新一代高效視頻編碼H.265/HEVC：原理、標準與實現 ( 簡體 字) |
| 作者：萬帥,楊付正 | 類別：1. -> 教材 -> 數位影像處理 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 40404
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| 出版日：12/1/2014 |
| 頁數：400 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121246999 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
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| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：視覺是人類感知世界最重要的方式。中文說“眼見為實”，英文強調“Seeing is believing”，人們總是更樂于接受所能看到的信息，因此人類的科技一直不懈地致力于為人們提供更多、更好的用于“看”的信息。黑白電視的發明曾經帶給人們巨大的震撼，很快，人們對于色彩的天然渴望，又促使彩色電視出現。進入數字時代之后，數字視頻更是緊隨著IT技術的浪潮，獲得了非常迅速的發展。追求更高的清晰度，是數字視頻技術領域從未停止的步伐。如今，各式各樣的視頻應用已經滲透到人類社會的各個領域，可以說，視頻應用是現代人類社會運轉的重要組成部分。
作為一種數據量非常巨大的信息載體，視頻若想獲得實際應用，必須采取高效的數據壓縮和編碼。自20世紀80年代以來，國際標準化組織一直在持續研究視頻編碼方法，并根據當時整體技術水平，制定相應的視頻編碼國際標準。每一次視頻編碼國際標準的頒布，都會從很大程度上促進視頻技術的發展，催生更多的視頻應用。相應地，視頻應用的不斷涌現也為視頻編碼提出了更高的要求，進而推動著視頻編碼標準向更高的壓縮效率不斷挺進。
近年來，智能移動終端的普及使得視頻應用越來越多樣化，涉及的視頻內容豐富多樣，立體視頻應用也開始獲得人們的關注。此外，高清晰度的顯示設備越來越常見，人們對視頻分辨率的要求也隨之水漲船高。雖然網絡和存儲技術也在快速發展，但是視頻數據量增長的速度更為驚人，大有“道高一尺魔高一丈”的態勢。盡管現有的視頻編碼標準特別是H.264/AVC具有出色的壓縮性能，但是已明顯不能滿足新型視頻應用的需求。在這樣的背景下，國際電信聯盟ITU—T與國際標準化組織ISO/IEC再次通力合作，于2013年發布了新一代的高效視頻編碼標準（High Efficiency Video Coding，HEVC，H.265）。H.265/HEVC包含著最新的視頻編碼技術，與它的前代H.264/AVC相比，H.265/HEVC在同樣的編碼質量下能夠節約50%左右的碼率。除了出色的壓縮性能，H.265/HEVC還包含特有的并行處理設計，其軟硬件實現將具有更好的實用性。因此，H.265/HEVC將于短期內迅速取代H.264/AVC，在各類視頻業務中獲得廣泛的應用。
由于H.265/HEVC采用了大量編碼新技術，相關標準的語法語義解讀比較困難。本書作者根據自己長期研究視頻編碼的經驗，對本書的內容進行了模塊化的編排。在給出H.265/HEVC整體編碼框架和其中的關鍵技術之后，針對H.265/HEVC的各個編碼模塊分別進行詳盡分析。為方便讀者理解，每個模塊都包含了相應的背景知識、語法語義、實現方式等。全書分為12章。第1章概述了視頻編碼國際標準和H.265/HEVC的發展歷程，介紹了H.265/HEVC的特色技術。第2章討論了數字視頻格式和H.265/HEVC的編碼視頻格式。第3章詳細解析了H.265/HEVC編碼結構以及參數集，并介紹了H.265/HEVC的檔次、層和級別。第4∼8章為H.265/HEVC編碼技術的分模塊論述和語法語義解析，包括預測編碼、變換編碼、量化編碼、環路后處理和熵編碼。第9∼12章針對H.265/HEVC的實現和應用，詳細介紹了H.265/HEVC的網絡適配層、并行處理技術、率失真優化和編碼速率控制。
