本书力图沿着技术与标准发展的主线，向读者介绍视频编码各主要方面的技术原理和算法，引导读者了解和掌握视频编码技术的核心，为读者进一步的研究提供参考。主要内容包括数字视频的基本概念及编码基础，预测、变换、量化、熵编码等核心编码技术，MPEG、H.26x和AVS系列标准简介，可伸缩编码、视频转码、三维视频编码、分布式编码及基于视觉特性的编码等新型编码方法、编码标准以及质量评价技术等。
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目录
序
前言
第1章 概论 1
1.1 视觉感知 2
1.1.1 色彩原理 3
1.1.2 视觉系统的颜色感知 4
1.1.3 视觉系统的光强感知 6
1.1.4 视觉感知的高级阶段 8
1.2 数字视频 10
1.2.1 视频采集 10
1.2.2 色彩空间 13
1.2.3 视频格式 15
1.3 视频数据冗余 17
1.3.1 数据冗余类型 17
1.3.2 去除数据冗余的方法 18
1.4 视频编码标准 19
习题 21
第2章 视频编码基础 22
2.1 信息论基础 22
2.2 香农编码定理 24
2.3 视频编码技术 25
2.3.1 预测 26
2.3.2变换 29
2.3.3 量化 31
2.3.4 熵编码 32
2.3.5 环路滤波 34
2.4 视频图像质量评价 35
2.4.1 主观质量评价 35
2.4.2 客观质量评价 36
习题 38
第3章 预测编码 39
3.1 预测编码概述 39
3.1.1 帧内预测 40
3.1.2 帧间预测 43
3.2 运动的表示及估计 44
3.2.1 基于像素的运动估计 44
3.2.2 基于块的运动估计 46
3.2.3 全局运动估计 48
3.3 子像素插值 53
3.3.1 子像素精度与插值滤波器 53
3.3.2 自适应插值技术 55
3.4 运动矢量预测 56
习题 57
第4章 变换编码 58
4.1 K-L变换 58
4.2 DCT变换 60
4.2.1 一维DCT变换 60
4.2.2 二维DCT变换 61
4.2.3 DCT的编码性能 62
4.2.4 DCT的重要性质 64
4.2.5 快速DCT变换 65
4.2.6 类DCT整数变换 68
4.3 DST变换 71
4.4 小波变换 72
4.4.1 一维小波变换与二维小波变换 72
4.4.2 离散小波变换 73
4.4.3 提升小波 75
4.4.4 快速小波变换 77
4.4.5 小波编码方法 78
4.5 变换编码增益 78
习题 79
第5章 量化 81
5.1 量化基本原理 81
5.1.1 基本概念 81
5.1.2 标量量化 84
5.1.3 矢量量化 87
5.1.4 自适应量化 89
5.1.5 视觉量化器设计 91
5.2 量化与码率控制 93
5.2.1 率失真理论 93
5.2.2 率失真理论与优化编码参数选择 95
5.2.3 率失真模型与码率控制 96
习题 107
第6章 熵编码 108
6.1 基本原理 108
6.1.1 信源的数学描述及信息熵测度 109
6.1.2变长编码 113
6.1.3 算术编码 116
6.2 变换系数分布特性 117
6.2.1 DCT系数的统计特性 118
6.2.2 小波变换系数的统计特性 119
6.3 典型的图像熵编码方法 119
6.4 典型的视频熵编码方法 126
6.4.1 基于上下文的变长编码方法 127
6.4.2 基于上下文的算术编码 130
6.4.3 位平面编码 133
6.4.4 零树编码 135
习题 136
第7章 第一代视频编码标准 137
7.1 H.261 137
7.1.1 码流结构 138
7.1.2 解码过程 140
7.2 H.263，H.263+及H.263++ 141
7.2.1 码流结构 142
7.2.2 运动矢量预测 143
7.2.3 PB帧 143
7.2.4 子像素插值 144
7.2.5 重叠块运动补偿 145
7.3 MPEG-1 146
7.4 MPEG-2 146
7.5 MPEG-4 147
习题 148
第8章 第二代视频编码标准 149
8.1 H.264/AVC 149
8.1.1 帧内预测 150
8.1.2 帧间预测 152
8.1.3 整数变换与量化 152
8.1.4 熵编码 156
8.1.5 环路滤波技术 159
8.2 AVS/AVS+ 161
8.2.1 帧内预测 162
8.2.2 帧间预测 164
8.2.3 B帧预测编码模式 166
8.2.4 整数变换与量化 170
8.2.5 熵编码 171
8.2.6 环路滤波技术 174
习题 176
第9章 新一代HEVC视频编码标准 177
9.1 HEVC简介 177
