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视频编码全角度详解 AVS China、H.264/MPEG-4 PART10、HEVC、VP6、DIRAC、VC-1PDF格式电子书版下载

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第1章 引言1

1.1 流行的视频和音频标准1

1.2 视频的数字表示12

1.3 视频编解码的基本结构14

1.4 视频编译码性能比较的衡量标准16

1.5 音频的数字表示23

1.6 感知音频编码的基本结构24

1.7 音频编译码的性能比较测度26

1.8 总结30

第2章 视频编码标准和视频格式31

2.1 前言31

2.2 复杂度的降低33

2.3 视频编码标准33

2.4 MPEG和H.2 6x34

2.4.1 H.1 2034

2.4.2 H.2 6134

2.4.3 MPEG-135

2.4.4 H.2 62/MPEG-235

2.4.5 H.2 63,H.2 63＋和H.2 63＋＋35

2.4.6 MPEG-436

2.4.7 H.2 64/MPEG-4第10部分／AVC36

2.4.8 H.2 65/HEVC37

2.5 视频格式和质量37

2.5.1 帧与场38

2.5.2 颜色空间38

2.5.3 视频格式40

2.5.4 质量41

2.6 总结42

第3章 AVS China43

3.1 AVS China43

3.2 AVS China档次和级别45

3.2.1 AVS-video的基准档次46

3.2.2 AVS-video基本档次46

3.2.3 AVS-video伸展档次46

3.2.4 AVS-video加强档次46

3.3 AVS使用的数据格式47

3.3.1 AVS视频分层结构47

3.4 AVS视频编码器49

3.4.1 编码过程概述50

3.4.2 AVS视频编码器用到的编码工具50

3.5 AVS视频解码器57

3.6 AVS视频比特流57

3.6.1 起始码57

3.6.2 起始码值58

3.6.3 帧编码类型59

3.7 AVS视频流的NAL单元59

3.7.1 AVS视频流NAL单元的映射59

3.7.2 NAL单元首部描述60

3.8 AVS-M简介（AVS第7部分）61

3.8.1 AVS-M的数据结构62

3.8.2 AVS-M的体现65

3.8.3 基本档次的多个级别66

3.9 块模式预测模式67

3.9.1 帧内预测67

3.9.2 帧间预测69

3.9.3 跳跃模式预测70

3.9.4 率失真优化71

3.10 变换、量化和熵编码71

3.10.1 变换71

3.10.2 量化71

3.10.3 熵编码72

3.10.4 简化的去块效应滤波器72

3.11 AVS第1部分：系统74

3.11.1 程序流75

3.11.2 运输流78

3.12 IEEE AVS80

3.12.1 应用81

3.12.2 档次和级别81

3.12.3 设计特征概述81

3.13 总结81

3.14 专题研究82

第4章 H.2 64/MPEG-4先进视频编码83

4.1 概述83

4.2 H.2 64的档次和级别84

4.2.1 H.2 64的档次84

4.2.2 H.2 64的级别88

4.3 H.2 64编码器88

4.4 帧内预测89

4.5 帧间预测91

4.6 P分片中宏块的帧间预测91

4.7 亚像素运动矢量92

4.8 变换与量化94

4.9 环路去块效应滤波器95

4.9.1 滤波器强度96

4.10 B分片与自适应加权预测97

4.11 熵编码98

4.12 H.2 64解码器100

4.13 H.2 64的一些应用100

4.14 总结101

4.15 专题研究102

第5章 高效视频编码（HEVC）105

5.1 引言105

5.2 视频编码联合协作团队105

5.3 HEVC测试模型中编码工具的分析，HM 1.0：帧内预测111

5.4 HEVC编码器112

5.4.1 帧内预测114

5.4.2 变换系数扫描117

5.4.3 亮度与色度的分数像素内插118

5.4.4 HM1与HEVC草案9编码工具的比较119

5.5 扩展到HEVC119

5.6 档次和级别121

5.7 HEVC编码器的性能和计算复杂度122

