视频编解码器设计 开发图像与视频压缩系统 developing image and video compression systemsPDF电子书下载

目录 1

第一章 概述 1

1.1 图像和视频压缩 1

1.2 视频编解码器的设计 2

1.3 本书的结构 2

第二章 数字视频 5

2.1 引言 5

2.1 视频捕获与显示的概念 5

2.2.1 视频图像 5

2.2.2 数字视频 6

2.2.3 视频捕获 7

2.2.4 采样 8

2.2.5 显示 10

2.3.1 RGB 11

2.3 颜色空间 11

2.3.1 YCrCb 13

2.4 人眼视觉系统 17

2.5 视频质量 18

2.5.1 主观测量视频质量 18

2.5.2 客观测量视频质量 20

2.6 表示数字视频的标准 24

2.7 数字视频应用 26

2.7.1 数字视频开发平台 26

2.8 小结 27

参考文献 27

第三章 图像和视频压缩基础 29

3.1 引言 29

3.1.1 我们需要压缩吗？ 30

3.2 图像和视频压缩 31

3.2.2 变换编码 33

3.2.1 差分脉冲编码调制（DPCM） 33

3.2.3 运动补偿预测 34

3.2.4 基于模型的编码 34

3.3 图像编解码器 36

3.3.1 变换编码 36

3.3.2 量化 38

3.3.3 熵编码 42

3.3.4 解码 43

3.4 视频编解码器 44

3.4.1 帧间残差 45

3.4.2 运动补偿预测 46

3.4.3 变换，量化和熵编码 48

3.4.4 解码 48

3.5 小结 48

4.2 国际标准化组织 50

4.1 引言 50

第四章 视频编码标准：JPEG和MPEG 50

4.2.1 专家组 51

4.2.2 标准化过程 53

4.2.3 理解与使用标准 53

4.3 JPEG（联合图像专家组） 54

4.3.1 JPEG 54

4.3.2 Motion JPEG 57

4.3.3 JPEG-2000 59

4.4 MPEG（动图像专家组） 60

4.4.1 MPEG-1 60

4.4.2 MPEG-2 66

4.4.3 MPEG-4 70

4.5 小结 79

参考文献 79

5.1 引言 81

5.2 H.261 82

5.3.1 特性 83

5.4 H.263可选模式／H.263＋ 83

5.3 H.263 83

5.4.1 H.263档次 88

5.5 H.264 89

5.6 视频编码标准的性能 92

5.7 小结 93

参考文献 94

第六章 运动估计与补偿 95

6.1 引言 95

6.2 运动估计与补偿 96

6.2.1 运动估计与补偿的需求 96

6.2.2 块匹配 98

6.2.3 最小化差值能量 100

6.3 运动估计全搜法 102

6.4 快速搜索 104

6.4.1 三步搜索法（TSS） 105

6.4.2 对数搜索 105

6.4.3 交叉搜索 106

6.4.4 一次一个搜索法 107

6.4.5 最近邻搜索法 108

6.4.6 等级搜索 109

6.5 运动估计算法的比较 110

6.6 半像素运动估计 114

6.7 参考帧的选择 115

6.7.2 后向预测 116

6.7.3 双向预测 116

6.7.1 前向预测 116

6.7.4 多个参考帧 117

6.8 运动模型的改进 117

6.8.1 指到参考帧之外的运动矢量 118

6.8.2 可变块尺寸 118

6.8.3 重叠块运动补偿（OBMC） 119

6.8.4 复杂的运动模型 119

6.9 运动估计与补偿算法的实现 121

6.9.1 软件实现 121

6.9.2 硬件实现 125

6.10 小结 128

参考文献 129

第七章 变换编码 130

7.1 引言 130

7.2 离散余弦变换 131

7.3 离散小波变换 137

7.4 快速DCT算法（FDCT） 141

7.4.1 分解变换 141

7.4.2 流程图算法 142

7.4.3 分布式算法 146

7.4.4 其他DCT算法 147

7.5 DCT变换的实现 148

