新一代視頻壓縮編碼標準H.264_AVC(第二版)

H.264視頻（pín）壓縮編（biān）碼標準被（bèi）稱為新一代的視（shì）頻編碼標準，這本（běn）書籍擁有超多專業的知識詳解，讓（ràng）從事相關行業的用戶能（néng）夠（gòu）輕鬆了解到更多資（zī）訊，需要用到的朋友就趕快來綠色資源網下載（zǎi）使用吧！

新一代視頻壓縮碼標準-H.264介紹

《新一代視頻壓縮編碼標準：H.264/AVC(第（dì）2版)》在介紹（shào）數字（zì）視頻和視頻編碼基本原理的基礎上，係統闡述了（le）H.264/AVC標準（zhǔn）的特點、編碼器原（yuán）理、解碼器原理以及碼流的句法和語義。根據音視頻編碼技術和應用發展的特點，還分別論述了H.264視頻編碼傳輸在移動通信中的應用、H.264的高保真（zhēn）範圍擴展FRExt和H.264的可伸縮（suō）編碼SVC。

《新一代視頻壓縮編碼標準：H.264/AVC(第（dì）2版)》取材新穎、內容全麵，重點論述了（le）H.264視（shì）頻編碼標準（zhǔn），還介紹了（le）已有的若幹視頻編碼國際標（biāo）準（zhǔn）。《新一代（dài）視頻壓縮編碼標準：H.264/AVC(第2版)》可作為高等院校通信、廣播電視專業本科生教材或教學（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、視頻服務領域廣大技術人員的必備參（cān）考書。

目錄

第1章 緒論 1

1.1 信息化與視（shì）頻通信 1

1.1.1 什（shí）麽是信（xìn）息 1

1.1.2 什麽是信息化 1

1.1.3 我國的信息化和視頻通信（xìn） 2

1.2 視頻信（xìn）息和信號的特點 2

1.2.1 直觀（guān）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（dài）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（de）目標 3

1.3.2 視（shì）頻壓縮的可能性 3

1.4 視頻壓縮編碼技術綜述 4

1.4.1 基本結構 4

1.4.2 基於（yú）波形的編碼 5

1.4.3 基於內容的編碼 5

1.4.4 立體(三維)視頻編碼 6

參考文獻 6

第2章 數字視頻（pín） 7

2.1 數字電視的基本（běn）概念 7

2.1.1 數字（zì）電視的優越性 7

2.1.2 數字電視的PCM原理 8

2.2 數字（zì）電視信號 11

2.2.1 電（diàn）視信（xìn）號的時間和空間取樣 11

2.2.2 彩色空間 12

2.2.3 彩色電（diàn）視取樣格式 12

2.2.4 數字電視信號的編碼參數 13

2.3 視頻信號的預處理 14

2.3.1 色彩插值(Color Interpolation) 14

2.3.2 色彩校正（zhèng）(Color Correction) 15

2.3.3 伽馬校正(Gamma Correction) 15

2.3.4 圖像增強(Image Enhancement) 17

2.3.5 白平衡(White Balance) 20

2.4 視頻質量 22

2.4.1 主觀質量的評定 22

2.4.2 客觀質量的測量 22

參（cān）考文獻 23

第3章 視頻壓縮編碼的基本原理 24

3.1 預測編碼 24

3.1.1 預測編碼的基本概念 24

3.1.2 幀內預測編碼 25

3.1.3 幀間（jiān）預測編碼 29

3.1.4 運動估計 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 離散餘（yú）弦變換(DCT) 44

3.2.4 鋸齒形掃描和遊程編碼 46

3.3 變換編碼與預測編碼的比較 47

3.4 熵編碼 47

3.4.1 變長編碼 47

3.4.2 算術編碼 48

參考文獻 49

第4章 視（shì）頻編碼標準簡（jiǎn）介 51

4.1 視頻（pín）編碼發展簡史 51

4.2 H.261標準 51

4.2.1 圖像格式 52

4.2.2 H.261視頻編（biān）解（jiě）碼（mǎ）器 53

4.3 H.263標準 56

4.3.1 H.263標準圖像（xiàng）格式 56

4.3.2 H.263視頻信源編碼算法 57

4.4 MPEG-1標準 57

4.4.1 功能 57

4.4.2 圖像類型和編碼結構 57

4.5 MPEG-2標準 58

4.5.1 MPEG-2編碼複用係統 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標準 61

4.6.1 MPEG-4標準構成 61

4.6.2 基於VOP的（de）視頻編碼 63

4.6.3 MPEG-4檔次和（hé）級別 66

4.7 JPEG標準 67

4.8 JPEG2000標準 69

4.8.1 JPEG2000標準的組成和特點 69

4.8.2 JPEG2000核心編解碼（mǎ）器 70

4.9 AVS標準 72

4.9.1 AVS標（biāo）準進展情況 72

4.9.2 AVS視（shì）頻編碼及關鍵技術 72

參考文獻 75

第5章（zhāng） 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 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（de）結構 78

