数字视频编码技术原理（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高文，赵德斌，马思伟 著

图书标签:

• 数字视频编码
• 视频编码
• 视频处理
• 图像处理
• 通信工程
• 计算机科学
• 多媒体技术
• H
• 264
• H
• 265
• 编码技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030568052

版次：01

商品编码：12334865

包装：平装

丛书名： “十三五”国家重点出版物出版规划项目虚拟现实与数字媒体技术前沿

开本：32开

出版时间：2018-04-01

页数：384

正文语种：中文

内容简介

本书力图沿着技术与标准发展的主线，向读者介绍视频编码各主要方面的技术原理和算法，引导读者了解和掌握视频编码技术的核心，为读者进一步的研究提供参考。主要内容包括数字视频的基本概念及编码基础，预测、变换、量化、熵编码等核心编码技术，MPEG、H.26x和AVS系列标准简介，可伸缩编码、视频转码、三维视频编码、分布式编码及基于视觉特性的编码等新型编码方法、编码标准以及质量评价技术等。

目录

序
前言
第1章 概论
1.1 视觉感知
1.1.1 色彩原理
1.1.2 视觉系统的颜色感知
1.1.3 视觉系统的光强感知
1.1.4 视觉感知的高级阶段
1.2 数字视频
1.2.1 视频采集
1.2.2 色彩空间
1.2.3 视频格式
1.3 视频数据冗余
1.3.1 数据冗余类型
1.3.2 去除数据冗余的方法
1.4 视频编码标准
习题

第2章 视频编码基础
2.1 信息论基础
2.2 香农编码定理
2.3 视频编码技术
2.3.1 预测
2.3.2 变换
2.3.3 量化
2.3.4 熵编码
2.3.5 环路滤波
2.4 视频图像质量评价
2.4.1 主观质量评价
2.4.2 客观质量评价
习题

第3章 预测编码
3.1 预测编码概述
3.1.1 帧内预测
3.1.2 帧间预测
3.2 运动的表示及估计
3.2.1 基于像素的运动估计
3.2.2 基于块的运动估计
3.2.3 全局运动估计
3.3 子像素插值
3.3.1 子像素精度与插值滤波器
3.3.2 自适应插值技术
3.4 运动矢量预测
习题

第4章 变换编码
4.1 K-L变换
4.2 DCT变换
4.2.1 一维DCT变换
4.2.2 二维DCT变换
4.2.3 DCT的编码性能
4.2.4 DCT的重要性质
……

第5章 量化
第6章 熵编码
第7章 第一代视频编码标准
第8章 第二代视频编码标准
第9章 新一代HEVC视频编码标准
第10章 新一代AVS2视频编码标准
第11章 可伸缩视频编码
第12章 视频转码
第13章 三维视频编码
第14章 分布式视频编码
第15章 视觉编码
第16章 图像质量评价
结束语
参考文献
词汇表索引

