数字视频技术PDF电子书下载

第一篇 绪论 3

第1章 数字视频技术概论 3

1.1 视频技术概论 3

1.1.1 视频的概念 3

1.1.2 视频技术的应用 12

1.2 视频相关技术 13

1.2.1 视频信号的获取与显示 13

1.2.2 视频信号的数字化 15

1.2.3 视频信号的处理 20

1.2.4 视频信号的压缩 20

1.2.5 视频信号的传输 20

1.2.6 视频信号的存储 21

1.3 电视基本原理 21

1.3.1 黑白电视原理 21

1.3.2 彩色电视原理 25

1.4 视频信号的数字化 30

1.4.1 图像信号的数字化 30

1.4.2 视频数字化标准建议 35

1.5 图像信号的统计特性 36

1.5.1 空间域上的统计特性 37

1.5.2 频率域上的统计特性 38

1.5.3 差值信号的统计特性 38

1.6 图像质量的评价 39

1.6.1 主观评价 39

1.6.2 客观评价 40

复习思考题 41

第二篇 压缩与编码 45

第2章 压缩与编码概论 45

2.1 压缩编码的必要性 45

2.1.1 压缩基本术语 45

2.1.2 压缩的需要 45

2.2 压缩编码的可行性 46

2.2.1 图像的统计特性 46

2.2.2 图像的视觉特性 46

2.3 压缩算法的特点与分类 48

2.3.1 压缩算法的特点 48

2.3.2 压缩算法的分类 49

2.3.3 压缩比的定义 50

2.3.4 压缩算法优劣的重要指标 50

2.3.5 视频压缩技术的新进展 50

2.4 压缩编码基本模型 51

2.5 压缩编码过程 51

第3章 熵编码 53

3.1 熵的定义 53

3.2 Shannon-Fano编码 53

3.2.1 Shannon-Fano算法描述 54

3.2.2 Shannon-Fano算法举例 54

3.3 Huffman编码 55

3.3.1 Huffman算法描述 55

3.3.2 Huffman算法举例 55

3.3.3 Huffman解码 57

3.3.4 误码扩散及解决办法 59

3.3.5 香农-范诺编码与哈夫曼编码 59

3.3.6 H表与自适应哈夫曼编码 61

3.4 算术编码 61

3.4.1 编码算法 61

3.4.2 解码算法 63

3.4.3 若干问题 64

3.5 RLE编码 64

3.5.1 RLE算法描述 64

3.5.2 BMP中的RLE算法 65

3.6 LZW编码 66

3.6.1 LZW算法描述 66

3.6.2 LZW编码算法 67

3.6.3 GIF文件格式 70

复习思考题 74

作业 77

第4章 变换编码 79

4.1 变换编码的概念 79

4.1.1 变换编码的基本概念 79

4.1.2 变换编码的基本组成 79

4.2 正交变换的基本图像 81

4.2.1 变换域 81

4.2.2 基本图像 82

4.3 正交变换的物理意义 83

4.3.1 能量保持定理 83

4.3.2 能量重新分配 84

4.4 变换域的压缩编码 85

4.4.1 8×8的子图像变换 85

4.4.2 变换域的压缩编码 85

4.5 编解码过程 87

4.5.1 编码准备 87

4.5.2 编解码过程 87

4.6 离散余弦变换 88

4.6.1 余弦变换 88

4.6.2 一维离散余弦变换 88

4.6.3 二维离散余弦变换 89

第5章 预测编码 90

5.1 预测编码的基本原理 90

5.1.1 预测编码的基本概念及其分类 90

5.1.2 图像中抽样点的位置 90

5.1.3 预测值、预测系数、预测误差 90

5.1.4 数据压缩基本原理 91

5.1.5 压缩原理方框图 91

5.1.6 帧内预测 91

5.1.7 帧间预测 92

5.1.8 帧内二维预测编码器例子 92

5.2 预测器设计 92

5.2.1 最佳线性预测器 92

5.2.2 自适应预测 94

5.3 量化器设计 95

5.3.1 均匀量化 95

5.3.2 最佳量化 95

5.3.3 最佳矢量量化器 97

5.3.4 自适应量化器 97

第6章 运动补偿与预测编码 99

6.1 帧间预测编码 99

6.1.1 预测编码的基本概念 99

6.1.2 预测编码的主要方法 99

6.2 运动补偿编码 99

6.2.1 运动补偿编码的概念 99

6.2.2 运动补偿编码方框图 100

6.2.3 块匹配方法 100

6.2.4 运动补偿预测编码的几种形式 103

复习思考题 103

作业 103

第三篇 数字视频国际标准 107

第7章 H.2 61标准 107

7.1 H.2 61标准概述 107

7.2 图像格式 109

7.2.1 CIF和QCIF格式 109

7.2.2 主要技术参数 109

7.2.3 Y、C采样点的位置 109

7.2.4 帧结构 109

7.3 数据结构 110

7.4 源编码器 111

7.4.1 源编码器方框图 111

7.4.2 帧内、帧间编码判断方法 112

