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H.265/HEVC——視頻編碼新標準及其擴展 ( 簡體 字) |
| 作者：朱秀昌,劉峰,胡棟 | 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： 44393
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
NT售價： 295 元 |
| 出版日：7/1/2016 |
| 頁數：348 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121290381 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：伴隨著大數據的洪流和無處、無時不在的移動通信發展，以及互聯網、物聯網的全面覆蓋，一個以大數據、大流通為特征的信息時代已經開啟。由于視頻信息具有真實、具體、生動、全面、信息量大等特點，人們對各種視頻信息的需求與日俱增，使得大數據中海量視頻信息的占比已過半，因此，保證海量視頻信息的高效、優質、標準化的壓縮日顯重要。
目前視頻壓縮編碼技術面臨著三方面的壓力：一是由于視頻分辨率迅速提高而引起的數據量激增，如第一代視頻編碼標準面對的基本上是352×288的CIF視頻，第二代視頻編碼標準面對的主要是768×576的SDTV視頻，如今第三代視頻編碼標準面對最低的也是1920×1080的HDTV視頻，需壓縮視頻的數據量大約是以每代4倍的速度向上翻，而視頻編碼效率，每代大致翻一番，這里還未考慮超高清視頻、3D視頻、多視點視頻等數據量更大的情況。二是由于視頻應用的迅速普及而引起的視頻信息需求激增，現在各行各業都需要視頻信息，幾乎每個人都需要視頻信息，移動視頻還帶來每時每刻和無處不在的視頻需求，這些需求使得視頻采集、傳輸、存儲的數量不斷增長。三是視頻壓縮標準化帶來的壓力，各方面的視頻信息需要相互交流，需要有標準化的格式來保證各種類型的視頻信息的暢通，這就要求制定統一的國際標準，并隨著技術的發展而不斷修訂、擴展和換代。
盡管半導體芯片的密度不斷提高，網絡帶寬也不斷增加，可以減輕一部分對視頻編碼的壓力，但是遠遠消解不了上述三方面給視頻編碼帶來的壓力。雖然目前已有一系列的國際視頻編碼標準，但其效率仍然遠不能滿足當前視頻信息的應用需求。誠然，這些都是都是標準制定者面臨的巨大壓力，同時，這也理所當然地成為從事視頻編碼的工程技術人員不斷研究新技術、制定新標準的強大驅動力。
為達到對視頻數據的高效、標準化壓縮的目的，從20世紀80年代末以來，國際電聯（ITU）和國際標準化組織（ISO）先是分別，后是聯手矢志不渝地進行視頻編碼國際標準的制定工作。迄今為止，已歷經三代。第一代以ITU-T的H.261、H.263建議和ISO/IEC的MPEG-1、MPEG-2標準為代表；第二代則是以兩大組織聯合制定的H.264/ MPEG-4 AVC標準為代表；第三代也是以兩大組織聯合制定的并正在擴展中的HEVC標準為代表。
HEVC即“高效視頻編碼”是該標準的俗稱或統稱，在ITU-T稱其為H.265建議，在ISO/IEC稱其為23008-2標準。雖然名稱各異，但其中的內容是一樣的，現已更新為包括擴展部分的第3版。本書主要介紹新一代視頻編碼國際標準HEVC及其擴展中的主要壓縮編碼原理、高效編碼工具、高層語法語義和主要技術規范。本書的要點和特點如下。
扼要介紹了和國際標準相關的視頻編碼原理，梳理了近30年來一系列視頻編碼的國際標準，簡述了這些標準體系及發展歷程演進。著重分析了HEVC第1版的關鍵編碼工具，包括編碼結構、幀內預測、幀間預測、變換和量化、熵編碼、環路濾波、高層語法、并行處理等。在HEVC實現方面也給出了簡單的說明和幾個實例。針對HEVC第2版的擴展，介紹了在統一的多層編碼概念、可分級視頻編碼、多視點和3D視頻編碼方面的核心編碼技術的要點。HEVC在總體上繼承了H.264/AVC，但在各個方面都有新發展，使得總編碼效率提高了一倍，在適當的章節與H.264/AVC標準進行了簡單的對比，有助于加深對HEVC的理解。
本書以從事計算機技術、通信技術以及電視技術的工程技術人員、大專院校有關專業的高年級學生、研究生或教師為主要閱讀對象。全書的內容可以劃分為四個部分。
第一部分（第1章和第2章）。第1章介紹和視頻編碼有關的基本概念和相關技術，如視頻的數字化，數字視頻信號的統計特性，混合編碼的框架和主要方法，圖像質量的評價等。在此基礎上，第2章介紹了ISO和ITU-T兩大國際標準化組織的H.261/263和MPEG-1/2第一代標準、H.264/MPEG-4 AVC第二代標準，以及當前HEVC第三代視頻編碼國際標準的總體概況和標準化進程。
