高端图像与视频新技术丛书 H.265 HEVC：视频编码新标准及其扩展
作者：朱秀昌，刘峰，胡栋 编著
出版时间：2016年版
内容简介
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
第1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 最佳线性预测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
第10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 帧内随机接入图像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VUI250
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
第11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
第12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
第13章 HEVC的实现300
13．1 HEVC的参考软件HM300
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