9.2 帧内预测 179
9.3 帧间预测 181
9.3.1 高级运动矢量预测技术 181
9.3.2 运动合并模式 182
9.3.3 子像素插值 182
9.4 变换 185
9.5 量化 185
9.6 熵编码 186
9.7 环路滤波 187
9.7.1 去块效应滤波器 187
9.7.2 样本自适应偏移滤波器 188
习题 189
第10章 新一代AVS2视频编码标准 190
10.1 AVS2简介 190
10.2 帧内预测 191
10.3 帧间预测 193
10.3.1 预测划分 193
10.3.2 运动矢量预测 194
10.3.3 子像素插值 195
10.4 变换与量化 196
10.4.1 基于四叉树的非方形变换 196
10.4.2 帧内预测残差的二次变换 197
10.5 熵编码 198
10.5.1 两层变换系数编码 198
10.5.2 上下文自适应算术编码 198
10.6 环路滤波 199
10.6.1 去块效应滤波 199
10.6.2 样本偏置滤波 199
10.6.3 样本补偿滤波 200
10.7 场景视频编码 200
10.7.1 背景建模 202
10.7.2 帧级背景建模 204
10.7.3 块级背景建模 205
习题 206
第11章 可伸缩视频编码 207
11.1 传统的分层视频编码方法 207
11.2 精细粒度可伸缩视频编码方法 208
11.3 可伸缩小波视频编码方法 210
11.4 层间预测编码 212
习题 212
第12章 视频转码 213
12.1 码率缩减的视频转码 215
12.2 分辨率缩减的视频转码 218
12.3 帧率缩减的视频转码 220
12.4 其他类型的转换 222
习题 223
第13章 三维视频编码 224
13.1 三维视觉原理 226
13.1.1 立体视觉 226
13.1.2 双目视差 228
13.1.3 立体视觉模型 229
13.1.4 三维视频获取 230
13.1.5 立体显示 232
13.2 三维场景表示 234
13.2.1 典型的三维场景表示技术 234
13.2.2 二进制场景描述语言 236
13.3 立体视频编码 238
13.3.1 立体视频的生成 238
13.3.2 传统的立体视频编码 242
13.3.3 纹理＋深度格式的立体视频编码 244
13.4 多视点视频编码 245
13.4.1 基于3D模型的多视点视频编码 246
13.4.2 基于混合编码框架的多视点视频编码 246
13.4.3 基于四维小波的多视点视频编码 258
13.5 MPEG 3DV标准 260
13.5.1 依赖视点纹理编码 263
13.5.2 深度图编码 269
13.6 全景视频编码 274
习题 277
第14章 分布式视频编码 278
14.1 分布式信源编码理论与技术 279
14.1.1 相关信号的无损压缩——Slepian-Wolf理论 279
14.1.2 基于辅助信息解码的有损压缩——Wyner-Ziv理论 280
14.1.3 分布式信源编码 281
14.1.4 信道编码 283
14.2 分布式视频编码技术 285
14.2.1 视频辅助信息的生成 285
14.2.2 频域变换与系数组织 287
14.2.3 分布式视频编码框架 288
14.3 分布式编码技术应用 289
14.3.1 分布式多视视频编码 289
14.3.2 基于分布式编码的可伸缩视频编码 293
14.3.3 基于分布式编码的多码率码流切换 293
习题 295
第15章 视觉编码 296
15.1 人眼视觉系统 296
15.1.1 视觉通路 296
15.1.2 神经细胞感受野 298
15.1.3 人类视觉系统特性 299
15.2 Foveation视觉模型及应用 301
15.2.1 几何方法 303
15.2.2 基于滤波的方法 304
15.2.3 多分辨率分析方法 305
习题 306
第16章 图像质量评价 307
16.1 图像质量评价概述 307
16.1.1 图像质量含义 307
16.1.2 图像质量评价的应用 308
16.1.3 质量评价方法分类 309
16.1.4 性能指标和评价准则 309
16.2 图像质量评价方法 310
16.2.1 主观质量评价 311
16.2.2 客观质量评价 312
16.2.3 JND模型 316
16.3 人工效应分析 319
16.3.1 块效应及其评价方法 319
16.3.2 模糊、振铃效应及其评价方法 321
习题 323
结束语 325
参考文献 326
词汇表索引 362
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