本書可作為電子信息類和廣播電視類本科高年級學生和研究生的相關課程教材，也可供視頻技術研究領域內的研究生、教師、工程師參考，并適合相關技術人員作為解讀H.265/HEVC標準的參考。
本書的撰寫受國家自然科學基金“基于感知失真度量的高效視頻編碼（HEVC）率失真優化研究”（批準號61371089）的支持。感謝賀競博士、李維博士、張泰、張新在本書撰寫過程中在資料收集和內容整理方面做出的辛勤工作。由于時間有限，書中的論述難免出現疏漏，懇請廣大讀者批評指正。作者聯系郵箱：swan@nwpu.edu.cn。 |
內容簡介：本書系統全面地介紹了新一代視頻編碼標準H.265/HEVC，深入講解了相關編碼原理和實現方法。全書分為12章。第1章概述了視頻編碼國際標準和H.265/HEVC的發展歷程，介紹了H.265/HEVC的特色技術。第2章討論了數字視頻格式和H.265/HEVC的編碼視頻格式。第3章詳細解析了H.265/HEVC編碼結構以及參數集，并介紹了H.265/HEVC的檔次、層和級別。第4∼8章為H.265/HEVC編碼技術的分模塊論述和語法語義解析，包括預測編碼、變換編碼、量化編碼、環路后處理和熵編碼。為方便讀者理解，每個模塊都包含了相應的背景知識、語法語義、實現方式等。第9∼12章針對H.265/HEVC的實現和應用，詳細介紹了H.265/HEVC的網絡適配層、并行處理技術、率失真優化和編碼速率控制。 |
目錄：第1章 緒論 1
1.1 視頻壓縮與編碼概述 2
1.1.1 視頻 2
1.1.2 視頻壓縮與編碼 3
1.2 視頻編碼標準 5
1.2.1 什么是視頻編碼標準 5
1.2.2 視頻編碼國際標準的發展 7
1.3 H.265/HEVC簡介 12
1.3.1 標準化歷程 12
1.3.2 編碼框架 13
1.3.3 特色編碼技術 15
參考文獻 18
第2章 數字視頻格式 22
2.1 數字視頻 22
2.1.1 顏色空間 23
2.1.2 量化深度 26
2.1.3 空間分辨率 27
2.1.4 時間分辨率 28
2.2 數字視頻格式 29
2.2.1 色度亞采樣 29
2.2.2 數字視頻格式的規范標準 31
2.3 H.265/HEVC編碼視頻格式 37
2.3.1 編碼圖像格式 37
2.3.2 解碼圖像格式 40
參考文獻 46
第3章 編碼結構 48
3.1 編碼結構概述 48
3.2 視頻參數集 51
3.2.1 視頻層描述 51
3.2.2 視頻層參數集 52
3.3 序列參數集 55
3.4 圖像參數集 61
3.5 片段層 67
3.5.1 片與片段 67
3.5.2 片頭語法語義 69
3.6 Tile單元 75
3.6.1 Tile單元描述 75
3.6.2 Slice與Tile 76
3.7 樹形編碼塊 77
3.7.1 編碼單元 78
3.7.2 預測單元 83
3.7.3 變換單元 86
3.8 檔次、層和級別 88
3.8.1 檔次 88
3.8.2 層和級別 90
參考文獻 93
第4章 預測編碼 94
4.1 視頻預測編碼技術 94
4.1.1 預測編碼的原理 94
4.1.2 幀內預測編碼 97
4.1.3 幀間預測編碼 101
4.2 幀內預測 111
4.2.1 幀內預測模式 111
4.2.2 幀內預測過程 117
4.3 幀間預測 124
4.3.1 運動估計 124
4.3.2 MV預測技術 130
4.3.3 加權預測 135
4.4 PCM模式及相關語法語義 137
4.4.1 PCM模式 137
4.4.2 相關語法語義 138
參考文獻 138
第5章 變換編碼 142
5.1 離散余弦變換 143
5.1.1 DCT原理及特點 143
5.1.2 整數DCT 148
5.1.3 H.265/HEVC中的整數DCT 152
5.2 離散正弦變換 154
5.2.1 DST原理 154
5.2.2 H.265/HEVC中的整數DST 156
5.3 變換結構 158