数字视频编码技术原理（第二版） 内容简介 《数字视频编码技术原理（第二版）》是一部深入剖析数字视频编码核心技术、算法及其在现代多媒体应用中扮演的关键角色的著作。本书旨在为广大计算机科学、通信工程、电子工程以及数字媒体等领域的学生、研究人员和工程师提供一本全面、系统且实用的技术参考。第二版在第一版坚实基础之上，进一步融入了当前最新的技术进展和行业发展趋势，力求反映数字视频编码领域最前沿的知识体系。 本书的编写思路清晰，逻辑严谨，从基础的数字视频信号处理概念出发，循序渐进地引导读者进入复杂的编码技术世界。首先，第一部分将带领读者回顾数字视频信号的基础，包括数字视频信号的产生、采集、表示方法（如像素、帧率、分辨率、色度空间等），以及视频信号的特性（如时域冗余、空域冗余、统计冗余和感知冗余）。理解这些基础概念是掌握后续编码技术的前提，本书会用详实的概念解释和实例说明，确保读者对视频信号的本质有深刻的认识。 第二部分是本书的核心，详细阐述了各类数字视频编码的基本原理和关键技术。这一部分将深入讲解视频编码的几个关键环节： 变换编码（Transform Coding）：介绍如何将视频信号的时域或空域信息转换到频率域，以便更有效地进行数据压缩。本书会详细剖析离散余弦变换（DCT）、整数变换（Integer Transform）等常用变换方法，解释其数学原理、计算过程以及在不同编码标准中的应用。重点会放在理解变换如何将视频信号能量集中到少数几个系数上，为后续的量化和熵编码奠定基础。 量化（Quantization）：这是有损压缩的关键步骤，将变换后的系数进行离散化处理，从而引入数据丢失以实现压缩。本书会详细介绍标量量化（Scalar Quantization）和矢量量化（Vector Quantization）等不同的量化策略，以及如何根据人眼对不同频率信息的敏感度差异来设计量化表，实现感知编码。读者将了解到量化步长、量化矩阵等参数的选择对编码效率和失真程度的影响。 熵编码（Entropy Coding）：在完成变换和量化后，剩余的冗余信息通过熵编码技术进行无损压缩。本书将详细讲解两种主要的熵编码方法：霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding）。读者将深入理解如何根据符号出现的概率来构建高效的编码表，以及算术编码如何实现更高的压缩率。此外，还会介绍其在不同编码标准中的具体实现和优化。 运动估计与补偿（Motion Estimation and Compensation）：视频序列中相邻帧之间存在高度的时空相关性，运动估计与补偿正是利用这一点来实现高效压缩的关键技术。本书将深入剖析各种运动估计算法，如全搜索（Full Search）、快速搜索算法（如三步搜索、菱形搜索、自适应搜索等）的原理和性能。同时，会详细介绍运动矢量（Motion Vector）的编码、块匹配（Block Matching）的原理、预测模式（如帧内预测、帧间预测）以及如何通过运动补偿减少冗余。读者将理解如何通过准确的运动预测来显著降低编码比特率。 环路滤波（Loop Filtering）：为了进一步提高编码效率和改善重建视频的视觉质量，各种环路滤波器技术被引入到现代视频编码标准中。本书将详细介绍去块效应滤波（Deblocking Filter）的原理和实现，以及其在不同标准中的具体应用，讲解如何有效地抑制编码产生的块效应。对于某些先进的编码标准，还会涉及样本自适应偏移（Sample Adaptive Offset, SAO）等滤波技术，旨在进一步优化重建信号的保真度。 第三部分将聚焦于一系列重要的数字视频编码标准，并对它们进行深入的分析和比较。本书将重点介绍并详细解析以下关键标准： H.264/AVC（Advanced Video Coding）：作为目前应用最广泛的视频编码标准之一，H.264/AVC在编码效率和视频质量方面取得了显著的进步。