基本信息
书名:H.265/HEVC新标准及其扩展
定价:59.00元
作者:朱秀昌,刘峰,胡栋
出版社:电子工业出版社
出版日期:2016-07-01
ISBN:9787121290381
字数:
页码:348
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
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内容提要
本书一方面简要介绍有关视频编码的基础理论和技术,在分析近20年来视频压缩国际标准进展历程的基础上,引入*新的视频编码国际标准HEVC;另一方面,分章节介绍了HEVC的主要关键技术,如四杈树结构、多方向帧内预测、并行处理等,对*新的HEVC扩展部分也作了详细的介绍和分析,在介绍每一种技术时都和上一代视频编码标准H.264/AVC作简单的比较,使读者更加容易理解。
目录
章 视频编码基础 1
1.1 数字视频信号 1
1.1.1 视频信号的采集 2
1.1.2 视频信号的数字化 3
1.1.3 视频信号的显示 6
1.1.4 数字视频的格式 7
1.1.5 高清和超高清视频 10
1.2 视频信号的统计特性 10
1.2.1 图像的自相关函数 11
1.2.2 像素差值的自相关函数 12
1.3 混合编码 13
1.3.1 预测编码 13
1.3.2 变换编码 14
1.3.3 运动估计和运动补偿 15
1.3.4 混合编码框架 18
1.4 量化和熵编码 19
1.4.1 量化 19
1.4.2 Zig-zag扫描 19
1.4.3 熵编码 20
1.5 率失真优化 20
1.5.1 图像的信源熵 20
1.5.2 率失真定理 22
1.5.3 失真率函数 25
1.5.4 有记忆信源的处理 26
1.5.5 率失真优化编码 26
1.6 图像质量的评价 29
1.6.1 主观质量评价方法 29
1.6.2 客观质量评价方法 30
1.6.3 SSIM质量评价方法 31
本章参考文献 32
第2章 视频编码的国际标准 34
2.1 H.26x标准 35
2.1.1 H.261标准 35
2.1.2 H.263标准 38
2.2 MPEG-x标准 39
2.2.1 MPEG-1标准 40
2.2.2 MPEG-2标准 40
2.2.3 MPEG-4标准 42
2.3 H.264/AVC标准 43
2.3.1 多方向帧内预测 44
2.3.2 多模式运动估计 44
2.3.3 整数变换和熵编码 45
2.3.4 差错控制 45
2.4 AVS标准 46
2.5 VC-1标准 46
2.6 HEVC标准 47
2.6.1 HEVC标准的进程 48
2.6.2 HEVC技术概要 52
本章参考文献 55
第3章 HEVC的编码结构 57
3.1 H.264/AVC的编码结构 57
3.1.1 宏块灵活划分 58
3.1.2 图像的条划分 58
3.1.3 档次和水平 59
3.2 HEVC的网络适配和编码方式 61
3.2.1 视频编码层和网络提取层 61
3.2.2 三种编码方式 63
3.3 HEVC的四叉树划分 63
3.3.1 图像的取样格式 64
3.3.2 编码树单元和编码单元划分 65
3.3.3 预测单元划分 67
3.3.4 变换单元划分 68
3.3.5 CTU划分实例 69
3.4 HEVC的条和片划分 70
3.4.1 条划分 71
3.4.2 片划分 72
3.4.3 条/片划分实例 74
3.5 HEVC的档次、水平和等级 75
3.5.1 档次 76
3.5.2 水平 77
3.5.3 等级 77
本章参考文献 79
第4章 HEVC的帧内预测 80
4.1 帧内编码 80
4.1.1 空域预测编码 80
4.1.2 佳线性预测 82
4.2 H.264/AVC的帧内预测 82
4.2.1 亮度4×4块的预测模式 83
4.2.2 亮度16×16块的预测模式 85
4.2.3 色度8×8块的预测模式 85