5.3.1 變換單元 158
5.3.2 相關語法語義 159
5.4 哈達瑪變換 160
5.4.1 原理及特點 160
5.4.2 哈達瑪變換的應用 161
參考文獻 163
第6章 量化 166
6.1 標量量化 167
6.1.1 基本原理 167
6.1.2 均勻量化 168
6.1.3 Lloyd-Max量化器 170
6.1.4 熵編碼量化器 171
6.2 H.265/HEVC中的量化 173
6.2.1 量化 173
6.2.2 反量化 175
6.2.3 RDOQ 176
6.2.4 量化參數 178
6.2.5 量化矩陣 182
參考文獻 184
第7章 環路后處理 187
7.1 去方塊濾波 188
7.1.1 去方塊濾波技術 190
7.1.2 去方塊濾波的實現方法 199
7.1.3 語法語義 204
7.2 樣點自適應補償 206
7.2.1 SAO技術 207
7.2.2 SAO的實現方法 210
7.2.3 語法語義 217
參考文獻 223
第8章 熵編碼 226
8.1 熵編碼基本原理 226
8.1.1 熵 226
8.1.2 變長編碼 229
8.1.3 指數哥倫布編碼 230
8.1.4 算術編碼 232
8.2 零階指數哥倫布編碼及其應用 235
8.2.1 零階指數哥倫布編碼 235
8.2.2 H.265/HEVC中的應用 237
8.3 CABAC 240
8.3.1 CABAC的原理 240
8.3.2 H.265/HEVC中的CABAC 242
8.3.3 CABAC在H.265/HEVC中的應用 249
8.4 變換系數熵編碼 259
8.4.1 變換系數掃描 259
8.4.2 非零系數位置信息編碼 261
8.4.3 非零系數幅值信息編碼 263
參考文獻 265
第9章 網絡適配層 269
9.1 分層結構 269
9.2 圖像類型 272
9.3 網絡適配層單元 276
9.3.1 NALU載荷 277
9.3.2 NALU頭 279
9.4 視頻比特流中的NALU 282
9.4.1 介入單元 282
9.4.2 參數集 285
9.5 網絡適配層單元的應用 286
9.5.1 字節流應用 286
9.5.2 分組流應用 287
參考文獻 291
第10章 編解碼并行處理 293
10.1 視頻編解碼并行處理技術 294
10.1.1 并行處理基本概念 294
10.1.2 H.265/HEVC編解碼并行處理方式 296
10.1.3 H.265/HEVC編碼單元數據依賴關系 297
10.2 H.265/HEVC標準中并行處理新技術 298
10.2.1 Tile 299
10.2.2 波前并行處理 301
10.2.3 依賴片 303
10.3 H.265/HEVC編解碼并行策略 303
10.3.1 GOP級并行 304
10.3.2 圖像級并行 305
10.3.3 Slice級并行 306
10.3.4 Tile級并行 306
10.3.5 CTB級并行 308
參考文獻 310
第11章 率失真優化 312
11.1 率失真優化技術 313
11.1.1 率失真理論 313
11.1.2 視頻編碼中的率失真優化 322
11.2 H.265/HEVC編碼器中的率失真優化方法 327
11.2.1 視頻圖像組的率失真優化 328
11.2.2 片層的率失真優化 331
11.2.3 CTU層率失真優化 332
11.2.4 CU層率失真優化 333
11.2.5 PU層率失真優化 334
11.2.6 編碼參考模型HM中的率失真優化方法 335
參考文獻 342
第12章 速率控制 344
12.1 視頻編碼速率控制 344
12.1.1 速率控制的基本原理 344
12.1.2 緩沖機制 347
12.1.3 速率控制技術 348
12.2 H.265/HEVC速率控制 355
12.2.1 目標比特分配 356
12.2.2 量化參數確定 359
參考文獻 361
附錄A 術語及英文解釋 365
附錄B 縮寫 384 |
| 序： |