第二部分（第3∼10章）。主要介紹了HEVC第1版（2013年3月）中重要編碼工具的技術原理和技術要求。包括：第3章的視頻編碼結構，重點是四叉樹圖像的劃分技術；第4章的幀內預測編碼，重點是高達35種方向的幀內預測技術；第5章的幀間預測編碼，重點是運動信息的高效Merge模式的生成技術；第6章的變換和量化，重點是多尺寸DCT、小尺寸DST和改進的量化、伸縮方式；第7章的熵編碼，重點是高效的基于上下文的二進算術編碼，尤其是它的常規模式、旁路模式和上下文模型更新技術；第8章的環路濾波，重點是簡潔高效的去方塊濾波和新增的樣點自適應補償技術；第9章的并行處理，重點是新增的基于片和基于波前并行處理技術；第10章的高層語法，重點是改進的NAL單元表示、新增的圖像類型和參數集技術。
第三部分（第11章和第12章）。這兩章是有關HEVC第2版（2014年10月）和第3版（2015年4月）中新編碼擴展部分內容。其中第11章主要介紹了有關統一的多層編碼概念和可分級視頻編碼的關鍵技術。第12章主要介紹了有關多視點視頻編碼和3D視頻編碼的關鍵技術。
第四部分（第13章）。簡單介紹HEVC的參考軟件（HM），編碼復雜度比較，軟硬件實現的設計考慮，給出了幾個HEVC編解碼實現的簡例。
在本書的編寫過程中，得到我們研究團隊的多位教師和研究生的幫助和參與，引用了他人的研究報告、著作和論文，具體出處在書后的參考文獻中一一列出。在此，對有助于本書編寫的師生和參考文獻的作者一并表示深切的謝意。對在本書選題、確定內容和編輯整理過程中付出辛勤勞動的董亞峰編輯表示由衷的感謝。
由于當今視頻編碼技術的飛速發展，同時受限于作者的學術水平，加上編寫時間倉促，書中的錯誤和不足之處在所難免，真誠地歡迎廣大讀者予以批評指正。
作 者
2015年10月于南京 |
內容簡介：本書一方面簡要介紹有關視頻編碼的基礎理論和技術，在分析近20年來視頻壓縮國際標準進展歷程的基礎上，引入最新的視頻編碼國際標準HEVC；另一方面，分章節介紹了HEVC的主要關鍵技術，如四杈樹結構、多方向幀內預測、并行處理等，對最新的HEVC擴展部分也作了詳細的介紹和分析，在介紹每一種技術時都和上一代視頻編碼標準H.264/AVC作簡單的比較，使讀者更加容易理解。 |
目錄：第1章 視頻編碼基礎 1
1.1 數字視頻信號 1
1.1.1 視頻信號的采集 2
1.1.2 視頻信號的數字化 3
1.1.3 視頻信號的顯示 6
1.1.4 數字視頻的格式 7
1.1.5 高清和超高清視頻 10
1.2 視頻信號的統計特性 10
1.2.1 圖像的自相關函數 11
1.2.2 像素差值的自相關函數 12
1.3 混合編碼 13
1.3.1 預測編碼 13
1.3.2 變換編碼 14
1.3.3 運動估計和運動補償 15
1.3.4 混合編碼框架 18
1.4 量化和熵編碼 19
1.4.1 量化 19
1.4.2 Zig-zag掃描 19
1.4.3 熵編碼 20
1.5 率失真優化 20
1.5.1 圖像的信源熵 20
1.5.2 率失真定理 22
1.5.3 失真率函數 25
1.5.4 有記憶信源的處理 26
1.5.5 率失真優化編碼 26
1.6 圖像質量的評價 29
1.6.1 主觀質量評價方法 29
1.6.2 客觀質量評價方法 30
1.6.3 SSIM質量評價方法 31
本章參考文獻 32
第2章 視頻編碼的國際標準 34
2.1 H.26x標準 35
2.1.1 H.261標準 35
2.1.2 H.263標準 38
2.2 MPEG-x標準 39
2.2.1 MPEG-1標準 40
2.2.2 MPEG-2標準 40
2.2.3 MPEG-4標準 42
2.3 H.264/AVC標準 43
2.3.1 多方向幀內預測 44
2.3.2 多模式運動估計 44
2.3.3 整數變換和熵編碼 45
2.3.4 差錯控制 45
2.4 AVS標準 46
2.5 VC-1標準 46
2.6 HEVC標準 47
2.6.1 HEVC標準的進程 48
2.6.2 HEVC技術概要 52
本章參考文獻 55
第3章 HEVC的編碼結構 57
3.1 H.264/AVC的編碼結構 57
3.1.1 宏塊靈活劃分 58
3.1.2 圖像的條劃分 58
3.1.3 檔次和水平 59
3.2 HEVC的網絡適配和編碼方式 61
3.2.1 視頻編碼層和網絡提取層 61
3.2.2 三種編碼方式 63
3.3 HEVC的四叉樹劃分 63
3.3.1 圖像的取樣格式 64
3.3.2 編碼樹單元和編碼單元劃分 65
3.3.3 預測單元劃分 67
