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第1章 数字视频基础1

1.1 引言1

1.2 视频通信应用2

1.3 数字视频信号4

1.3.1 采样与量化4

1.3.2 颜色空间5

1.3.3 视频格式7

1.3.4 采样格式8

1.4 视频质量评估与方法9

1.4.1 图像质量评价标准9

1.4.2 视频传输质量评估11

小结12

参考文献12

第2章 视频编码基本原理与技术14

2.1 视频编码概述14

2.1.1 必要性与可行性14

2.1.1.1 空间冗余15

2.1.1.2 时间冗余16

2.1.1.3 心理视觉冗余16

2.1.1.4 编码冗余17

2.1.2 视频编码的发展与分类17

2.1.3 视频编／解码系统结构19

2.2 熵编码20

2.2.1 Huffman编码20

2.2.1.1 算法简介20

2.2.1.2 编码实例22

2.2.2 游程编码26

2.2.2.1 算法简介26

2.2.2.2 编码实例27

2.2.3 算术编码29

2.2.3.1 算法简介29

2.2.3.2 编码实例31

2.3 变换编码37

2.3.1 DCT变换37

2.3.1.1 基本原理37

2.3.1.2 快速算法38

2.3.1.3 编码实例41

2.3.2 小波变换45

2.3.2.1 基本原理46

2.3.2.2 小波性能分析47

2.3.2.3 Mallat算法48

2.3.2.4 二维小波变换原理48

2.3.2.5 小波变换实例50

2.3.3 基于小波变换的图像编码算法57

2.3.3.1 EZW算法58

2.3.3.2 SPIHT算法60

2.3.3.3 SPECK算法61

2.3.3.4 小波图像编码实例63

2.4 量化81

2.4.1 标量量化81

2.4.2 矢量量化83

小结84

思考题85

参考文献85

第3章 视频信号运动估计技术87

3.1 运动估计算法简介87

3.1.1 研究现状87

3.1.2 基本原理89

3.1.3 提高搜索效率的主要技术89

3.1.3.1 初始搜索点的选择90

3.1.3.2 块匹配准则90

3.2 经典运动估计算法91

3.2.1 全搜索法92

3.2.2 三步搜索法92

3.2.3 新三步搜索法94

3.2.4 四步搜索法95

3.2.5 基于块的梯度下降搜索法96

3.2.6 菱形搜索法97

3.2.7 六边形搜索法99

3.2.8 运动矢量场自适应搜索算法100

3.2.9 UMHexagonS算法102

3.2.10 渐进消除算法104

3.3 新型运动估计技术105

3.3.1 亚像素运动估计105

3.3.2 多参考帧运动估计116

3.3.3 可变块运动估计117

3.4 运动估计算法实例118

小结129

思考题129

参考文献129

第4章 视频编码国际标准131

4.1 视频编码标准概述131

4.2 MPEG-2133

4.2.1 档次与等级133

4.2.2 系统层原理134

4.2.3 层次结构135

4.2.4 编／解码原理138

4.2.5 关键技术139

4.3 MPEG-4141

4.3.1 档次与等级142

4.3.2 层次结构143

4.3.3 编／解码原理144

4.3.3.1 形状信息编码145

4.3.3.2 运动信息编码147

4.3.3.3 纹理信息编码148

4.3.4 编码新技术149

4.3.4.1 视频对象提取技术149

4.3.4.2 可伸缩编码技术149

4.3.4.3 Sprite对象编码150

4.4 H.263151

4.4.1 编／解码原理151

4.4.2 关键技术153

4.4.3 层次结构154

4.4.4 可选模式155

4.4.4.1 H.263155

4.4.4.2 H.263+157

4.4.5 语法元素160

4.5 H.264/AVC165

4.5.1 档次与等级165

4.5.2 编／解码原理167

4.5.3 关键技术168

4.5.3.1 整数变换算法168

4.5.3.2 帧内预测技术173

4.5.3.3 高效游程编码179

4.5.3.4 熵编码算法179

