 224

8.1 概述 224

8.2 H.264/AVC在無線通信中的傳輸 224

8.2.1 H.264/AVC在無線通信中的應(yīng)用 224

8.2.2 H.264分層傳輸結(jié)構(gòu) 225

8.2.3 H.264分組交換業(yè)務(wù)傳輸協(xié)議棧 226

8.3 H.264視頻編碼的容錯技術(shù) 227

8.3.1 H.264的視頻編碼層的錯誤恢復(fù) 228

8.3.2 H.264的網(wǎng)絡(luò)提取層的錯誤恢復(fù) 229

8.4 移動無線信道中的精確碼率控制算法 232

8.4.1 宏塊能量的提取 232

8.4.2 與宏塊能量相結(jié)合，在宏塊級別分配碼率 234

8.4.3 計(jì)算編碼量化參數(shù)Qp 234

8.5 移動互聯(lián)網(wǎng)中多媒體業(yè)務(wù)平臺的設(shè)計(jì) 235

8.5.1 移動互聯(lián)網(wǎng)的多媒體業(yè)務(wù)核心平臺 235

8.5.2 編轉(zhuǎn)碼系統(tǒng) 236

8.5.3 設(shè)計(jì)流分發(fā)服務(wù)器 236

8.5.4 客戶端 238

8.5.5 系統(tǒng)小結(jié) 238

參考文獻(xiàn) 238

第9章 高質(zhì)量視頻編碼 241

9.1 H.264+與H.265 241

9.1.1 視頻編碼的需求 241

9.1.2 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用簡史 241

9.1.3 H.264+和H.265最近研究方向 241

9.1.4 H.265主要特征與KTA 242

9.1.5 H.265的幾個方向性課題 244

9.2 H.264的高保真范圍擴(kuò)展FRExt 244

9.2.1 引言 244

9.2.2 自適應(yīng)分塊 245

9.2.3 空間域的殘差變換 246

9.2.4 幀內(nèi)預(yù)測方法 246

9.2.5 基于視覺的量化縮放矩陣 247

9.2.6 色度空間的殘差色度變換 247

9.2.7 無失真宏塊模式 247

9.2.8 FRExt的測試結(jié)果 247

9.3 本章結(jié)論 248

參考文獻(xiàn) 248

第10章 H.264的可伸縮編碼SVC 249

10.1 概述 249

10.2 SVC的基本原理 250

10.2.1 傳統(tǒng)可伸縮編碼 251

10.2.2 精細(xì)粒度可伸縮編碼 253

10.2.3 漸進(jìn)精細(xì)粒度可伸縮編碼 253

10.3 H.264的SVC 254

10.3.1 空域可伸縮性 255

10.3.2 時域可伸縮性 257

10.3.3 質(zhì)量可伸縮性 259

10.3.4 H.264的擴(kuò)展 260

10.4 性能與分析 262

參考文獻(xiàn) 263

縮略語 266

附錄一 CAVLC相關(guān)碼表 270

附錄二 CABAC相關(guān)碼表 275

附錄三 H.264檔次和級 283