H.264是新一代的视频压缩编码标准，其清晰度很高

前 言 2 第1章 绪 论 9 1.1信息化与视频通信 9 1.1.1什么是信息 9 1.1.2什么是信息化 9 1.1.3 我国的信息化和视频通信 9 1.2 视频信息和信号的特点 10 1.2.1 直观性 10 1.2.2 确切性 10 1.2.3 高效性 10 1.2.4 广泛性 10 1.2.5 视频信号的高带宽性 10 1.3 视频压缩编码要求和可能性 11 1.3.1 视频压缩编码目标 11 1.3.2 视频压缩的可能性 11 1.4 视频压缩编码技术综述 12 1.4.1 基本结构 12 1.4.2 基于波形的编码 12 1.4.3 基于内容的编码 13 1.4.4 三维（立体）视频编码 13 参考文献 14 第2章 数字视频 15 2.1 数字电视的基本概念 15 2.1.1 数字电视的优越性 15 2.1.2 数字电视的PCM原理 16 2.2 数字电视信号 18 2.2.1 电视信号的时间和空间取样 18 2.2.2 彩色空间 19 2.2.3 彩色电视取样格式 19 2.2.4 数字电视信号的编码参数 20 2.3 视频信号的预处理 21 2.3.1 色彩插值（Color Interpolation） 21 2.3.2 色彩校正（Color Correction） 22 2.3.3 伽马校正（Gamma Correction） 23 2.3.4 图像增强（Image Enhancement） 24 2.3.5 白平衡（White Balance） 27 2.4 视频质量 29 2.4.1 主观质量的评定 29 2.4.2 客观质量的测量 29 参考文献 31 第3章 视频压缩编码的基本原理 32 3.1 预测编码 32 3.1.1 预测编码的基本概念 32 3.1.2 帧内预测编码 33 3.1.3 帧间预测编码 37 3.1.4 运动估计 41 3.2 变换编码 54 3.2.1 变换编码的基本概念 54 3.2.2 K-L变换 54 3.2.3 离散余弦变换DCT 55 3.2.4 锯齿形扫描和游程编码 57 3.3 变换编码与预测编码的比较 58 3.4 熵编码 59 3.4.1 变长编码 59 3.4.2 算术编码 59 参考文献 62 第4章 视频编码标准简介 63 4.1视频编码发展简史 63 4.2 H.261标准 63 4.2.1 图像格式 63 4.2.2 H.261视频编解码器 64 4.3 H.263标准 68 4.3.1 H.263标准图像格式 68 4.3.2 H.263视频信源编码算法 69 4.4 MPEG-1标准 69 4.4.1 功能 69 4.4.2 图像类型和编码结构 69 4.5 MPEG-2 70 4.5.1 MPEG-2编码复用系统 70 4.5.2 档次和级别 71 4.5.3 MPEG-2视频编码器 72 4.6 JPEG标准 73 参考文献 76 第5章 MPEG-4压缩编码标准 77 5.1 MPEG4标准概述 77 5.1.1 MPEG-4标准特性 77 5.1.2 AVO及数据结构 77 5.2 MPEG-4标准构成 78 5.2.1 系统 78 5.2.2 音频 80 5.2.3 视频 80 5.2.4 网格动画 84 5.2.5 其余 85 5.3 MPEG-4编码技术 85 5.3.1 形状编码 85 5.3.2 可扩展性编码 87 5.3.3 sprite编码 90 5.3.4 视频系统合成 91 5.4 MPEG-4档次和级 93 参考文献 96 第6章H.264/AVC编码器原理 97 6.1 H.264/AVC的应用 97 6.2 H.264/AVC编解码器 98 6.2.1 H.264编解码器特点 98 6.2.2 H.264编码器 98 6.2.3 H.264解码器 99 6.3 H.264/AVC的结构 99 6.3.1 名词解释 99 6.3.2 档次和级 99 6.3.3 编码数据格式 100 6.3.4参数图像 102 6.3.5 片和片组 102 6.4 帧内预测 104 6.4.1 4×4亮度预测模式 105 6.4.2 16×16亮度预测模式 107 6.4.3 8×8色度块预测模式 109 6.4.4 信号化帧内预测模式 109 6.5 帧间预测 110 6.5.1 树状结构运动补偿 110 6.5.2 运动矢量 111 6.5.3 MV预测 113 6.5.4 B片预测 114 6.5.5加权预测 117 6.6 H.264的SP/SI帧技术（SP片或SI宏块的P宏块） 117 6.6.1 SP/SI帧的应用 118 6.6.2 SP/SI帧的基本原理 120 6.6.3 实验结果和性能分析 123 6.7 整数变换与量化 124 6.7.1 整数变换 125 6.7.2 量化 129 6.7.3 DCT直流系数的变换量化 131 6.8 CAVLC(基于上下文自适应的可变长编码) 132 6.8.1熵编码的基本原理 