7.4.3 量化 113

7.4.4 熵编码 113

7.4.5 附加信息的复用规定 113

7.4.6 BCH编码 115

复习思考题 116

第8章 JPEG标准 117

8.1 JPEG系列标准概述 117

8.2 JPEG标准基本系统概述 120

8.2.1 编、解码方框图 120

8.2.2 DCT系数量化 121

8.2.3 熵编码 121

8.3 JPEG编码 122

8.3.1 压缩算法 122

8.3.2 编码步骤 123

8.3.3 算法举例 129

8.4 JPEG文件格式 133

8.4.1 图像准备 133

8.4.2 文件格式框架 134

8.4.3 文件格式内容 134

8.4.4 文件的一般顺序 136

复习思考题 136

作业 139

第9章 MPEG标准 141

9.1 MPEG-1/2的视频压缩算法 141

9.1.1 MPEG-1/2的视频压缩算法简介 141

9.1.2 I帧压缩编码算法 142

9.1.3 P帧压缩编码算法 142

9.1.4 B帧压缩编码算法 146

9.1.5 视频帧结构 146

9.1.6 MPEG-1 147

9.1.7 MPEG-2 152

9.2 MPEG-4视频编码算法 155

9.2.1 MPEG-4编码算法简介 155

9.2.2 MPEG-4视频对象平面的概念 156

9.2.3 MPEG-4视频编码方案 157

9.2.4 视频分辨率可变编码 158

9.3 MPEG音频编码算法 159

9.3.1 MPEG-1Audio 159

9.3.2 MPEG-2Audio 168

9.3.3 MPEG-2ACC 170

9.3.4 MPEG 4Audio 172

复习思考题 175

作业 179

第10章 H.2 64/AVC编码 180

10.1 H.2 64/AVC的特点与结构 180

10.1.1 H.2 64/AVC技术特点 180

10.1.2 H.2 64/AVC编码结构与格式 182

10.2 H.2 64/AVC的预测编码 186

10.2.1 H.2 64/AVC帧内预测 186

10.2.2 H.2 64/AVC帧间预测与运动补偿 188

10.3 H.2 64/AVC的块编码 192

10.3.1 4×4整数DCT 192

10.3.2 量化 195

10.3.3 CAVLC 198

10.3.4 CABAC 203

复习思考题 206

作业 207

第11章 AVS标准 208

11.1 AVS标准简介 208

11.1.1 AVS标准原则与特点 208

11.1.2 AVS标准系列 209

11.1.3 AVS产业 210

11.2 AVS视频编码技术 211

11.2.1 AVS编码框架 211

11.2.2 AVS关键技术 212

11.3 AVS视频编码与MPEG-2及H.2 64/AVC的比较 215

11.3.1 编码技术的比较 215

11.3.2 计算复杂性的对比 218

11.3.3 编码效率对比 219

11.4 AVS-P7概述 220

11.4.1 AVS-P7系统结构 220

11.4.2 AVS-P7主要技术 220

复习思考题 222

作业 222

第四篇 数字视频技术应用 225

第12章 数字视频会议系统 225

12.1 视频会议系统概述 225

12.1.1 视频会议系统的定义 225

12.1.2 视频会议系统的优点 225

12.1.3 视频会议系统的应用 225

12.2 视频会议系统的基本组成 225

12.2.1 视频会议系统组成 225

12.2.2 视频会议系统终端设备 228

12.2.3 多点控制设备 228

12.2.4 传输网络 228

12.3 视频会议系统的分类 229

12.4 视频会议主要国际标准 230

12.4.1 H.3 20系列标准 231

12.4.2 H.3 24系列标准 235

12.5 多点控制单元MCU 236

12.5.1 MCU的作用 236

12.5.2 MCU的基本组成 237

12.5.3 二级形式电视会议网络 237

12.5.4 MCU的三种控制方式 238

12.5.5 图像显示方式 239

第13章 H.3 24终端及其实现 241

13.1 H.3 24终端的构成 241

13.2 H.3 24终端的实现 242

第14章 基于H.3 23协议的IP可视电话终端 248

14.1 H.3 23终端模型 248

14.2 H.3 23终端的硬件结构 250

14.2.1 概述 250

14.2.2 视频输入芯片SAA7111简介 251

14.2.3 以太网控制芯片S8900A简介 253

14.3 H.3 23终端软件 256

第15章 DVB技术简介 259

15.1 DVB概述 259

15.1.1 DVB核心系统 259

15.1.2 DVB分类 259

15.2 H.3 24数字机顶盒 261

15.2.1 概述 261

15.2.2 DVB数字机顶盒的设计与实现 262

参考文献 267