5.3.1 名詞解釋 78

5.3.2 檔次和（hé）級 79

5.3.3 編碼（mǎ）數據格式 79

5.3.4 參數圖像（xiàng） 81

5.3.5 片和片組 81

5.4 幀內預測 83

5.4.1 4×4亮（liàng）度預測模式 84

5.4.2 16×16亮度預測模式 86

5.4.3 8×8色度（dù）塊預測模式 86

5.4.4 幀內（nèi）預（yù）測模式的（de）選擇和編碼 87

5.5 幀間預測 89

5.5.1 可變尺寸塊運動補償 89

5.5.2 運動（dòng）矢量 90

5.5.3 MV預測 91

5.5.4 B片預測 92

5.5.5 加權預測 95

5.6 H.264的SP/SI幀技術 95

5.6.1 SP/SI幀的應用 96

5.6.2 SP/SI幀的基本原理 98

5.6.3 實驗結果和性能分析 101

5.7 整數變換與（yǔ）量化 103

5.7.1 整數變換 103

5.7.2 量化 106

5.7.3 DCT直流係數的變換量化 108

5.8 CAVLC(基於上下文自適應的可變長編碼（mǎ）) 109

5.8.1 熵編（biān）碼的（de）基本原（yuán）理 109

5.8.2 CAVLC的基本原理（lǐ） 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編解碼過程實例 114

5.8.7 CAVLC與UVLC比較 115

5.9 CABAC(基於上（shàng）下文的自適（shì）應二進製算術熵編碼（mǎ）) 117

5.9.1 自適應算（suàn）術編（biān）碼（mǎ） 117

5.9.2 上下（xià）文模型 120

5.9.3 對輸（shū）入流預編碼 122

5.9.4 初始化 123

5.9.5 結（jié）論 123

5.10 碼率控製 124

5.10.1 基於Lagrangian優化算法的H.264編碼控製模型 124

5.10.2 實（shí）驗結果和（hé）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（fèn）析 130

