新一代高效視頻編碼H.265/HEVC：原理、標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)現(xiàn)

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(biāo)準(zhǔn) 5
1.2.1 什么是視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) 5
1.2.2 視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展 7
1.3 H.265/HEVC簡介 12
1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)化歷程 12
1.3.2 編碼框架 13
1.3.3 特色編碼技術(shù) 15
參考文獻(xiàn) 18
第2章 數(shù)字視頻格式 22
2.1 數(shù)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(shí)間分辨率 28
2.2 數(shù)字視頻格式 29
2.2.1 色度亞采樣 29
2.2.2 數(shù)字視頻格式的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 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(xiàn) 46
第3章 編碼結(jié)構(gòu) 48
3.1 編碼結(jié)構(gòu)概述 48
3.2 視頻參數(shù)集 51
3.2.1 視頻層描述 51
3.2.2 視頻層參數(shù)集 52
3.3 序列參數(shù)集 55
3.4 圖像參數(shù)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(yù)測單元 83
3.7.3 變換單元 86
3.8 檔次、層和級(jí)別 88
3.8.1 檔次 88
3.8.2 層和級(jí)別 90
參考文獻(xiàn) 93
第4章 預(yù)測編碼 94
4.1 視頻預(yù)測編碼技術(shù) 94
4.1.1 預(yù)測編碼的原理 94
4.1.2 幀內(nèi)預(yù)測編碼 97
4.1.3 幀間預(yù)測編碼 101
4.2 幀內(nèi)預(yù)測 111
4.2.1 幀內(nèi)預(yù)測模式 111
4.2.2 幀內(nèi)預(yù)測過程 117
4.3 幀間預(yù)測 124
4.3.1 運(yùn)動(dòng)估計(jì) 124
4.3.2 MV預(yù)測技術(shù) 130
4.3.3 加權(quán)預(yù)測 135
4.4 PCM模式及相關(guān)語法語義 137
4.4.1 PCM模式 137
4.4.2 相關(guān)語法語義 138
參考文獻(xiàn) 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(diǎn) 143
5.1.2 整數(shù)DCT 148
5.1.3 H.265/HEVC中的整數(shù)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(shù)DST 156
5.3 變換結(jié)構(gòu) 158
5.3.1 變換單元 158
5.3.2 相關(guān)語法語義 159
5.4 哈達(dá)瑪變換 160
5.4.1 原理及特點(diǎn) 160
5.4.2 哈達(dá)瑪變換的應(yīng)用 161
參考文獻(xiàn) 163
第6章 量化 166
6.1 標(biāo)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(shù) 178
6.2.5 量化矩陣 182
參考文獻(xiàn) 184
第7章 環(huán)路后處理 187
7.1 去方塊濾波 188
7.1.1 去方塊濾波技術(shù) 190
7.1.2 去方塊濾波的實(shí)現(xiàn)方法 199
7.1.3 語法語義 204
7.2 樣點(diǎn)自適應(yīng)補(bǔ)償 206
7.2.1 SAO技術(shù) 207
7.2.2 SAO的實(shí)現(xiàn)方法 210
7.2.3 語法語義 217
參考文獻(xiàn) 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(shù)哥倫布編碼 230
8.1.4 算術(shù)編碼 232
8.2 零階指數(shù)哥倫布編碼及其應(yīng)用 235
8.2.1 零階指數(shù)哥倫布編碼 235
8.2.2 H.265/HEVC中的應(yīng)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(yīng)用 249
8.4 變換系數(shù)熵編碼 259
8.4.1 變換系數(shù)掃描 259
8.4.2 非零系數(shù)位置信息編碼 261
8.4.3 非零系數(shù)幅值信息編碼 263
參考文獻(xiàn) 265
第9章 網(wǎng)絡(luò)適配層 269
9.1 分層結(jié)構(gòu) 269
9.2 圖像類型 272
9.3 網(wǎng)絡(luò)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(shù)集 285
9.5 網(wǎng)絡(luò)適配層單元的應(yīng)用 286
9.5.1 字節(jié)流應(yīng)用 286
9.5.2 分組流應(yīng)用 287
參考文獻(xiàn) 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(shù) 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(shù)據(jù)依賴關(guān)系 297
10.2 H.265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)中并行處理新技術(shù) 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(jí)并行 304
10.3.2 圖像級(jí)并行 305
10.3.3 Slice級(jí)并行 306
10.3.4 Tile級(jí)并行 306
10.3.5 CTB級(jí)并行 308
參考文獻(xiàn) 310
第11章 率失真優(yōu)化 312
11.1 率失真優(yōu)化技術(shù) 313
11.1.1 率失真理論 313
11.1.2 視頻編碼中的率失真優(yōu)化 322
11.2 H.265/HEVC編碼器中的率失真優(yōu)化方法 327
11.2.1 視頻圖像組的率失真優(yōu)化 328
11.2.2 片層的率失真優(yōu)化 331
11.2.3 CTU層率失真優(yōu)化 332
11.2.4 CU層率失真優(yōu)化 333
11.2.5 PU層率失真優(yōu)化 334
11.2.6 編碼參考模型HM中的率失真優(yōu)化方法 335
參考文獻(xiàn) 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(jī)制 347
12.1.3 速率控制技術(shù) 348
12.2 H.265/HEVC速率控制 355
12.2.1 目標(biāo)比特分配 356
12.2.2 量化參數(shù)確定 359
參考文獻(xiàn) 361
附錄A 術(shù)語及英文解釋 365
附錄B 縮寫 384