4.3 HEVC的帧内预测模式 86
4.3.1 帧内预测PU的划分 86
4.3.2 亮度PU的帧内预测模式 87
4.3.3 色度PU的帧内预测模式 89
4.4 HEVC的帧内预测过程 90
4.4.1 参考像素的准备 90
4.4.2 参考像素的平滑滤波 91
4.4.3 计算预测值 94
4.4.4 边界值的平滑 99
4.4.5 模式信息的编码 100
本章参考文献 101
第5章 HEVC的帧间预测 103
5.1 帧间预测编码 103
5.1.1 帧间预测方式 103
5.1.2 基于块的运动估计 105
5.1.3 运动矢量的预测 106
5.2 H.264/AVC的帧间预测 108
5.2.1 多模式宏块划分 108
5.2.2 高精度运动估计 108
5.2.3 双向预测条 110
5.3 HEVC的帧间预测 111
5.3.1 帧间预测PU的划分 111
5.3.2 子像素插值 113
5.4 HEVC的运动参数编码 116
5.4.1 运动参数的编码传送 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 帧间预测模式的选择 123
本章参考文献 124
第6章 HEVC的变换和量化 126
6.1 变换与量化 126
6.1.1 离散余弦变换和正弦变换 126
6.1.2 量化和量化失真 128
6.2 H.264/AVC的变换与量化 131
6.2.1 4×4整数DCT变换 131
6.2.2 变换系数的量化 132
6.3 HEVC残差的整数变换 135
6.3.1 残差四叉树(RQT) 135
6.3.2 整数DCT变换 136
6.3.3 4×4整数DST变换 138
6.4 HEVC变换系数的量化 139
6.4.1 量化参数和量化步长 140
6.4.2 量化和反量化计算 140
6.4.3 加权量化矩阵 142
6.5 HEVC变换块的编码表示 144
6.5.1 量化后系数的扫描 144
6.5.2 变换系数的表示 146
6.5.3 变换跳过 149
本章参考文献 149
第7章 HEVC的熵编码 151
7.1 熵编码 151
7.1.1 熵编码的要求 151
7.1.2 定长编码 153
7.1.3 变长编码 153
7.2 算术编码 155
7.2.1 一般算术编码 156
7.2.2 自适应算术编码 157
7.2.3 二进制算术编码 158
7.2.4 自适应二进制算术编码 160
7.3 HEVC的算术编码 160
7.3.1 CABAC框架 161
7.3.2 二进制化 162
7.3.3 上下文模型 165
7.3.4 常规编码模式 165
7.3.5 旁路编码模式 170
7.4 上下文建模和更新 171
7.4.1 上下文关系 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
本章参考文献 177
第8章 HEVC的环路滤波 178
8.1 环路滤波 178
8.1.1 方块效应的产生 178
8.1.2 环内滤波和环外滤波 180
8.2 H.264/AVC的去方块滤波 181
8.2.1 自适应去方块滤波 181
8.2.2 边界强度测定 182
8.2.3 去方块滤波过程 184
8.3 HVEC的环路滤波 185
8.3.1 自适应去方块滤波 186
8.3.2 样点自适应补偿 186
8.4 HEVC的去方块滤波 187
8.4.1 去方块滤波单元 187
8.4.2 边界强度的判定 188
8.4.3 滤波强度的判定 189
8.4.4 去方块滤波过程 192
8.5 HEVC的样值自适应补偿 194
8.5.1 信号失真及补偿 194
8.5.2 SAO的两种模式 195
8.5.3 带补偿(BO)模式 196
8.5.4 边缘补偿(EO)模式 197
8.5.5 SAO的模式选择和参数共享 200
本章参考文献 202
第9章 HEVC的并行处理 204
