第1章 绪论 1
1.1 信息化与视频通信 1
1.1.1 什么是信息 1
1.1.2 什么是信息化 1
目录 1
1.1.3 我国的信息化和视频通信 2
1.2 视频信息和信号的特点 2
1.2.1 直观性 2
1.2.2 确定性 2
1.2.3 高效性 2
1.3 视频压缩编码的要求和可能性 3
1.3.2 视频压缩的可能性 3
1.3.1 视频压缩编码的目标 3
1.2.5 视频信号的高带宽性 3
1.2.4 广泛性 3
1.4 视频压缩编码技术综述 4
1.4.1 基本结构 4
1.4.2 基于波形的编码 5
1.4.3 基于内容的编码 5
1.4.4 三维（立体）视频编码 6
参考文献 6
第2章 数字视频 7
2.1 数字电视的基本概念 7
2.1.1 数字电视的优越性 7
2.1.2 数字电视的PCM原理 8
2.2 数字电视信号 11
2.2.1 电视信号的时间和空间取样 11
2.2.2 彩色空间 12
2.2.3 彩色电视取样格式 13
2.2.4 数字电视信号的编码参数 13
2.3 视频信号的预处理 14
2.3.1 色彩插值（Color Interpolation） 14
2.3.2 色彩校正（Color Correction） 15
2.3.3 伽马校正（Gamma Correction） 16
2.3.4 图像增强（Image Enhancement） 17
2.3.5 白平衡（White Balance） 21
2.4 视频质量 22
2.4.1 主观质量的评定 22
2.4.2 客观质量的测量 23
参考文献 24
3.1.1 预测编码的基本概念 25
3.1 预测编码 25
第3章 视频压缩编码的基本原理 25
3.1.2 帧内预测编码 26
3.1.3 帧间预测编码 30
3.1.4 运动估计 33
3.2 变换编码 46
3.2.1 变换编码的基本概念 46
3.2.2 K-L变换 46
3.2.3 离散余弦变换DCT 47
3.2.4 锯齿形扫描和游程编码 49
3.3 变换编码与预测编码的比较 49
3.4 熵编码 49
3.4.1 变长编码 50
3.4.2 算术编码 50
参考文献 52
4.1 视频编码发展简史 53
4.2 H.261标准 53
4.2.1 图像格式 53
第4章 视频编码标准简介 53
4.2.2 H.261视频编解码器 55
4.3 H.263标准 58
4.3.1 H.263标准图像格式 58
4.3.2 H.263视频信源编码算法 59
4.4 MPEG-1标准 59
4.4.1 功能 59
4.4.2 图像类型和编码结构 60
4.5.1 MPEG-2编码复用系统 61
4.5.2 MPEG-2的档次和级别 61
4.5 MPEG-2 61
4.5.3 MPEG-2视频编码解码器 62
4.6 JPEG标准 64
参考文献 65
第5章 MPEG-4压缩编码标准 66
5.1 MPEG-4标准概述 66
5.1.1 MPEG-4标准的特性 66
5.1.2 AVO及数据结构 66
5.2 MPEG-4标准构成 67
5.2.1 系统 68
5.2.2 音频 69
5.2.3 视频 70
5.2.4 网格动画 73
5.2.5 其余 73
5.3.1 形状编码 74
5.3 MPEG-4编码技术 74
5.3.2 可扩展性编码 76
5.3.3 sprite编码 79
5.3.4 视频系统合成 80
5.4 MPEG-4的档次和级 81
参考文献 83
第6章 H.264/AVC编码器原理 84
6.1 H.264/AVC的应用 84
6.2 H.264/AVC编解码器 85
6.2.1 H.264编解码器的特点 85
6.2.2 H.264编码器 86
6.2.3 H.264解码器 86
6.3.3 编码数据格式 87
6.3.2 H.264的档次和级 87
6.3.1 名词解释 87
6.3 H264/AVC的结构 87
6.3.4 参考图像 89
6.3.5 片和片组 89
6.4 帧内预测 92
6.4.1 4×4亮度预测模式 92
6.4.2 16×16亮度预测模式 94
6.4.3 8×8色度块预测模式 95
6.4.4 帧内预测模式信号化 96
6.5 帧间预测 96
6.5.1 树状结构运动补偿 97
6.5.2 运动矢量 97
6.5.3 MV预测 99
6.5.4 B片预测 100
6.6 H.264的SP/SI帧技术 103
6.5.5 加权预测 103
6.6.1 SP/SI帧的应用 104
6.6.2 SP/SI帧的基本原理 106
6.6.3 实验结果和性能分析 110
6.7 整数变换与量化 111
6.7.1 整数变换 112
6.7.2 量化 115
6.7.3 DCT直流系数的变换量化 117
6.8 CAVLC（基于上下文自适应的可变长编码） 118
6.8.1 熵编码的基本原理 118
6.8.2 CAVLC的基本原理 119