5.8 HEVC的系统层面集成122

5.9 HEVC的无损编码与改进123

5.10 总结124

5.11 专题研究125

第6章 VP6视频编码标准136

6.1 前言136

6.2 与以前的Flash编译码系统MX相比136

6.3 VP6算法基础141

6.4 VP6的编码档次143

6.5 帧类型143

6.5.1 黄金帧144

6.6 宏块模式145

6.6.1 I帧的宏块模式（帧内模式）145

6.6.2 P帧的宏块模式（帧间模式与帧内模式）145

6.7 最近邻块和近邻块146

6.8 运动矢量147

6.8.1 编码147

6.8.2 预测环路滤波148

6.9 分数像素运动补偿的滤波148

6.9.1 双线性滤波148

6.9.2 双三次滤波149

6.10 对于无约束运动矢量的支持153

6.11 预测环路滤波154

6.12 DCT，扫描顺序和系数牌集合155

6.12.1 扫描顺序155

6.12.2 DCT编码与系数牌集合157

6.13 量化161

6.14 熵编码162

6.14.1 上下文信息的利用163

6.14.2 霍夫曼编码器163

6.14.3 BoolCoder163

6.15 VP6编码概述164

6.16 VP6的编码性能164

6.17 VP6黄金帧165

6.18 背景／前景分割166

6.19 上下文预测的熵编码167

6.20 比特流分割167

6.21 双模式算术与变长编码168

6.22 自适应亚像素运动估计168

6.23 VP6-E和VP6-S编码器档次168

6.24 设备端口与硬件实现169

6.25 总结170

6.26 专题研究171

第7章 Dirac视频编译码器与H.2 64/MPEG-4第10部分的性能分析和对比172

7.1 前言172

7.2 Dirac的体系结构173

7.2.1 Dirac编码器173

7.2.2 Dirac解码器174

7.3 Dirac中的编码和解码阶段174

7.3.1 小波变换174

7.3.2 缩放和量化176

7.3.3 熵编码177

7.3.4 运动估计177

7.3.5 运动补偿179

7.3.6 解码器180

7.4 实现180

7.4.1 编码结构概述181

7.4.2 编码的简明性和相对速度181

7.5 结果182

7.5.1 压缩比测试182

7.5.2 SSIM测试184

7.5.3 PSNR测试185

7.6 结论188

7.7 未来的研究189

7.8 总结189

7.9 专题研究189

第8章 VC-1视频编码191

8.1 VC-1的结构191

8.2 整数变换编码192

8.2.1 逆变换192

8.2.2 前向变换193

8.3 运动估计／补偿195

8.3.1 环路滤波器196

8.3.2 复杂度197

8.3.3 档次和级别197

8.4 简单档次200

8.4.1 比特流结构200

8.4.2 基本档次的帧内压缩201

8.4.3 块大小可变的变换规定202

8.4.4 重叠变换204

8.4.5 每个宏块的4个运动矢量206

8.4.6 Y分量的1/4像素运动补偿207

8.5 主档次211

8.5.1 CbCr的1/4像素运动补偿211

8.5.2 起始码211

8.5.3 扩展的运动矢量212

8.5.4 环路滤波器213

8.5.5 动态分辨率的改变215

8.5.6 B帧215

8.5.7 自适应宏块量化216

8.5.8 亮度补偿218

8.5.9 范围调节219

8.6 高级档次220

8.6.1 比特流结构220

8.6.2 隔行扫描220

8.6.3 序列级的用户数据222

8.6.4 入口点层223

8.6.5 显示元数据223

8.7 H.2 64到VC-1的转码224

8.7.1 帧内编码宏块模式映射225

8.7.2 帧间编码宏块模式映射方案226

8.7.3 运动矢量映射227

8.7.4 参考帧227

8.7.5 跳过宏块227

8.8 VC-1的传输227

8.8.1 传输流中VC-1的数据封装229

8.8.2 程序流中的VC-1数据封装230

8.9 VC-2视频压缩231

8.9.1 前言232

8.9.2 范围233

8.10 总结233

8.11 专题研究233