3.3.4 變換單元劃分 68
3.3.5 CTU劃分實例 69
3.4 HEVC的條和片劃分 70
3.4.1 條劃分 71
3.4.2 片劃分 72
3.4.3 條/片劃分實例 74
3.5 HEVC的檔次、水平和等級 75
3.5.1 檔次 76
3.5.2 水平 77
3.5.3 等級 77
本章參考文獻 79
第4章 HEVC的幀內預測 80
4.1 幀內編碼 80
4.1.1 空域預測編碼 80
4.1.2 最佳線性預測 82
4.2 H.264/AVC的幀內預測 82
4.2.1 亮度4×4塊的預測模式 83
4.2.2 亮度16×16塊的預測模式 85
4.2.3 色度8×8塊的預測模式 85
4.3 HEVC的幀內預測模式 86
4.3.1 幀內預測PU的劃分 86
4.3.2 亮度PU的幀內預測模式 87
4.3.3 色度PU的幀內預測模式 89
4.4 HEVC的幀內預測過程 90
4.4.1 參考像素的準備 90
4.4.2 參考像素的平滑濾波 91
4.4.3 計算預測值 94
4.4.4 邊界值的平滑 99
4.4.5 模式信息的編碼 100
本章參考文獻 101
第5章 HEVC的幀間預測 103
5.1 幀間預測編碼 103
5.1.1 幀間預測方式 103
5.1.2 基于塊的運動估計 105
5.1.3 運動矢量的預測 106
5.2 H.264/AVC的幀間預測 108
5.2.1 多模式宏塊劃分 108
5.2.2 高精度運動估計 108
5.2.3 雙向預測條 110
5.3 HEVC的幀間預測 111
5.3.1 幀間預測PU的劃分 111
5.3.2 子像素插值 113
5.4 HEVC的運動參數編碼 116
5.4.1 運動參數的編碼傳送 116
5.4.2 Merge模式 117
5.4.3 Skip模式 122
5.4.4 Inter模式 122
5.4.5 幀間預測模式的選擇 123
本章參考文獻 124
第6章 HEVC的變換和量化 126
6.1 變換與量化 126
6.1.1 離散余弦變換和正弦變換 126
6.1.2 量化和量化失真 128
6.2 H.264/AVC的變換與量化 131
6.2.1 4×4整數DCT變換 131
6.2.2 變換系數的量化 132
6.3 HEVC殘差的整數變換 135
6.3.1 殘差四叉樹（RQT） 135
6.3.2 整數DCT變換 136
6.3.3 4×4整數DST變換 138
6.4 HEVC變換系數的量化 139
6.4.1 量化參數和量化步長 140
6.4.2 量化和反量化計算 140
6.4.3 加權量化矩陣 142
6.5 HEVC變換塊的編碼表示 144
6.5.1 量化后系數的掃描 144
6.5.2 變換系數的表示 146
6.5.3 變換跳過 149
本章參考文獻 149
第7章 HEVC的熵編碼 151
7.1 熵編碼 151
7.1.1 熵編碼的要求 151
7.1.2 定長編碼 153
7.1.3 變長編碼 153
7.2 算術編碼 155
7.2.1 一般算術編碼 156
7.2.2 自適應算術編碼 157
7.2.3 二進制算術編碼 158
7.2.4 自適應二進制算術編碼 160
7.3 HEVC的算術編碼 160
7.3.1 CABAC框架 161
7.3.2 二進制化 162
7.3.3 上下文模型 165
7.3.4 常規編碼模式 165
7.3.5 旁路編碼模式 170
7.4 上下文建模和更新 171
7.4.1 上下文關系 171
7.4.2 上下文模型的初始化 171
7.4.3 上下文模型的更新 175
本章參考文獻 177
第8章 HEVC的環路濾波 178
8.1 環路濾波 178
8.1.1 方塊效應的產生 178
8.1.2 環內濾波和環外濾波 180
8.2 H.264/AVC的去方塊濾波 181
8.2.1 自適應去方塊濾波 181
8.2.2 邊界強度測定 182
8.2.3 去方塊濾波過程 184
8.3 HVEC的環路濾波 185
8.3.1 自適應去方塊濾波 186
8.3.2 樣點自適應補償 186
8.4 HEVC的去方塊濾波 187
8.4.1 去方塊濾波單元 187
8.4.2 邊界強度的判定 188
8.4.3 濾波強度的判定 189
8.4.4 去方塊濾波過程 192
8.5 HEVC的樣值自適應補償 194
8.5.1 信號失真及補償 194
8.5.2 SAO的兩種模式 195
8.5.3 帶補償（BO）模式 196
8.5.4 邊緣補償（EO）模式 197
8.5.5 SAO的模式選擇和參數共享 200
本章參考文獻 202
第9章 HEVC的并行處理 204
