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第一篇 基础知识2

第1章 视频格式和质量评价2

1.1 图像与视频2

目录2

1.2 彩色空间4

1.2.1 RGB彩色空间4

1.2.2 YCbCr彩色空间4

1.3 采样格式6

1.4 视频格式7

1.5.1 概述8

1.5 图像质量的评价8

1.5.2 客观质量评价9

1.5.3 主观质量评价9

1.5.4 感兴趣区质量评价9

1.5.5 图像质量评价的实验结果11

1.6 视频序列的质量评价13

1.6.1 基本概念13

1.6.2 视频序列的质量评价方法15

1.6.3 视频序列质量评价的实验结果16

参考文献17

第2章 信息论基础19

2.1 通信系统模型19

2.2 信息的度量20

2.3 信源编码21

2.4 信道编码22

2.5 率失真理论23

参考文献25

第3章 图像／视频编码技术的发展26

3.1 概述26

3.2 熵编码27

3.3 传统的图像／视频编码技术28

3.3.1 预测编码28

3.3.2 变换编码29

3.3.3 矢量量化34

3.4 新型图像／视频编码技术35

3.4.1 第二代图像编码方法35

3.4.2 分形编码36

3.4.3 模型编码37

3.4.4 小波编码38

3.5 图像／视频编码标准39

3.5.1 静止图像编码标准41

3.5.2 视频编码标准43

3.6 讨论51

参考文献53

第二篇 小波编码58

第4章 小波分析基础58

4.1 时-频局部化分析和连续小波变换58

4.1.1 短时傅里叶变换59

4.1.2 连续小波变换60

4.1.3 连续小波变换的离散化62

4.2.1 由理想滤波器组引入63

4.2 多分辨率分析63

4.2.2 从函数空间的剖分引入64

4.3 小波基的构造67

4.4 离散小波变换的快速算法68

4.5 小波变换编码70

4.5.1 小波变换编码的基本框架70

4.5.2 小波图像的特点72

4.5.3 讨论75

参考文献83

5.1 概述85

第5章 基于小波变换的图像编码技术85

5.2 提升小波变换86

5.2.1 提升算法原理86

5.2.2 提升算法描述87

5.2.3 整型小波变换88

5.2.4 整型小波变换的例子89

5.3 适形离散小波变换91

5.3.1 基于正交小波的任意长度小波分解91

5.3.2 基于奇对称双正交小波的任意93

长度小波分解93

5.3.3 基于偶对称双正交小波的任意长度小波分解95

5.3.4 适形离散小波变换中的下采样策略96

5.3.5 二维适形离散小波变换96

5.4 嵌入式小波编码方法97

5.4.1 EZW编码方法98

5.4.2 SPIHT编码算法100

5.4.3 SPECK编码算法103

5.4.4 TARP算法106

5.4.5 EBCOT算法109

5.4.6 其他嵌入式小波编码方法109

5.5.1 SFQ112

5.5 非嵌入式小波编码方法112

5.5.2 FSSQ算法114

5.6 几种小波算法的编码性能比较116

参考文献118

第6章 JPEG 2000国际编码标准121

6.1 概述121

6.2 JPEG 2000编码流程122

6.2.1 图像预处理123

6.2.2 小波变换124

6.2.3 量化124

6.2.5 码流组织126

6.2.4 熵编码126

6.2.6 码率控制128

6.3 两种滤波器128

6.4 EBCOT算法130

6.4.1 码块内扫描模式130

6.4.2 比特平面上的编码通道131

6.4.3 编码扫描的例子133

6.4.4 MQ算术编码器135

6.4.5 最佳嵌入编码135

6.5.1 ROI的两种编码方式137

6.5 感兴趣区编码137

6.5.2 掩模的计算138

6.6 容错139

6.7 几种标准的比较140

6.7.1 无损压缩141

6.7.2 有损压缩142

6.7.3 功能比较143

参考文献143

第7章 视频编码中的运动估计技术146

7.1 概述146

第三篇 视频编码146

7.2 二维运动估计148

7.2.1 区域匹配法148

7.2.2 频率法153

7.2.3 光流法155

7.2.4 像素递归法156

7.2.5 随机法157

7.2.6 分层运动估计法159