7.5.1 软件DCT的实现 148

7.5.2 硬件DCT的实现 150

7.6 量化 152

7.6.1 量化器的类型 154

7.6.2 量化器的设计 155

7.6.3 量化器的实现 159

7.6.4 矢量量化 160

7.7 小结 162

参考文献 163

第八章 熵编码 165

8.1 引言 165

8.2.1 游程编码 166

8.2 数据符号 166

8.2.2 其他符号 169

8.3 哈夫曼编码 171

8.3.1 “真正”的哈夫曼编码 171

8.3.2 改进的哈夫曼编码 176

8.3.3 熵编码表的设计 177

8.3.4 熵编码实例 181

8.3.5 变长编码器设计 183

8.3.6 变长解码器设计 187

8.3.7 错误处理 191

8.4 算术编码 191

8.4.1 算术编码实现的问题 195

8.5 小结 196

参考文献 197

第九章 预处理与后处理 199

9.1 引言 199

9.2 预滤波 200

9.2.1 摄像头噪声 200

9.2.2 摄像头抖动 202

9.3 后滤波 203

9.3.1 图像失真 203

9.3.2 消除块失真滤波器 209

9.3.3 消除环失真滤波器 211

9.3.4 差错消除滤波器 211

9.4 小结 212

参考文献 212

第十章 码率，失真与复杂度 214

10.1 引言 214

10.2 码率与失真 215

10.2.1 码率控制的重要性 215

10.2.2 率失真的性能 218

10.2.3 率失真的问题 220

10.2.4 实用的码率控制方法 223

10.3 计算复杂度 229

10.3.1 计算复杂度与视频质量 229

10.3.2 可伸缩复杂度算法 231

10.3.3 复杂度-码率控制 234

10.4 小结 235

参考文献 236

11.2 服务质量的需求和制约 238

11.1 引言 238

11.2.1 编码视频对QoS的需求 238

第十一章 编码视频的传输 238

11.2.2 实际的QoS性能 242

11.2.3 QoS限制对编码视频的影响 244

11.3 最优的QoS设计 247

11.3.1 比特率 248

11.3.2 错误恢复 248

11.3.3 延时 252

11.4 传输环境 253

11.4.1 数字电视广播：MPEG2系统／传输 253

11.4.2 视频流：H.323多媒体会议 256

11.5 小结 259

参考文献 259

12.1 引言 261

12.2 通用处理器 261

第十二章 视频CODEC开发平台 261

12.2.1 功能 262

12.2.2 多媒体支持 262

12.3 数字信号处理器 264

第五章 视频编码标准：H.261,H.263与H. 264

12.4 嵌入式处理器 265

12.5 多媒体处理器 267

12.6 视频信号处理器 268

12.7 可定制的硬件 270

12.8 协处理器 272

12.9 小结 273

参考文献 274

13.2 视频编解码器的接口 275

13.1 引言 275

第十三章 视频编解码器设计 275

13.2.1 视频输入／输出 276

13.2.2 编码数据的输入／输出 279

13.2.3 控制参数 281

13.2.4 状态参数 282

13.3 基于软件的编解码器的设计 282

13.3.1 设计目标 282

13.3.2 规范和分割 284

13.3.4 改进性能 287

13.3.3 设计功能模块 287

13.3.5 测试 288

13.4 基于硬件的编解码器的设计 289

13.4.1 设计目标 289

13.4.2 规范和分割 290

13.4.3 设计功能模块 291

13.4.4 测试 291

13.5 小结 292

参考文献 292

14.2 标准的演化 294

第十四章 发展趋势 294

14.1 引言 294

14.3 视频编码的研究 295

14.4 平台发展趋势 295

14.5 应用发展趋势 296

14.6 视频编解码器的设计 297

参考文献 297

术语表 298