附录A 关于Dirac、H.2 64和H.2 65图像质量的调查研究235

A.1 前言235

A.2 H.2 65235

A.3 使用SSIM和FSIM的图像质量评价236

A.4 结果241

A.4.1 使用QCIF序列Foreman的结果241

A.4.2 使用CIF序列Foreman的结果245

A.4.3 使用QCIF序列Container的结果245

A.4.4 使用CIF序列Container的结果252

A.5 结论256

A.6 专题研究257

附录B AVSNR软件的PSNR平均值258

参考文献258

附录C 通用图像质量指标与SSIM的比较259

C.1 前言259

C.1.1 MSE：259

C.1.2 为什么用MSE？［Q22］260

C.1.3 MSE有什么问题？［Q22］260

C.1.4 使用MSE的隐含假定262

C.1.5 主观对客观图像质量测度262

C.2 通用的图像质量指标263

C.2.1 质量指标的定义263

C.2.2 在图像中的应用264

C.3 结构相似度指标266

C.4 带有失真的图像270

C.5 测试结果274

C.6 结论276

专题研究C 图像知觉质量评价指标：结构相似度277

附录D H.2 64中模式相关的DCT/DST实现方案279

D.1 前言279

D.2 参考软件中变换的实现方案280

D.3 提出的方案281

D.3.1 从帧内预测模式到DCT/DST的映射281

D.3.2 获得H.2 64的DST矩阵281

D.3.3 H.2 64/AVC参考软件中DCT/DST的实现283

D.4 BD-PSNR和BD-比特率的计算284

D.5 性能分析284

D.5.1 WQVGA（416×240）序列的测试结果284

D.5.2 WVGA（832×480）序列的测试结果287

D.5.3 HD（1920×1080）序列的测试结果290

D.5.4 高清（1080×720）序列的测试结果293

D.5.5 用于RaceHorse序列DCT/DST不同组合的测试结果296

D.6 结论与未来的工作298

附录E H.2 64的实现软件JM，Intel IPP和x264的性能分析与比较300

E.1 H.2 64300

E.2 JM软件302

E.3 x264302

E.4 Intel IPP302

E.5 JM（17.2 ）性能分析304

E.6 x264性能分析307

E.7 Intel IPP性能分析310

E.8 在基本档次、主档次和高档次中JM、x264和Intel IPP软件的SSIM比较313

E.9 基本档次、主档次和高档次中JM、x264和Intel IPP软件实现的PSNR对比315

E.10 基本档次、主档次和高档次中JM、x264和Intel IPP软件所用编码时间的对比317

E.11 基本档次、主档次和高档次中JM、x264和Intel IPP软件实现的压缩比对比319

E.12 结论321

E.13 未来的工作321

附录F 基于H.2 64“只编码I帧”的AIC实现以及与其他静止帧图像编码标准如JPEG、JPEG 2000、JPEG-LS和JPEG-XR的比较322

F.1 前言322

F.2 高级图像编码323

F.3 改进的AIC327

F.4 H.2 64标准329

F.4.1 H.2 64/AVC主档次帧内编码330

F.4.2 H.2 64/AVC FRExt高档次帧内编码330

F.5 JPEG331

F.6 JPEG2000333

F.7 JPEG XR334

F.8 JPEG-LS335

F.9 JPEG-LS算法336

F.10 主要差别338

F.11 评价方法339

F.11.1 图像测试序列339

F.11.2 编译码器的设置339

F.11.3 主观对客观图像质量测度341

F.12 结论和未来的工作342

附录G 面向高清视频编码的更高阶二维整数余弦变换371

G.1 离散余弦变换与视频压缩371

G.2 整数余弦变换372

G.3 简单的2维16阶ICT374

G.4 改进的2维16阶ICT378

C.5 基于Loeffler因式分解的二维16阶binDCT381

G.6 变换编码增益384

G.7 H.2 64/AVC中的实现方案与性能分析386

G.8 AVS-Video的实现方案和性能分析388

G.9 结论和未来的工作390

参考文献392