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第1章 数字视频基础 1

1.1 引言 1

1.2 视频通信应用 2

1.3 数字视频信号 4

1.3.1 采样与量化 4

1.3.2 颜色空间 5

1.3.3 视频格式 7

1.3.4 采样格式 8

1.4 视频质量评估与方法 9

1.4.1 图像质量评价标准 9

1.4.2 视频传输质量评估 11

小结 12

参考文献 12

第2章 视频编码基本原理与技术 14

2.1 视频编码概述 14

2.1.1 必要性与可行性 14

2.1.1.1 空间冗余 15

2.1.1.2 时间冗余 16

2.1.1.3 心理视觉冗余 16

2.1.1.4 编码冗余 17

2.1.2 视频编码的发展与分类 17

2.1.3 视频编／解码系统结构 19

2.2 熵编码 20

2.2.1 Huffman编码 20

2.2.1.1 算法简介 20

2.2.1.2 编码实例 22

2.2.2 游程编码 26

2.2.2.1 算法简介 26

2.2.2.2 编码实例 27

2.2.3 算术编码 29

2.2.3.1 算法简介 29

2.2.3.2 编码实例 31

2.3 变换编码 37

2.3.1 DCT变换 37

2.3.1.1 基本原理 37

2.3.1.2 快速算法 38

2.3.1.3 编码实例 41

2.3.2 小波变换 45

2.3.2.1 基本原理 46

2.3.2.2 小波性能分析 47

2.3.2.3 Mallat算法 48

2.3.2.4 二维小波变换原理 48

2.3.2.5 小波变换实例 50

2.3.3 基于小波变换的图像编码算法 57

2.3.3.1 EZW算法 58

2.3.3.2 SPIHT算法 60

2.3.3.3 SPECK算法 61

2.3.3.4 小波图像编码实例 63

2.4 量化 81

2.4.1 标量量化 81

2.4.2 矢量量化 83

小结 84

思考题 85

参考文献 85

第3章 视频信号运动估计技术 87

3.1 运动估计算法简介 87

3.1.1 研究现状 87

3.1.2 基本原理 89

3.1.3 提高搜索效率的主要技术 89

3.1.3.1 初始搜索点的选择 90

3.1.3.2 块匹配准则 90

3.2 经典运动估计算法 91

3.2.1 全搜索法 92

3.2.2 三步搜索法 92

3.2.3 新三步搜索法 94

3.2.4 四步搜索法 95

3.2.5 基于块的梯度下降搜索法 96

3.2.6 菱形搜索法 97

3.2.7 六边形搜索法 99

3.2.8 运动矢量场自适应搜索算法 100

3.2.9 UMHexagonS算法 102

3.2.10 渐进消除算法 104

3.3 新型运动估计技术 105

3.3.1 亚像素运动估计 105

3.3.2 多参考帧运动估计 116

3.3.3 可变块运动估计 117

3.4 运动估计算法实例 118

小结 129

思考题 129

参考文献 129

第4章 视频编码国际标准 131

4.1 视频编码标准概述 131

4.2 MPEG-2 133

4.2.1 档次与等级 133

4.2.2 系统层原理 134

4.2.3 层次结构 135

4.2.4 编／解码原理 138

4.2.5 关键技术 139

4.3 MPEG-4 141

4.3.1 档次与等级 142

4.3.2 层次结构 143

4.3.3 编／解码原理 144

4.3.3.1 形状信息编码 145

4.3.3.2 运动信息编码 147

4.3.3.3 纹理信息编码 148

4.3.4 编码新技术 149

4.3.4.1 视频对象提取技术 149

4.3.4.2 可伸缩编码技术 149

4.3.4.3 Sprite对象编码 150

4.4 H.263 151

4.4.1 编／解码原理 151

4.4.2 关键技术 153

4.4.3 层次结构 154

4.4.4 可选模式 155

4.4.4.1 H.263 155

4.4.4.2 H.263+ 157

4.4.5 语法元素 160

4.5 H.264/AVC 165

4.5.1 档次与等级 165

4.5.2 编／解码原理 167

4.5.3 关键技术 168

4.5.3.1 整数变换算法 168

4.5.3.2 帧内预测技术 173

4.5.3.3 高效游程编码 179