9.1 視頻編碼的并行處理 204
9.1.1 并行處理的主要方式 205
9.1.2 功能并行 206
9.1.3 數據并行 207
9.1.4 流水線并行 207
9.2 HEVC的并行處理工具 209
9.2.1 片并行處理 210
9.2.2 波前并行處理 211
9.3 HEVC的各級并行處理 213
9.3.1 GOP級并行處理 213
9.3.2 圖像級并行處理 213
9.3.3 條、片級并行處理 215
9.3.4 塊級并行處理 215
9.3.5 指令級并行處理 216
9.4 去方塊濾波的并行處理 217
本章參考文獻 219
第10章 HEVC的高層語法 221
10.1 HEVC語法特點 221
10.1.1 新增語法結構和元素 222
10.1.2 基本語法表示 224
10.2 H.264/AVC語法提要 226
10.2.1 碼流的分層結構 226
10.2.2 NAL單元語法 226
10.2.3 Slice語法 228
10.2.4 參數集 229
10.3 HEVC的NAL單元 230
10.3.1 字節流格式 231
10.3.2 一般NAL單元語法 232
10.3.3 NAL單元頭語法 233
10.4 HEVC的接入圖像 236
10.4.1 幀內隨機接入圖像 236
10.4.2 前置圖像 238
10.4.3 后置圖像 239
10.5 HEVC的參數集 241
10.5.1 三類參數集 241
10.5.2 視頻參數集（VPS） 243
10.5.3 序列參數集（SPS） 245
10.5.4 圖像參數集（PPS） 245
10.6 HEVC的參考圖像集 246
10.6.1 參考圖像集 246
10.6.2 參考圖像列表 249
10.7 HEVC的SEI和VUI 250
10.7.1 補充增強信息（SEI） 250
10.7.2 視頻可用信息（VUI） 251
本章參考文獻 253
第11章 HEVC的多層和可分級編碼擴展 255
11.1 HEVC編碼擴展的進程 256
11.2 HEVC統一的多層編碼 257
11.2.1 多層編碼的結構 258
11.2.2 多層編碼的工具 259
11.3 HEVC的多層擴展 260
11.3.1 層和子層 260
11.3.2 接入單元 260
11.3.3 視頻參數集擴展 260
11.4 可分級視頻編碼 261
11.4.1 常用可分級編碼方法 262
11.4.2 H.264/AVC的可分級編碼 265
11.5 HEVC的可分級擴展 268
11.5.1 SHVC的編碼框架和性能 268
11.5.2 上采樣濾波器 270
15.5.3 層間紋理預測 271
11.5.4 層間運動預測 272
11.5.5 SHVC編碼一例 273
本章參考文獻 273
第12章 HEVC的多視點和3D編碼擴展 276
12.1 立體視頻編碼 276
12.1.1 立體視頻和多視點視頻 277
12.1.2 立體視頻的采集和顯示 278
12.1.3 多視點視頻編碼 280
12.1.4 H.264/AVC的多視點編碼 282
12.2 HEVC的多視點擴展 284
12.2.1 MV-HEVC編碼系統 285
12.2.2 多視點編碼工具 287
12.2.3 虛擬視點的合成 290
12.3 HEVC的3D擴展 292
12.3.1 立體圖像的深度圖 293
12.3.2 深度圖的編碼 294
12.3.3 深度圖的編碼工具 295
本章參考文獻 298
第13章 HEVC的實現 300
13.1 HEVC的參考軟件HM 300
13.2 HEVC的復雜度 304
13.2.1 功能單元的復雜度 304
13.2.2 HM的編碼復雜度 309
13.2.3 HM的解碼復雜度 311
13.2.4 和H.264/AVC比較 313
13.3 HEVC編碼器的實現考慮 313
13.3.1 軟件實現考慮 313
13.3.2 硬件實現考慮 314
13.4 HEVC的解碼實驗 315
13.4.1 HEVC的測試序列 315
13.4.2 基于ARM的解碼 317
13.4.3 基于X86的解碼 318
13.4.4 解碼性能分析 319
13.5 HEVC的編解碼器簡例 319
13.5.1 基于DSP的HEVC解碼器 320
13.5.2 HEVC解碼器芯片 321
13.5.3 HEVC編碼器芯片 322
13.5.4 HEVC編碼系統 323
本章參考文獻 324
縮略語（Abbreviations） 326 |
| 序： |
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