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第1章 绪论1

1.1视频技术1

1.1.1模拟视频技术2

1.1.2数字视频技术5

1.2视频编解码9

1.2.1视频压缩的必要性9

1.2.2视频压缩的可能性10

1.2.3常见的视频编解码标准10

1.2.4 H.264标准简介13

1.3 H.264必备学习工具14

1.3.1 Source Insight—阅读代码最佳工具14

1.3.2 Doxygen—分析代码结构好帮手16

1.3.3 Elecard StreamEye Tools—使用方便的H.264播放与分析工具17

1.3.4 H264visa—分析码流的强大工具18

第2章 视频编解码基础19

2.1预测编码19

2.1.1预测编码基本概念19

2.1.2帧间预测编码20

2.1.3运动估计21

2.1.4基于块匹配的运动估计22

2.1.5快速搜索算法26

2.1.6帧内预测编码29

2.2变换编码32

2.2.1变换编码的基本原理32

2.2.2 K-L变换34

2.2.3离散傅立叶变换35

2.2.4离散余弦变换36

2.2.5整数DCT变换37

2.2.6哈达玛变换37

2.2.7游程编码38

2.2.8各种变换的比较39

2.3量化39

2.3.1标量量化40

2.3.2均匀标量量化器41

2.3.3最优标量量化器设计41

2.3.4矢量量化42

2.4熵编码43

2.4.1数字图像编码中的信息及其度量方法43

2.4.2变长编码的基本定理44

2.4.3熵编码的基本定理45

2.4.4 Huffman编码45

2.4.5算术编码的基本原理46

2.4.6 WNC算术编码算法49

2.4.7指数哥伦布编码51

2.5视频编码框架52

2.5.1视频数据组织结构53

2.5.2视频编码器结构55

2.6视频压缩系统的图像质量评价56

2.6.1视频质量主观评价标准56

2.6.2视频质量客观评价标准57

2.6.3视频压缩系统评价指标58

第3章H.264编解码技术59

3.1 H.264常见术语解释59

3.1.1基本名词解释59

3.1.2档次（profile）和级（level）简介62

3.2 H.264编解码器框架63

3.2.1 H.264的分层编解码框架63

3.2.2 H.264编码器框架65

3.2.3 H.264解码器框架66

3.3帧内预测67

3.3.1 4×4块亮度预测模式67

3.3.2 16×16块亮度预测模式70

3.3.3 8×8块色度预测模式71

3.3.4帧内预测模式的选择73

3.3.5 4×4亮度帧内预测模式的预测与编码74

3.4帧间预测77

3.4.1树状结构分块及运动估计77

3.4.2亚像素插值77

3.4.3多参考帧预测80

3.4.4 M V预测与SKIP模式81

3.4.5 B帧预测83

3.4.6加权预测90

3.5变换与量化91

3.5.1 H.264中的4×4整数DCT变换推导91

3.5.2 H.264量化器设计94

3.5.3 H.264量化表设计98

3.5.4非一致性量化100

3.5.5 H.264中的4×4整数DCT变换、量化过程100

3.5.6 H.264中的8×8整数DCT变换、量化过程101

3.5.7 H.264中亮度直流系数的4×4哈达玛变换、量化过程102

3.5.8 H.264中色度直流系数的2×2哈达玛变换、量化过程103

3.5.9 H.264编码器的变换与量化整体过程103

3.5.10整数DCT蝶形算法104

3.5.11游程编码108

3.6熵编码109

3.6.1码流结构和语法元素编码109

3.6.2 CAVLC110

3.6.3 CABAC115

3.7去块效应滤波器138

3.7.1块效应及其产生原因138

3.7.2后置滤波与环路滤波138

3.7.3滤波过程139

3.7.4滤波运算142

3.8帧/场编码方式145

3.9 SP与SI帧技术146

3.9.1 SP与SI帧的引入146

3.9.2 SP与SI帧的应用148

3.9.3 SP/SI帧的原理149

3.10码率控制153

3.10.1码率控制的基本原理153

3.10.2常见码率控制方法154

3.10.3码率控制中的三个模型155

3.10.4典型码率控制的过程156

3.10.5 TM5的码率控制模型157

3.10.6 TMN8的码率控制161

3.10.7 H.264的码率控制模型165

3.11模式选择与率失真优化（RDO）171

3.11.1经典率失真理论171

3.11.2拉格朗日乘数法与编码模式选择174

3.11.3理解H.264的拉格朗日参数177

3.11.4 H.264的率失真策略178

3.12 H.264的传输与存储179

3.12.1 NAL单元结构179

3.12.2 H.264语法元素优先级180

3.12.3档次、级与参数集182

3.12.4实时传输协议RTP/RTCP183

3.13 H.264的差错控制与错误隐藏190

3.13.1视频传输环境与传输错误190

3.13.2 H.264的差错控制与错误隐藏191

第4章H.264标准参考软件JM206

4.1 H.264开源软件简介206

4.2搭建JM实验环境207

4.2.1用VS2005运行JM207

4.2.2用Source Insight阅读JM代码209

4.2.3用Doxygen创建JM阅读参考手册214

4.3 JM86配置参数详解219

4.3.1 JM86编码器配置参数详解219

4.3.2 JM解码器配置参数详解226

4.4使用Elecard tools分析文件226

4.4.1 Elecard YUV Viewer的使用226

4.4.2 Elecard StreamEye的使用228

4.5使用H264visa分析H.264文件234

4.5.1选择打开模式235

4.5.2工具栏简介235

4.5.3封装格式分析242

4.6 JM86 trace文件分析方法243

4.6.1 trace文件简介243

4.6.2使用trace文件分析码流243

4.6.3利用trace文件调试实例250

第5章JM86编码器代码分析253

5.1语法元素详解253

5.2编码总体过程272

5.3宏块访问模块274

5.4帧内预测与变换模块281

5.5 CAVLC模块283

5.6去块滤波模块294

5.7运动估计模块299

5.8 CABAC模块310

第6章H.264的DSP移植与优化324

6.1 DSP芯片基本原理324

6.1.1 DSP芯片的结构特点324

6.1.2 DSP芯片的选择327

6.2 H.264代码的移植与裁剪329

6.2.1 H.264代码的选择329

6.2.2 H.264代码的裁剪330

6.2.3 H.264代码的移植331

6.3 H.264代码的DSP优化333

6.3.1优化存储器访问334

6.3.2使用编译器优化选项336

6.3.3代码剖析338

6.3.4 C语言级优化要点338

6.4 H.264汇编代码优化344

6.4.1 SIMD以及数据打包技术345

6.4.2 TMS320C64x+汇编优化346

第7章 视频编解码技术进展363

7.1视频图像编解码标准的进展363

7.1.1高质量视频编码的必要性363

7.1.2 H.264视频编解码标准的缺点364

7.1.3 H.264+的研究进展366

7.1.4 H.265的研究进展367

7.2嵌入式多媒体处理器发展现状369

7.2.1嵌入式处理系统的发展369

7.2.2多媒体系统芯片的实现结构370

7.2.3 C2 CC1X00处理器体系结构简介374

参考文献377