本书将对其核心技术进行详尽的剖析，包括更精细的帧内预测模式、上下文自适应二元算术编码（CABAC）/上下文自适应可变长度编码（CAVLC）、多参考帧预测、帧间预测模式、熵编码等。读者将全面理解H.264/AVC是如何通过一系列的优化技术实现高效编码的。 HEVC（High Efficiency Video Coding）/H.265：这是H.264/AVC的后继标准，旨在在保持视频质量不变的情况下，将编码效率提高一倍。本书将重点解析HEVC引入的新技术，例如树形块结构（Coding Tree Unit, CTU）、更灵活的预测单元（Prediction Unit, PU）、变换单元（Transform Unit, TU）和量化单元（Quantization Unit, QU），以及更强大的运动估计和预测机制（如高级运动矢量预测AMVP、合并运动矢量预测MVP）。此外，还会深入讲解HEVC在熵编码方面采用的上下文自适应二进制算术编码（CABAC）的增强版本，以及环路滤波等技术。 AV1（AOMedia Video 1）：作为一项开源的、 royalty-free 的视频编码标准，AV1正迅速崛起，并在流媒体服务中得到广泛应用。本书将介绍AV1的关键特性和技术创新，包括其更复杂的预测模式、多参考帧管理、强大的量化和变换技术，以及其高效的熵编码机制。重点会放在AV1如何平衡编码复杂度和压缩效率，以及其在开源社区的推动下展现出的巨大潜力。 其他新兴标准：为了提供更全面的视野，本书还会对其他一些正在发展或具有潜在影响力的编码标准进行简要介绍和分析，例如VVC（Versatile Video Coding）等，让读者了解视频编码技术的未来发展方向。 第四部分将探讨数字视频编码在实际应用中的挑战与解决方案。这部分内容将从理论走向实践，分析编码在不同场景下的需求和限制： 实时视频编码：在视频会议、直播等实时应用中，编码的延迟和计算复杂度是关键的制约因素。本书将探讨如何通过优化算法、硬件加速等方式来满足实时性要求。 低比特率视频编码：在网络带宽有限的情况下，如何实现高质量的低比特率编码至关重要。本书将讨论各种低比特率优化策略，包括感知编码、内容自适应编码等。 高分辨率视频编码：随着4K、8K等高分辨率视频的普及，对编码效率和处理能力提出了更高的要求。本书将分析在高分辨率场景下编码面临的挑战，以及如何通过并行处理、更精细的编码控制来应对。 硬件加速与软件实现：本书还会讨论视频编码在硬件（如GPU、ASIC）和软件（如CPU优化、SIMD指令）层面的实现问题，以及它们对编码性能的影响。 内容感知编码（Content-Aware Coding, CAC）：这是当前研究的热点，旨在根据视频内容的特性（如纹理、运动、视觉注意力）来动态调整编码参数，以获得更好的主观视觉质量。本书将介绍CAC的基本思想和一些代表性的技术。 人工智能在视频编码中的应用：近年来，深度学习等人工智能技术在视频编码领域展现出强大的潜力，例如基于深度学习的运动估计、残差编码、超分辨率重建等。本书将介绍这些前沿的应用方向，并展望其未来的发展趋势。 最后，本书的附录部分将提供必要的数学工具、参考资料以及常用的术语表，以便读者更深入地理解和查阅。 《数字视频编码技术原理（第二版）》不仅是一本理论性的教科书，更是一本能够指导实际工程实践的宝贵参考书。本书的作者结合了深厚的学术理论功底和丰富的工程实践经验，力求将复杂的概念以清晰易懂的方式呈现给读者。通过对本书的学习，读者将能够： 深入理解数字视频编码的核心技术原理，掌握各种压缩算法的数学基础和实现细节。 全面了解当前主流和新兴的视频编码标准，并能够对其进行分析和比较。 认识到视频编码在实际应用中所面临的挑战，并了解相关的解决方案和优化技术。 为进一步研究和开发高效的视频编码技术打下坚实的基础。 无论您是希望掌握视频编码技术的研究者，还是需要将视频编码应用于实际产品的工程师，亦或是对数字媒体技术充满好奇的学生，本书都将是您探索数字视频编码奥秘的理想选择。