7.2.7 半像素精度运动估计160

7.3.1 本质矩阵法——八点法161

7.3 三维运动估计161

7.4 运动矢量编码162

7.3.2 三维运动估计与编码162

7.5 讨论163

参考文献164

第8章 可扩展视频编码方法169

8.1 概述169

8.2 基于DCT变换的分层可扩展视频编码方法171

8.2.1 时域可扩展171

8.2.3 质量可扩展172

8.2.2 空域可扩展172

8.3 基于小波变换的可扩展视频编码方法173

8.3.1 二维小波视频编码方法174

8.3.2 三维小波视频编码方法176

8.4 内容自适应的运动补偿三维小波变换结构183

8.4.1 固定变换结构的特点和局限性183

8.4.2 通用的运动补偿三维小波变换结构184

8.4.3 内容自适应的三维小波变换结构186

参考文献188

9.1 概述190

第9章 MPEG-4 FGS编码标准190

9.2 MPEG-4 FGS的编码框架191

9.3 DCT系数的比特平面编码193

9.3.1 比特平面编码193

9.3.2 彩色分量的不同比特平面数195

9.3.3 VLC编码195

9.3.4 截断码流的解码196

9.3.5 FGS的差错恢复技术197

9.3.6 标准FGS编码结构的变形197

9.4.2 FGS与非可扩展编码的比较199

9.4 FGS质量可扩展视频编码的效率199

9.4.1 FGS与多层质量可扩展编码的比较199

9.5 自适应量化技术201

9.5.1 频率加权202

9.5.2 选择性增强技术203

9.6 MPEG-4 FGS增强层码率分配算法204

9.6.1 MPEG-4 FGS增强层率失真模型205

9.6.2 基于分段率失真模型的MPEG-4 FGS增强层码率分配算法206

9.6.3 实验结果及分析208

9.6.4 基于感兴趣区的MPEG-4 FGS增强层码率分配算法211

9.7 FGS质量-时间混合可扩展编码215

9.8 渐进的FGS编码217

参考文献219

第10章 H.264/MPEG-4 AVC视频编码标准221

10.1 H.264的基本编码结构222

10.2 H.264标准的结构223

10.2.1 档次和级别223

10.2.2 视频格式224

10.2.3 编码数据格式224

10.2.5 分片225

10.2.4 多参考帧225

10.2.6 宏块226

10.3 基本档次227

10.3.1 参考图像管理227

10.3.2 I分片和P分片228

10.3.3 宏块预测229

10.3.4 帧间预测229

10.3.5 帧内预测233

10.3.6 去块效应滤波器236

10.3.7 变换和量化239

10.3.8 4×4亮度直流系数的变换和量化（仅用于16×16帧内模式）245

10.3.9 2×2色度直流系数的变换和量化246

10.3.10 变换，量化，重缩放和反变换全过程246

10.3.11 重排247

10.3.12 熵编码248

10.4 主档次252

10.4.1 B分片252

10.4.2 加权预测254

10.4.3 隔行扫描视频255

10.4.4 CABAC255

10.5 扩展档次257

10.5.1 SP分片258

10.5.2 SI分片261

10.5.3 数据分割分片261

10.6 高档次261

10.6.1 8×8亮度帧内预测262

10.6.2 8×8整型变换263

10.6.3 基于感知的量化缩放矩阵263

10.6.4 无损宏块模式263

10.6.5 彩色空间和残差彩色变换263

10.7 H.264编码性能分析264

10.8 H.264的传输266

10.9 H.264的应用领域268

10.10 H.264的实现269

参考文献269

第11章 人脸检测与跟踪技术271

11.1 概述271

11.2 人脸特征与分类算法272

11.2.1 人脸特征272

11.2.2 分类算法273

11.3.1 CrCbCg彩色空间275

11.3 肤色预分割275

11.3.2 基于模糊聚类的肤色分割276

11.3.3 实验结果279

11.4 基于类Haar特征的多级分类器281

11.4.1 AdaBoost算法281

11.4.2 类Haar特征282

11.4.3 分类器的构建285