9.1 视频编码的并行处理 204
9.1.1 并行处理的主要方式 205
9.1.2 功能并行 206
9.1.3 数据并行 207
9.1.4 流水线并行 207
9.2 HEVC的并行处理工具 209
9.2.1 片并行处理 210
9.2.2 波前并行处理 211
9.3 HEVC的各级并行处理 213
9.3.1 GOP级并行处理 213
9.3.2 图像级并行处理 213
9.3.3 条、片级并行处理 215
9.3.4 块级并行处理 215
9.3.5 指令级并行处理 216
9.4 去方块滤波的并行处理 217
本章参考文献 219
0章 HEVC的高层语法 221
10.1 HEVC语法特点 221
10.1.1 新增语法结构和元素 222
10.1.2 基本语法表示 224
10.2 H.264/AVC语法提要 226
10.2.1 码流的分层结构 226
10.2.2 NAL单元语法 226
10.2.3 Slice语法 228
10.2.4 参数集 229
10.3 HEVC的NAL单元 230
10.3.1 字节流格式 231
10.3.2 一般NAL单元语法 232
10.3.3 NAL单元头语法 233
10.4 HEVC的接入图像 236
10.4.1 帧内接入图像 236
10.4.2 前置图像 238
10.4.3 后置图像 239
10.5 HEVC的参数集 241
10.5.1 三类参数集 241
10.5.2 视频参数集(VPS) 243
10.5.3 序列参数集(SPS) 245
10.5.4 图像参数集(PPS) 245
10.6 HEVC的参考图像集 246
10.6.1 参考图像集 246
10.6.2 参考图像列表 249
10.7 HEVC的SEI和VUI 250
10.7.1 补充增强信息(SEI) 250
10.7.2 视频可用信息(VUI) 251
本章参考文献 253
1章 HEVC的多层和可分级编码扩展 255
11.1 HEVC编码扩展的进程 256
11.2 HEVC统一的多层编码 257
11.2.1 多层编码的结构 258
11.2.2 多层编码的工具 259
11.3 HEVC的多层扩展 260
11.3.1 层和子层 260
11.3.2 接入单元 260
11.3.3 视频参数集扩展 260
11.4 可分级视频编码 261
11.4.1 常用可分级编码方法 262
11.4.2 H.264/AVC的可分级编码 265
11.5 HEVC的可分级扩展 268
11.5.1 SHVC的编码框架和性能 268
11.5.2 上采样滤波器 270
15.5.3 层间纹理预测 271
11.5.4 层间运动预测 272
11.5.5 SHVC编码一例 273
本章参考文献 273
2章 HEVC的多视点和3D编码扩展 276
12.1 立体视频编码 276
12.1.1 立体视频和多视点视频 277
12.1.2 立体视频的采集和显示 278
12.1.3 多视点视频编码 280
12.1.4 H.264/AVC的多视点编码 282
12.2 HEVC的多视点扩展 284
12.2.1 MV-HEVC编码系统 285
12.2.2 多视点编码工具 287
12.2.3 虚拟视点的合成 290
12.3 HEVC的3D扩展 292
12.3.1 立体图像的深度图 293
12.3.2 深度图的编码 294
12.3.3 深度图的编码工具 295
本章参考文献 298
3章 HEVC的实现 300
13.1 HEVC的参考软件HM 300
13.2 HEVC的复杂度 304
13.2.1 功能单元的复杂度 304
13.2.2 HM的编码复杂度 309
13.2.3 HM的解码复杂度 311
13.2.4 和H.264/AVC比较 313
13.3 HEVC编码器的实现考虑 313
13.3.1 软件实现考虑 313
13.3.2 硬件实现考虑 314
