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第1章 视频编码与传输基础1

1.1 概述1

1.1.1 视频的数字化1

1.1.2 数字视频的压缩编码5

1.1.3 压缩视频的传输6

1.2 视频编码的基本方法7

1.2.1 预测编码方法7

1.2.2 变换编码方法7

1.2.3 运动估计和运动补偿9

1.2.4 量化和熵编码13

1.2.5 H.2 61混合编码模式15

1.3 数字视频压缩标准16

1.3.1 H.2 6x标准16

1.3.2 MPEG-x标准18

1.3.3 AVS标准21

1.3.4 VC-1标准22

1.3.5 HEVC标准23

1.4 数字视频的网络传输28

1.4.1 通信网络基础28

1.4.2 主要传输网络31

1.4.3 网络接入技术32

1.4.4 无线IP网络的视频传输35

参考文献36

第2章 率失真优化和码率控制38

2.1 概述38

2.1.1 视频编码的三项指标38

2.1.2 率失真优化40

2.1.3 码率控制41

2.2 率失真理论基础42

2.2.1 图像的信源熵42

2.2.2 率失真理论43

2.2.3 主要率失真模型49

2.3 率失真优化编码51

2.3.1 率失真优化方法51

2.3.2 率失真优化的量化器52

2.3.3 率失真优化的模式判决52

2.3.4 率失真优化的运动估计53

2.4 视频编码的码率控制54

2.4.1 码率控制基础54

2.4.2 分层码率控制方法57

2.4.3 H.2 64的码率控制58

2.5 新近的码率控制62

2.5.1 半模糊的码率控制器62

2.5.2 基于HVS的码率控制63

2.5.3 平滑视频质量的码率控制63

2.5.4 基于SSIM的码率控制64

2.6 编码复杂度66

2.6.1 计算复杂度和视频质量66

2.6.2 对可变复杂度算法的需求67

2.6.3 可变复杂度算法68

参考文献69

第3章 分布式视频编码72

3.1 概述72

3.1.1 相关信源的编码73

3.1.2 Slepian-Wolf无损编码74

3.1.3 Wyner-Ziv有损编码75

3.2 分布式视频编码的主要方法76

3.2.1 空域Wyner-Ziv方法76

3.2.2 频域Wyner-Ziv方法78

3.2.3 DISCUS编码方法80

3.3 Wyner-Ziv编码中的边信息估计81

3.3.1 Wyner-Ziv解码框架82

3.3.2 边信息的估计83

3.3.3 加权运动估计的边信息预测85

3.3.4 MAP运动估计的边信息预测87

3.4 分布式视频编码的性能89

3.5 几种特殊的分布式视频编码方法91

3.5.1 H.2 64视频的分布式编码91

3.5.2 可分级DVC91

3.5.3 多视点DVC92

参考文献93

第4章 可分级与多描述视频编码96

4.1 概述96

4.2 可分级视频编码97

4.2.1 空域可分级编码98

4.2.2 质量可分级编码100

4.2.3 时域可分级编码100

4.2.4 细粒度可分级编码101

4.2.5 频域可分级编码103

4.3 多描述视频编码104

4.3.1 多描述编码104

4.3.2 多描述编码的理论基础107

4.3.3 基于量化的多描述编码109

4.3.4 基于变换的多描述编码111

4.4 H.2 64可分级编码113

4.4.1 空域SVC技术114

4.4.2 时域SVC技术115

4.4.3 信噪比SVC技术116

4.4.4 混合SVC技术119

参考文献119

第5章 多视点视频编码122

5.1 概述122

5.1.1 立体视觉122

5.1.2 多视点视频123

5.1.3 多视点视频的压缩编码125

5.2 立体视频的采集和显示126

5.2.1 立体成像的几何模型126

5.2.2 立体视频的采集127

5.2.3 立体视频的显示128

5.3 多视点视频编码技术133

5.3.1 MVC的系统框架133

5.3.2 MVC的预测结构134

5.3.3 宏块级编码技术138

5.4 虚拟视点合成技术139

5.4.1 基于模型的绘制方法140

5.4.2 基于图像的绘制方法140

5.5 多视点视频编码标准141

5.5.1 MVC的技术要求和应用141

5.5.2 预测结构和码流结构143

5.5.3 MVC的档次与级别145

5.5.4 MVC的高层语法145

5.6 二维视频转三维技术146

5.6.1 深度图146

5.6.2 深度图的获取147

5.6.3 深度图的编码150

参考文献152

第6章 视频信号的压缩感知155

6.1 概述155

6.1.1 信号的稀疏表示156