11.4.4 算法加速策略286

11.4.5 实验结果287

11.5 人脸检测算法的扩展288

11.5.1 平面内旋转人脸288

11.5.2 平面外旋转人脸290

11.5.3 检测算法的扩展291

11.6 人脸跟踪技术293

11.6.1 概述293

11.6.2 背景去除294

11.6.3 处理目标人脸区域297

11.7 讨论299

参考文献299

第12章 视频传输网络306

12.1 视频通信的基本模式306

第四篇 网络视频传输306

12.2 适用于视频传输的网络性能参数307

12.3 视频传输对网络的要求310

12.4 无线信道310

12.4.1 无线信道特点310

12.4.2 无线信道模型315

12.5 IP网络317

12.5.1 IP网络的体系结构317

12.5.2 IP网络协议318

参考文献326

13.1 概述327

第13章 网络视频传输的差错控制技术327

13.2.1 鲁棒熵编码329

13.2 容错编码329

13.2.2 容错预测330

13.2.3 分层编码与不等错误保护机制332

13.2.4 多描述编码333

13.3 传输层的差错控制技术335

13.3.1 FEC335

13.3.2 ARQ337

13.4.1 误码检测338

13.3.3 不等错误保护机制338

13.4 解码端的差错控制338

13.4.2 误码隐藏340

13.5 信源信道联合编码343

13.5.1 信源信道联合编码原理344

13.5.2 信源信道联合编码模型346

13.5.3 信源信道联合编码的研究进展346

13.6 交互式抗误码技术347

13.6.2 自适应编码348

13.6.3 自适应传输348

13.6.1 选择性编码348

13.7 讨论349

参考文献349

第14章 因特网视频流传输技术354

14.1 概述354

14.2 视频流编解码技术355

14.3 VCR功能的支持356

14.4 应用层的QoS控制机制357

14.4.1 阻塞控制技术358

14.4.2 差错控制359

14.5.2 传统的周期Intra帧刷新方法361

14.5 基于Intra帧刷新的差错控制方法361

14.5.1 概述361

14.5.3 基于敏感度的Intra帧刷新方法363

14.5.4 基于反馈信息的Intra帧刷新方法367

14.6 因特网信源信道联合编码策略368

14.6.1 概述368

14.6.2 信源编码的失真估计369

14.6.3 信道编码的失真估计370

14.6.4 因特网信源信道联合编码策略374

14.7.1 概述377

14.7 面向视频业务的QoS控制机制377

14.7.2 QoS规范与协商机制379

14.7.3 基于网络的队列管理方法381

14.7.4 基于终端的速率控制技术385

参考文献389

第15章 无线网络视频流传输技术392

15.1 概述392

15.2 无线视频传输系统393

15.2.1 端到端的失真394

15.2.2 总体失真度量方法395

15.3.1 无线移动通信的特性396

15.3 无线信道中的抗误码技术396

15.3.2 调制398

15.3.3 差错控制398

15.4 无线IP网络399

15.5 几种无线视频流传输结构399

15.6 无线视频流传输差错控制机制401

15.6.1 有效可解码长度最大的码率最优分配算法402

15.6.2 平均失真和重建质量波动最小的码率分配算法409

参考文献415

第16章 视频编码的DSP实现417

16.1 DSP芯片的发展418

16.2 视频编码算法的并行特性421

16.3 视频编码的DSP实现策略421

16.3.1 核心算法优化策略421

16.3.2 数据传输策略423

16.3.3 内存分配策略423

16.4 H.263编码的TMS320C6201实现424

16.4.1 核心算法优化424

16.4.2 使用DMA优化数据传输425

16.4.3 内存分配方法426

16.4.4 实验结果427

16.5 基于块等级预判的DCT算法427

16.5.1 块等级的划分427

16.5.2 BCP-DCT算法基本思想428

16.5.3 预判准则429

16.5.4 快速DCT实现方法430

16.5.5 实验结果432

参考文献433

后记435