13.4 HEVC的解码实验 315
13.4.1 HEVC的测试序列 315
13.4.2 基于ARM的解码 317
13.4.3 基于X86的解码 318
13.4.4 解码性能分析 319
13.5 HEVC的编解码器简例 319
13.5.1 基于DSP的HEVC解码器 320
13.5.2 HEVC解码器芯片 321
13.5.3 HEVC编码器芯片 322
13.5.4 HEVC编码系统 323
本章参考文献 324
缩略语(Abbreviations) 326
作者介绍
朱秀昌,南京邮电大学通信与信息工程学院教授,博士生导师,中国通信学会、电子学会、图像图形学会高级会员,电子学会广播电视分会理事,“中国多媒体通信”杂志编委,江苏省“图像通信与图像处理重点实验室”主任。
n1982年、1987年分别获南京邮电学院“广播电视”和“通信与电子系统”学士和硕士学位,长期从事图像通信和图像处理方面的科研和教学工作。主讲本科“通信系统原理”、“图像通信”课程,研究生“数字图像处理”和“模式识别”等学位课。曾参与、主持并完成了的8M彩色会议电视系统、H.261会议电视系统、极低速率视频编码、基于PSTN的远程视频监控、视频超分辨率重建、基于Fussy Set 的视频误码掩盖、智能视频分析等国家、省部科研项目。先后编著出版了“数字图像通信”、“会议电视技术及应用”、“数字图像处理和图像通信”、“多媒体通讯网络技术及应用”、“图像通信应用系统”、“数字图像处理教程”等教材或著作,发表专业技术论文60余篇。
n1993年获国家特殊津贴,1995年获全国教师奖,曾先后获原邮电部科技进步1等奖和国家科技进步3等奖。曾获南邮“图像通信教学与实验”教学成果一等奖,“图像通信技术与应用”教材一等奖,江苏省“电子信息工程主干课程教学改革与实践”教学成果二等奖。
n文摘
序言
作为一名沉浸在视频编解码领域多年的从业者,我一直在寻找一本能够系统性地梳理H.265/HEVC技术体系,并对其未来发展趋势进行前瞻性解读的权威著作。【XH】 H.265/HEVC新标准及其扩展这个书名,无疑触动了我心中最核心的阅读需求。它不仅仅指向了H.265/HEVC这一当前主流的高效视频编码标准,更强调了“新标准及其扩展”这个概念,这让我预感这本书将不仅仅是标准文档的复述,而是蕴含了深刻的洞察力和前瞻性的分析。我期望书中能够详细阐述H.265/HEVC的核心技术,例如更精细的帧内预测模式、更灵活的变换块划分、以及能够有效抑制编码失真的环路滤波技术等,并能辅以大量实例和图示,帮助我更直观地理解其工作原理。更让我期待的是,书中对于“扩展”部分的解读。这是否意味着它会深入探讨H.265/HEVC在面向未来更高分辨率、更广色域、更高帧率视频格式(如HDR、8K)方面所做的技术革新?又或者,它会触及到H.265/HEVC在特定应用场景下的变种和优化,例如在低功耗设备、实时通信场景下的效率提升方案?我渴望通过这本书,能够构建起一个完整且具有前瞻性的H.265/HEVC知识框架,为我未来的技术研究和产品开发提供坚实的基础和灵感。
评分《【XH】 H.265/HEVC新标准及其扩展》这个书名,瞬间就勾起了我对视频编码技术最新进展的好奇心。H.265/HEVC,这几个字母代表着当今视频压缩领域最为重要的标准之一,它的出现极大地提高了视频编码的效率,为高清、超高清视频的普及提供了强大的技术支撑。而“新标准及其扩展”这几个字,则更是让人遐想联翩。我希望这本书能不仅仅是枯燥的技术规范解读,而是能够以一种更易于理解的方式,向我展示H.265/HEVC的核心优势和技术细节。比如,它是否会详细介绍H.265/HEVC在编码效率上相比H.264的提升是如何实现的?是通过更复杂的预测算法,还是更优化的熵编码方式?我特别关注的是,“扩展”部分究竟包含了哪些内容。这是否意味着书中会探讨H.265/HEVC在支持更高分辨率、更广色域、更高帧率等方面的技术演进?又或者是,它会涉及H.265/HEVC在实际应用中的各种编码工具和参数设置,以及在不同场景下的优化策略,例如针对直播、点播、低功耗设备等不同需求的编码方案?我期待这本书能够提供一些实用的案例分析,让我能够更好地理解H.265/HEVC在实际部署中的应用和挑战。总而言之,这本书在我眼中,是一扇通往下一代视频编码技术奥秘的窗口。