4.5.3.5 SP/SI帧编码183

4.5.3.6 去块滤波器187

4.5.4 语法元素188

4.5.5 H.264程序实例190

小结196

思考题197

参考文献197

第5章 新型视频编码技术199

5.1 可伸缩编码199

5.1.1 基本精细粒度可伸缩视频编码201

5.1.2 渐进精细粒度可伸缩视频编码方案204

5.1.3 运动补偿精细粒度可伸缩视频编码方案205

5.1.4 基于宏块的渐进精细可伸缩性视频编码206

5.1.5 时域可伸缩视频编码方案208

5.2 小波视频编码209

5.2.1 纯三维小波编码方案210

5.2.2 含运动补偿的小波编码方案211

5.2.2.1 基于空域运动补偿的小波视频编码（MC-DWT）211

5.2.2.2 基于变换域运动补偿的小波视频编码（DWT-MC）212

5.2.2.3 运动补偿提升视频编码213

5.3 分布式信源编码216

5.3.1 基本原理217

5.3.1.1 分布式无损信源编码217

5.3.1.2 分布式有损信源编码218

5.3.2 分布式视频编码219

5.3.2.1 具有低复杂度编码端的视频编码219

5.3.2.2 分布式信源编码在可伸缩视频编码中的应用222

5.3.2.3 分布式信源编码在视频多描述编码中的应用224

5.3.2.4 分布式信源编码在光场编码中的应用225

小结226

思考题227

参考文献227

第6章 视频通信中的抗误码技术229

6.1 概述229

6.2 容错编码230

6.2.1 多描述编码230

6.2.2 信源、信道联合编码232

6.3 传输层差错控制234

6.4 错误掩盖235

6.5 视频编码标准中的抗误码策略237

6.5.1 H.263的抗误码策略237

6.5.2 MPEG-4的抗误码策略238

6.5.3 H.264的抗误码策略238

6.6 错误掩盖实例240

小结267

思考题268

参考文献268

第7章 数字视频专用处理技术270

7.1 视频对象分割技术270

7.1.1 研究背景270

7.1.2 经典视频分割算法271

7.1.2.1 空域分割272

7.1.2.2 时域分割276

7.1.2.3 时-空联合分割278

7.1.3 MPEG-4中的视频对象分割技术279

7.1.4 视频分割质量评价280

7.2 视频稳像技术280

7.2.1 研究背景280

7.2.2 基本原理281

7.2.3 关键技术282

7.2.3.1 运动估计算法282

7.2.3.2 运动补偿算法286

7.2.3.3 运动参数自适应平滑滤波288

小结289

思考题290

参考文献290

第8章 多媒体通信应用292

8.1 网络通信技术292

8.1.1 通信网络292

8.1.1.1 网络参考模型292

8.1.1.2 网络实例296

8.1.2 网络传输协议300

8.1.2.1 TCP协议300

8.1.2.2 UDP协议302

8.1.2.3 RTP协议304

8.2 多媒体通信终端306

8.2.1 DSP芯片的特点和结构306

8.2.2 DSP系统设计的基本过程308

8.2.3 视频编／解码的DSP实现原理309

8.2.4 H.264通信终端的DSP实现311

8.2.4.1 H.264编码终端的DSP实现——以TI TMS320DM642为例311

8.2.4.2 H.264解码终端的DSP实现——以ADI Blackfin533为例314

8.2.5 基于专用处理器的图像编／解码通信终端317

8.2.5.1 多图像终端的网络互连317

8.2.5.2 视频编／解码终端概述318

8.2.5.3 ADV612基本性能320

8.2.5.4 视频图像编码终端的设计与实现322

8.2.5.5 视频图像解码终端的设计与实现324

8.2.5.6 ADSP2185同步串口及其属性设置325

8.2.5.7 图像通信终端的数据I/O接口设计327

8.3 视频通信系统331

8.3.1 视频会议331

8.3.2 流媒体335

8.3.3 IPTV337

小结340

思考题340

参考文献340

关键词索引342

程序索引345