6.8.3 CAVLC的上下文模型 119
6.8.4 CAVLC的编码过程 119
6.8.5 CAVLC的解码过程 121
6.8.6 CAVLC编解码过程实例 123
6.8.7 CAVLC与UVLC比较 124
6.9 CABAC（基于上下文的自适应二进制算术熵编码） 126
6.9.1 自适应算术编码 126
6.9.2 上下文模型 129
6.9.3 对输入流预编码 131
6.9.4 初始化 131
6.9.5 结论 132
6.10 码率控制 132
6.10.1 基于Lagrangian优化算法的H.264编码控制模型 132
6.10.2 实验结果和性能分析 135
6.11 去方块滤波 138
6.11.2 边界分析 139
6.11.1 去方块滤波基本概念 139
6.11.3 滤波过程 142
6.12 其余特征 144
6.12.1 参考图像的管理 144
6.12.2 重排序 145
6.12.3 隔行视频 145
6.12.4 数据分割片 146
6.12.5 H.264传输 146
参考文献 147
第7章 H.264的句法和语义 149
7.1 句法 149
7.1.1 句法元素的分层结构 149
7.1.2 句法的表示方法 152
7.2 句法表 154
7.3 语义 168
7.3.1 NAL层语义 168
7.3.2 序列参数集的语义 170
7.3.3 图像参数集的语义 173
7.3.4 片头的语义 174
7.3.5 参考图像序列重排序的语义 178
7.3.6 加权预测的语义 180
7.3.7 参考图像序列标记（Marking）操作的语义 180
7.3.8 片数据的语义 181
7.3.9 宏块层的语义 182
73.10 宏块预测的语义 186
7.3.11 子宏块预测的语义 187
7.4 总结 188
参考文献 188
7.3.12 用CAVLC方式编码的残差数据的语义 188
7.3.13 用CABAC方式编码的残差数据的语义 188
第8章 H.264/AVC解码器的原理和实现 190
8.1 解码器原理 190
8.2 NAL单元 191
8.2.1 NAL单元结构 191
8.2.2 NAL单元解码过程 192
8.3 图像序列号（Picture Order Count）的计算 192
8.3.1 图像序列号（POC） 192
8.3.2 PO（类型为0的POC计算 194
8.3.3 POC类型为1的POC计算 194
8.3.4 POC类型为2的POC计算 196
8.4 宏块片组映射图的产生 197
8.5 片数据分割的解码 199
8.6.1 图像序号的计算 200
8.6 参考图像列表的初始化 200
8.6.2 参考图像列表的初始化 201
8.6.3 参考帧列表的重排序 204
8.7 解码的参考图像的标记过程 206
8.7.1 frame_num不连续的解码过程 207
8.7.2 参考图像滑窗标记过程 208
8.7.3 参考图像的自适应内存控制标记过程 208
8.8 帧内预测 210
8.8.1 4×4亮度块预测方式的提取 210
8.8.2 4×4亮度块的帧内预测编码方式 211
8.8.3 16×16亮度块的帧内预测方式 214
8.8.4 8×8色度块的帧内预测方式 216
8.9 帧间预测解码处理 218
8.9.1 MV分量及参考索引获取 219
8.9.2 帧间预测像素解码处理 221
8.10 变换系数解码 227
8.10.1 变换系数逆扫描过程 227
8.10.2 DCT变换系数中直流系数的逆变换量化 228
8.10.3 残差变换系数的反量化 230
8.10.4 残差变换系数的逆DCT变换 230
8.10.5 去方块滤波前的图像恢复与重建 230
8.11 SP片中的P宏块和SI片中的SI宏块的解码过程 231
8.11.1 主SP片中P宏块的解码过程 231
8.11.2 辅SP/SI片的解码过程 232
参考文献 233
第9章 H.264视频编码传输的QoS 235
9.1 互联网视频传输QoS 235
9.1.1 错误恢复在视频通信中的重要性和实现途径 235
9.1.2 基于块的混合视频编码框架 236
9.1.3 视频通信中提高QoS的抗误码和错误恢复技术 237
9.2 无线网视频传输QoS 243
9.2.1 无线视频通信系统 243
9.2.2 无线信道编码和错误控制 244
9.2.3 无线视频通信的应用 248
9.2.4 H.264无线通信中传输结构 249
9.2.5 无线视频传输的健壮性研究 250
9.3 H.264视频编、解码的错误恢复 251
9.3.1 H.264的视频编码层的错误恢复措施 251
9.3.2 H.264的网络提取层的错误恢复 253
参考文献 256
术语及缩略语 259
附录1 CAVLC相关码表 263
附录2 CABAC相关码表 267
附录3 H.264的档次和级 277