5.11.3 濾波過程 132

5.12 其餘特征 135

5.12.1 參考圖（tú）像的管理 135

5.12.2 重排序 135

5.12.3 隔行視頻 135

5.12.4 數據分（fèn）割片 136

5.12.5 H.264傳輸（shū） 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 句法元素的分層結構 140

6.1.2 句（jù）法的表示方法 143

6.2 句法表 145

6.3 語義 158

6.3.1 NAL層（céng）語義 158

6.3.2 序（xù）列參數集語義 160

6.3.3 圖像參數集語義 162

6.3.4 片頭語義 164

6.3.5 參考圖（tú）像序列重排序的語義（yì） 168

6.3.6 加權預測的語義 169

6.3.7 參考圖像序列標記(Marking)操（cāo）作的語義（yì） 169

6.3.8 片數（shù）據的語義 170

6.3.9 宏塊（kuài）層的語義 171

6.3.10 宏塊預測的（de）語義 175

6.3.11 子宏塊（kuài）預測的語義 175

6.3.12 用CAVLC方式編碼的殘（cán）差數據（jù）的語義 176

6.3.13 用CABAC方式編碼的（de）殘差數據的語義 176

6.4 總結 177

參考（kǎo）文獻 177

第7章 H.264/AVC解碼器的（de）原理（lǐ）和（hé）實現 179

7.1 解（jiě）碼器原理 179

7.2 NAL單元 180

7.2.1 NAL單元結（jié）構 180

7.2.2 NAL單元解碼（mǎ）過程 180

7.3 圖像（xiàng）序列號的計算 181

7.3.1 圖像序列號(POC) 181

7.3.2 POC類型為0的POC計算 183

7.3.3 POC類型為1的POC計算 183

7.3.4 POC類型為2的POC計算（suàn） 185

7.4 宏塊片組映射（shè）圖的產生 186

7.5 片數據分割（gē）的解碼 188

7.6 參考圖像列表的（de）初（chū）始化 189

7.6.1 圖像序號的計算 189

7.6.2 參考圖像列表的初始化（huà） 189

7.6.3 參（cān）考幀列表的重排序 193

7.7 解碼的參（cān）考圖像的標記過程 195

7.7.1 frame_num不連續的解碼過程 196

7.7.2 參考圖像滑窗標記過程 196

7.7.3 參考圖像的自適（shì）應內存控製標記過程 197

7.8 幀（zhēn）內預測 199

7.8.1 4×4亮（liàng）度塊預測方（fāng）式的（de）推導 199

7.8.2 4×4亮度塊的幀內預測編碼方式 200

7.8.3 16×16亮度塊的幀內預測方式 204

7.8.4 8×8色（sè）度塊的幀內預測方式 205

7.9 幀間預測解碼（mǎ）處（chù）理 207

7.9.1 MV分量及參考（kǎo）索引獲取 208

7.9.2 幀間預測像素解碼處理 210

7.10 變換（huàn）係數解碼 216

7.10.1 變換係數逆掃描過程（chéng） 217

7.10.2 DCT變換係數中直流係數的逆變換量化 217

7.10.3 殘差變換係數的反量化（huà） 219

7.10.4 殘差變換係數的逆DCT變換 219

7.10.5 去方塊濾波前的圖像恢複（fù）與重（chóng）建 219

7.11 SP片中的P宏塊和SI片中的SI宏塊的解碼過程（chéng） 220

7.11.1 主SP片中P宏塊的（de）解碼過程 220

7.11.2 輔SP/SI片的解碼過程（chéng） 221

參考文獻 223

第8章 H.264視頻編碼傳輸及其在移動通信中的應用 224

8.1 概述（shù） 224

8.2 H.264/AVC在無線通信（xìn）中的傳輸 224

8.2.1 H.264/AVC在無線通信中的應用 224

8.2.2 H.264分層傳輸結構 225

8.2.3 H.264分組交換業務傳輸（shū）協議棧 226

8.3 H.264視頻編碼的容錯技術 227

8.3.1 H.264的（de）視頻編碼層的錯誤恢複 228

8.3.2 H.264的網絡提取層的錯誤恢複 229

8.4 移（yí）動無線信道中的精確碼率控製算法 232

8.4.1 宏塊能量的提取 232

8.4.2 與宏塊能量相結合，在宏（hóng）塊級別分配碼率 234

8.4.3 計算編碼量化參數Qp 234

8.5 移動（dòng）互聯網中（zhōng）多媒（méi）體業務平台（tái）的設計 235

8.5.1 移動互聯網的多媒體業務核心平台 235

8.5.2 編轉（zhuǎn）碼係統 236

8.5.3 設計流分發服務器 236

8.5.4 客戶端 238

8.5.5 係統小結 238

參考文獻 238

第9章 高質量視頻編碼 241

9.1 H.264+與H.265 241

9.1.1 視頻編碼的需（xū）求 241

9.1.2 視（shì）頻編碼標準及其應用簡史 241

9.1.3 H.264+和H.265最近研究方（fāng）向 241

9.1.4 H.265主要特征與KTA 242

9.1.5 H.265的幾個（gè）方向（xiàng）性課題 244

9.2 H.264的（de）高保真範圍擴展FRExt 244

9.2.1 引言 244

9.2.2 自適應分（fèn）塊 245

9.2.3 空間域的殘差變換 246

9.2.4 幀內預測方法 246

9.2.5 基於視覺的量化縮放矩陣 247

9.2.6 色（sè）度空間的殘差色度變換 247

9.2.7 無失真宏（hóng）塊模式 247

9.2.8 FRExt的測試結果 247

9.3 本（běn）章結（jié）論 248

參考文獻 248

第（dì）10章 H.264的可伸縮編（biān）碼SVC 249

10.1 概述（shù） 249

10.2 SVC的基本（běn）原理 250

10.2.1 傳統可伸（shēn）縮編碼（mǎ） 251

10.2.2 精細粒度可伸縮編碼 253

10.2.3 漸進精（jīng）細粒度可伸縮編（biān）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 質量可伸縮性 259

10.3.4 H.264的擴展（zhǎn） 260

10.4 性（xìng）能與分析 262

參考文獻 263

縮略語 266

附錄一（yī） CAVLC相關碼表 270

附錄二 CABAC相關碼表 275

附錄三 H.264檔次（cì）和級 283