评分这部【XH】 H.265/HEVC新标准及其扩展,光看书名就足以让人对接下来的内容充满期待。H.265/HEVC,这几个字母代表着视频编码技术的飞跃,尤其是在如今高清、4K、8K视频爆炸式增长的时代,它所带来的效率提升和画质优化,几乎是必然的选择。而“新标准及其扩展”这几个字,则预示着这本书不仅仅是简单地罗列新标准的特性,更可能深入剖析其背后的技术原理,以及为了应对未来各种复杂应用场景而引入的各种扩展功能。我脑海中立刻浮现出关于码率控制、帧间预测、变换编码、环路滤波等一系列技术名词,这本书或许会为我一一揭开它们神秘的面纱。我特别关注的是,它是否会从宏观层面讲解H.265/HEVC相比前代标准H.264/AVC在编码效率上的具体提升数据和应用场景,以及针对不同设备和网络环境下的优化策略。再者,对于“扩展”部分,我充满好奇。这是否意味着会涉及到HDR、VVC(H.266)的早期概念,或是针对特定领域的应用,比如广播、流媒体、安防监控等?总之,这本书在我心中已经构建了一个庞大而精密的知识体系的轮廓,我迫不及待地想知道它将如何将这些技术细节以清晰易懂的方式呈现出来。
评分这部【XH】 H.265/HEVC新标准及其扩展,光听名字就让人感受到一股浓厚的技术力量。H.265/HEVC,这两个词在我的脑海里立刻联想到的是更小的文件体积、更清晰的画面表现,以及在有限带宽下传输更高质量视频的可能性。尤其是在当下,随着4K、8K视频的普及,以及VR/AR等新兴技术的兴起,对视频编码效率的需求更是达到了前所未有的高度。这本书的“新标准及其扩展”这个副标题,则更像是为我打开了一扇探索未知领域的大门。我好奇的是,它会如何深入浅出地讲解H.265/HEVC相比于H.264在技术上的核心突破,例如它在语法元素、编码工具、以及编码流程上的创新之处。是会像一本教科书一样,严谨地阐述每一个技术细节,还是会像一本技术报告一样,着重分析其在实际应用中的优势和挑战?我特别关注它是否会讨论一些更为前沿的内容,比如H.265/HEVC在AI领域的应用,或者与AV1等其他新兴编码标准之间的比较。又或者,它是否会提供一些实用的编码参数设置指南,帮助我优化视频编码的性能?总而言之,这本书在我看来,不仅仅是一本关于技术标准的介绍,更是一次深入理解视频编码技术演进脉络和未来发展方向的旅程。
评分拿到《【XH】 H.265/HEVC新标准及其扩展》这本书,我首先联想到的是它背后所代表的技术飞跃。H.265/HEVC,作为新一代的视频编码标准,相较于其前代H.264,在编码效率上实现了质的飞跃,这意味着在同等画质下,文件体积可以大幅减小,或者在同等文件体积下,画质可以得到显著提升。这对于我们这些长期与视频文件打交道的人来说,无疑是福音。而“新标准及其扩展”这个副标题,则暗示着这本书的内容将不止于对H.265/HEVC基础标准的介绍,更可能深入探讨其在不同场景下的应用和优化,甚至是未来可能的发展方向。我非常期待书中能够详细解析H.265/HEVC与H.264在技术上的核心差异,例如它所引入的更灵活的编码单元(CU)、预测单元(PU)、变换单元(TU)划分方式,以及更精细的帧内预测模式、帧间预测模式等,并通过具体的图示和表格来辅助理解。此外,对于“扩展”部分,我猜测这本书会涵盖一些高级特性,比如HDR(高动态范围)视频的支持、VVC(H.266)标准的前瞻性介绍,或者是H.265/HEVC在特定领域的应用案例分析,例如在影视制作、网络直播、视频监控等方面的部署和优化策略。总而言之,这本书在我心中已经成为了一本集技术深度、应用广度和前瞻性于一体的宝贵参考资料。
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