评分☆☆☆☆☆

我是一名数字媒体行业的从业者，日常工作中会接触到大量的视频素材，对视频的压缩、传输和存储效率有着直接的需求。这本书的名字《数字视频编码技术原理（第二版）》正是我一直想深入了解的领域。我希望通过这本书，能够更专业地理解不同视频编码格式在实际应用中的权衡，比如在保持一定画质的前提下，如何选择最适合当前场景的编码方案。书中关于“感知编码”的讨论，让我意识到视频编码不仅仅是数学上的优化，更是对人眼视觉特性的利用。我特别期待书中能有关于各种编码工具的对比分析，例如在相同码率下，不同编码器的性能表现差异，以及它们在硬件实现上的考量。我曾遇到过一些视频兼容性问题，希望这本书能帮助我理解这些问题背后的编码原理，从而更好地解决实际工作中的技术难题。这本书的“第二版”也意味着它可能包含了最新的技术发展，这对我保持技术的前沿性非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧非常吸引人，封面设计既有科技感又不失学术的严谨，拿到手的时候就觉得沉甸甸的，满满的知识量扑面而来。我一直对视频处理和压缩技术很感兴趣，尤其是现在高清视频、4K、8K视频已经普及，背后的编码技术究竟是如何实现的，着实让我好奇。这本书的名字《数字视频编码技术原理（第二版）》听起来就很“硬核”，但又非常贴合我想要了解的核心内容。我之前接触过一些关于媒体格式的科普文章，但总觉得隔靴搔痒，不够深入。我希望这本书能从最基本的原理讲起，比如像素、帧率、色彩空间这些基础概念，然后逐步深入到各种编码标准，像是H.264、HEVC（H.265）等等，了解它们在原理上的异同，以及各自的优势和劣势。我特别关注编码效率的问题，如何在保证清晰度的前提下，最大程度地压缩视频文件大小，这对于网络传输和存储成本都至关重要。此外，我也希望能看到一些关于编码器设计的讨论，比如它们是如何优化算法来提高编码速度和压缩率的，这部分技术细节可能比较复杂，但对我来说是非常有价值的。总的来说，这本书给我一种“值得深入钻研”的预感，我期待它能成为我学习数字视频编码技术的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，让我对数字视频编码技术有了全新的认识。我一直觉得视频的流畅播放和高质量画面是理所当然的，但这本书让我窥见了这背后复杂的工程和精妙的算法。它不仅仅是简单介绍几种编码格式，而是深入剖析了每一项技术背后的“为什么”和“怎么做”。我特别对其中关于“预测编码”的部分印象深刻，原来视频编码并不是简单地存储每一帧的图像，而是通过预测和差分来大幅度减少冗余信息。书中的图解和示意图都非常清晰，帮助我理解那些抽象的概念。比如，关于运动估计和补偿的讲解，让我明白了视频编码是如何捕捉和利用视频序列中相邻帧之间的运动信息的。我还注意到书中提到了“变换编码”和“量化”等环节，这些都是损失压缩的关键步骤。虽然某些数学公式让我一度感到头疼，但作者的讲解和随后的例子应用，让我在反复阅读后豁然开朗。这本书就像一个引路人，带领我走进数字视频编码的殿堂，让我看到技术的演进和创新的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的入手体验非常棒，纸张质量和印刷清晰度都令人满意。作为一名技术爱好者，我对“数字视频编码”这个话题一直心怀好奇，尤其是在如今高清视频无处不在的时代，背后支撑这一切的究竟是什么技术，这让我十分着迷。我曾尝试搜索一些零散的视频编码知识，但总觉得不够系统和深入。《数字视频编码技术原理（第二版）》这个书名，直接击中了我对核心技术原理的渴望。我期待这本书能够像一位经验丰富的老师，从最基础的概念讲起，比如视频的数字化过程、像素表示、颜色模型等，然后一步步引领我进入更复杂的编码技术世界。我希望能够理解视频编码是如何通过各种“魔法”来压缩海量数据的，比如预测、变换、量化等等。同时，我也对不同编码标准的演进以及它们各自的特点很感兴趣，希望这本书能够清晰地解释这些技术细节，让我能够更好地理解当前主流的视频编码技术。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对音视频技术充满热情的研究生，我一直希望找到一本能够系统性梳理数字视频编码技术发展脉络和核心原理的权威著作。《数字视频编码技术原理（第二版）》的出现，无疑满足了我的这一需求。我特别欣赏书中对不同编码标准的历史演进和技术革新进行了清晰的梳理，从MPEG-1、MPEG-2到H.264、HEVC，每一个阶段的进步都伴随着新的技术突破。书中对这些标准在编码工具（如帧内预测、帧间预测、变换、量化、熵编码）上的细节阐述，对于我进行相关算法研究非常有帮助。我曾尝试阅读一些在线的技术文档，但往往碎片化且缺乏系统性，而这本书提供了一个连贯的知识体系，让我能够将分散的知识点串联起来。我尤其关注书中对“比特率控制”和“码率自适应”等方面的讨论，这对于实际的视频流媒体应用至关重要。了解这些技术的原理，能够帮助我更好地理解当前视频编码面临的挑战，以及未来技术发展的方向。