6.1.2 信号的随机测量157

6.1.3 信号的优化重建159

6.2 从测量值重建原信号159

6.2.1 信号重建的基本概念159

6.2.2 典型的重建算法165

6.3 基于CS的视频编码170

6.3.1 全感知和压缩感知170

6.3.2 CS视频编码系统171

6.3.3 分块CS视频编码172

6.3.4 CS编码中的关键技术173

6.4 基于CS的分布式视频编码175

6.4.1 DCVS的基本原理和系统结构175

6.4.2 DCVS的性能特点和关键技术177

6.5 基于CS的多描述视频编码179

6.5.1 分块压缩感知180

6.5.2 BCS-MDC编码180

6.5.3 测量值分组181

6.5.4 BCS-MDC解码181

参考文献184

第7章 解码视频的差错掩盖187

7.1 概述187

7.1.1 视频通信中的差错控制187

7.1.2 解码端的差错掩盖190

7.2 自适应插值的帧内差错掩盖193

7.2.1 插值算法的约束条件193

7.2.2 基于边缘判决的多方向插值194

7.2.3 基于块内容的自适应掩盖198

7.3 采用模糊推理的帧间差错掩盖200

7.3.1 掩盖块的匹配准则200

7.3.2 使用模糊推理的掩盖算法202

7.3.3 隶属度函数的自适应定义206

7.4 基于运动信息的H.2 64帧间差错掩盖208

7.4.1 H.2 64中的运动矢量恢复算法208

7.4.2 基于均值漂移的运动矢量恢复211

7.4.3 基于核回归的运动矢量恢复214

参考文献216

第8章 无线视频传输的质量保证219

8.1 概述219

8.1.1 面向网络的视频压缩220

8.1.2 视频传输的QoS要求220

8.1.3 图像质量评价222

8.2 基本的QoS保证225

8.2.1 以网络为主的QoS保证226

8.2.2 以终端为主的QoS保证229

8.3 采用跨层设计的QoS保证231

8.3.1 跨层设计的必要性231

8.3.2 WMN中跨层设计的要求232

8.3.3 跨层设计方法及优化234

8.4 无线Mesh网络简介236

8.4.1 无线Mesh网络的类型237

8.4.2 无线Mesh网络的特点239

8.4.3 无线Mesh网络的标准239

8.4.4 无线Mesh网络的QoS240

8.5 WMN中的QoS模型240

8.5.1 QoS保证的框架模型240

8.5.2 WMN多跳链路的干扰模型242

8.5.3 丢包模型243

参考文献244

第9章 监控视频的智能分析247

9.1 概述247

9.1.1 视频监控247

9.1.2 智能视频分析248

9.1.3 视频分析的关键技术250

9.1.4 主要应用领域252

9.2 运动目标检测技术254

9.2.1 背景减除方法254

9.2.2 帧间差方法256

9.2.3 混合高斯模型（GMM）方法257

9.2.4 光流场方法258

9.3 运动目标跟踪技术260

9.3.1 卡尔曼滤波方法260

9.3.2 均值漂移方法264

9.4 目标行为分析技术271

9.4.1 行为特征的选择与表示272

9.4.2 人体行为识别273

9.4.3 人体行为描述275

9.4.4 行为分析的应用276

9.5 多摄像机协同技术279

9.5.1 应用需求和技术难点280

9.5.2 目标特征的提取281

9.5.3 目标轨迹的提取和交接283

参考文献288

第10章 超分辨率图像重建291

10.1 概述291

10.1.1 图像的空间分辨率291

10.1.2 超分辨率重建基础292

10.1.3 图像的降质模型293

10.1.4 超分辨率重建的应用295

10.1.5 反问题的正则化求解295

10.1.6 超分辨率重建的主要方法297

10.2 基于插值的超分辨率方法297

10.2.1 最近邻插值298

10.2.2 双线性插值298

10.2.3 双立方插值299

10.2.4 核回归插值300

10.3 基于重建的超分辨率方法303

10.3.1 凸集投影（POCS）方法303

10.3.2 最大后验概率（MAP）方法305

10.3.3 迭代反向投影（IBP）方法307

10.4 基于学习的超分辨率方法308

10.4.1 邻域嵌入的方法308

10.4.2 非局部滤波的方法310

10.4.3 基于样例的方法312

10.4.4 基于稀疏表示的方法315

10.5 视频序列的超分辨率重建318

10.5.1 视频图像的降质模型318

10.5.2 视频图像的超分辨率重建319

10.5.3 运动信息的获得321

10.5.4 窄量化集约束的投影超分辨率重建323

参考文献326