132 6.8.2 CAVLC的基本原理 133 6.8.3 CAVLC的上下文模型 133 6.8.4 CAVLC的编码过程 133 6.8.5 CAVLC解码过程 135 6.8.6 CAVLC编解码过程实例 138 6.8.7 CAVLC 与UVLC比较 139 6.9 CABAC(基于上下文的自适应二进制算术熵编码) 141 6.9.1 自适应算术编码 141 6.9.2 上下文模型 144 6.9.3 对输入流预编码 146 6.9.4 初始化 147 6.9.5 结论 147 6.10 码率控制 148 6.10.1基于Lagrangian优化算法的H.264编码控制模型 148 6.10.2 实验结果和性能分析 151 6.11 去方块滤波 153 6.11.1 去方块滤波基本概念 154 6.11.2 边界分析 155 6.11.3 滤波过程 157 6.12 其余特征 160 6.12.1 参考图像管理 160 6.12.2 重排序 160 6.12.3 隔行视频 161 6.12.4 数据分割片 162 6.12.5 H.264传输 162 参考文献 164 第7章 H.264的句法和语义 166 7.1 句法 166 7.1.1句法元素的分层结构 166 7.1.2句法的表示方法 169 7.2句法表 170 7.3 语义 189 7.3.1 NAL层语义 190 7.3.2 序列参数集语义 192 7.3.3 图像参数集语义 194 7.3.4片头语义 196 7.3.5参考图像序列重排序的语义 201 7.3.6加权预测的语义 202 7.3.7参考图像序列标记 (marking)操作的语义 203 7.3.8 片数据的语义 204 7.3.9 宏块层的语义 205 7.3.10 宏块预测的语义 210 7.3.11子宏块预测的语义 211 7.3.12 用CAVLC方式编码的残差数据的语义 213 7.3.13 用CABAC方式编码的残差数据的语义 213 7.4总结 213 参考文献 214 第8章 H.264/AVC解码器的原理和实现 215 8.1 解码器原理 215 8.2 NAL单元 216 8.2.1 NAL单元结构 216 8.2.2 NAL单元解码过程 216 8.3 图像序列号（PICTURE ORDER COUNT）的计算 217 8.3.1图像序列号（POC） 217 8.3.2 POC类型为0的POC计算 219 8.3.3 POC类型为1的POC计算 220 8.3.4 POC类型为2的POC计算 221 8.4 宏块片组映射图的产生 221 8.5 片数据分割的解码 223 8.6 参考图像列表的初始化 224 8.6.1 图像序号的计算 224 8.6.2 参考图像列表的初始化 225 8.6.3 参考帧列表的重排序 228 8.7 解码的参考图像的标记过程 230 8.7.1 frame_num不连续的解码过程 231 8.7.2 参考图像滑窗标记过程 231 8.7.3 参考图像的自适应内存控制标记过程 231 8.8 帧内预测 233 8.8.1 4x4亮度块预测方式的提取 234 8.8.2 4x4亮度块的帧内预测编码方式 235 8.8.3 16x16亮度块的帧内预测方式 240 8.8.4 8x8色度块的帧内预测方式 243 8.9 帧间预测解码处理 245 8.9.1 MV分量及参考索引获取 246 8.9.2 帧间预测像素解码处理 248 8.10 变换系数解码 254 8.10.1 变换系数逆扫描过程 255 8.10.2 DCT变换系数中直流系数的逆变换量化 256 8.10.3 残差变换系数的反量化 258 8.10.4 残差变换系数的逆DCT变换 258 8.10.5 去方块滤波前的图像恢复与重建 258 8.11 SP片中的P宏块和SI片中的SI宏块的解码过程 259 8.11.1 主SP片中P宏块的解码过程 259 8.11.2 辅SP/SI片的解码过程 261 参考文献 263 第9章 H.264视频编码传输的QOS 264 9.1 互联网视频传输QOS 264 9.1.1 错误恢复在视频通信中的重要性和实现途径 264 9.1.2 基于块的混合视频编码框架 265 9.1.3 视频通信中提高QoS的抗误码和错误恢复技术 266 9.2 无线网视频传输QOS 271 9.2.1 无线视频通信系统 271 9.2.2 无线信道编码和错误控制 272 9.2.3 无线视频通信的应用 276 9.2.4 H.264无线通信中传输结构 277 9.2.5无线视频传输的鲁帮性研究 278 9.3 H.264视频编解码标准的错误恢复 279 9.3.1 H.264的视频编码层的错误恢复 279 9.3.1 H.264的网络提取层的错误恢复 281 参考文献 284 术语及英文解释 286 附录一 CAVLC相关码表 297 附录二 CABAC相关码表 304 附录三 H.264档次和级 318