4.5.3.4 熵编码算法 179

4.5.3.5 SP/SI帧编码 183

4.5.3.6 去块滤波器 187

4.5.4 语法元素 188

4.5.5 H.264程序实例 190

小结 196

思考题 197

参考文献 197

第5章 新型视频编码技术 199

5.1 可伸缩编码 199

5.1.1 基本精细粒度可伸缩视频编码 201

5.1.2 渐进精细粒度可伸缩视频编码方案 204

5.1.3 运动补偿精细粒度可伸缩视频编码方案 205

5.1.4 基于宏块的渐进精细可伸缩性视频编码 206

5.1.5 时域可伸缩视频编码方案 208

5.2 小波视频编码 209

5.2.1 纯三维小波编码方案 210

5.2.2 含运动补偿的小波编码方案 211

5.2.2.1 基于空域运动补偿的小波视频编码（MC-DWT） 211

5.2.2.2 基于变换域运动补偿的小波视频编码（DWT-MC） 212

5.2.2.3 运动补偿提升视频编码 213

5.3 分布式信源编码 216

5.3.1 基本原理 217

5.3.1.1 分布式无损信源编码 217

5.3.1.2 分布式有损信源编码 218

5.3.2 分布式视频编码 219

5.3.2.1 具有低复杂度编码端的视频编码 219

5.3.2.2 分布式信源编码在可伸缩视频编码中的应用 222

5.3.2.3 分布式信源编码在视频多描述编码中的应用 224

5.3.2.4 分布式信源编码在光场编码中的应用 225

小结 226

思考题 227

参考文献 227

第6章 视频通信中的抗误码技术 229

6.1 概述 229

6.2 容错编码 230

6.2.1 多描述编码 230

6.2.2 信源、信道联合编码 232

6.3 传输层差错控制 234

6.4 错误掩盖 235

6.5 视频编码标准中的抗误码策略 237

6.5.1 H.263的抗误码策略 237

6.5.2 MPEG-4的抗误码策略 238

6.5.3 H.264的抗误码策略 238

6.6 错误掩盖实例 240

小结 267

思考题 268

参考文献 268

第7章 数字视频专用处理技术 270

7.1 视频对象分割技术 270

7.1.1 研究背景 270

7.1.2 经典视频分割算法 271

7.1.2.1 空域分割 272

7.1.2.2 时域分割 276

7.1.2.3 时-空联合分割 278

7.1.3 MPEG-4中的视频对象分割技术 279

7.1.4 视频分割质量评价 280

7.2 视频稳像技术 280

7.2.1 研究背景 280

7.2.2 基本原理 281

7.2.3 关键技术 282

7.2.3.1 运动估计算法 282

7.2.3.2 运动补偿算法 286

7.2.3.3 运动参数自适应平滑滤波 288

小结 289

思考题 290

参考文献 290

第8章 多媒体通信应用 292

8.1 网络通信技术 292

8.1.1 通信网络 292

8.1.1.1 网络参考模型 292

8.1.1.2 网络实例 296

8.1.2 网络传输协议 300

8.1.2.1 TCP协议 300

8.1.2.2 UDP协议 302

8.1.2.3 RTP协议 304

8.2 多媒体通信终端 306

8.2.1 DSP芯片的特点和结构 306

8.2.2 DSP系统设计的基本过程 308

8.2.3 视频编／解码的DSP实现原理 309

8.2.4 H.264通信终端的DSP实现 311

8.2.4.1 H.264编码终端的DSP实现——以TI TMS320DM642为例 311

8.2.4.2 H.264解码终端的DSP实现——以ADI Blackfin533为例 314

8.2.5 基于专用处理器的图像编／解码通信终端 317

8.2.5.1 多图像终端的网络互连 317

8.2.5.2 视频编／解码终端概述 318

8.2.5.3 ADV612基本性能 320

8.2.5.4 视频图像编码终端的设计与实现 322

8.2.5.5 视频图像解码终端的设计与实现 324

8.2.5.6 ADSP2185同步串口及其属性设置 325

8.2.5.7 图像通信终端的数据I/O接口设计 327

8.3 视频通信系统 331

8.3.1 视频会议 331

8.3.2 流媒体 335

8.3.3 IPTV 337

小结 340

思考题 340

参考文献 340

关键词索引 342

程序索引 345