内容简介

本书比较系统地介绍了图像通信的相关基础和技术，主要内容包括：人眼的视觉特性，图像和图像通信的含义与特点，视频图像信号的数字化，图像质量评价方法，图像压缩编码方法及相关国际、国家标准，图像通信协议框架，以及图像通信中的质量控制技术。本书注重图像压缩编码基本方法、视频图像压缩编码国际标准与图像通信协议的介绍，兼顾相关前沿技术及新标准的发展，内容比较丰富，叙述深入浅出，并配有大量图表，列举了一些实例；每章均附有习题与思考题，适合教学和自学。本书可作为高等院校电子信息与通信工程类相关专业的本科生教材，也可作为声像传输、图像通信工程相关领域从事科研、管理、维护等工作的工程技术人员的培训教材或参考资料。

作者简介

1994年4月毕业分配到重庆通信学院，历任助教、讲师、副教授、教授。主要从事多媒体通信，以及视频通信技术及应用等教学与科研工作；主编或参编教材5部。

目录

目 录
第1章 图像与图像通信概论 1
1．1 人眼的视觉特性 1
1．1．1 可见光 1
1．1．2 人眼的视敏特性 2
1．1．3 人眼的亮度视觉 3
1．1．4 人眼的彩色视觉 4
1．1．5 人眼的立体视觉 5
1．1．6 人眼的视觉惰性和闪烁感觉 5
1．1．7 人眼的分辨力 6
1．2 图像的基本概念 8
1．2．1 图像信息的特点 8
1．2．2 图像的分类 9
1．2．3 图像的顺序传送 9
1．2．4 彩色混合的三基色原理 13
1．3 图像通信概述 19
1．3．1 图像通信的分类 20
1．3．2 图像通信系统的组成 20
习题与思考题 22
第2章 视频图像数字化及质量评价方法 23
2．1 视频信号 23
2．1．1 视频信号的类型 23
2．1．2 模拟视频信号 24
2．2 视频信号的数字化 26
2．2．1 彩色视频信号的数字化方式 26
2．2．2 彩色视频信号的分量编码 27
2．2．3 彩色空间转换 30
2．3 数字视频格式 30
2．3．1 ITU―T BT．601建议的数字视频格式 31
2．3．2 CIF格式 32
2．3．3 高清格式 34
2．4 图像质量的评价 35
2．4．1 图像质量与失真效应 35
2．4．2 图像质量的主观评价 37
2．4．3 图像质量的客观评价 40
2．4．4 数字视频客观质量评价 47
习题与思考题 53
第3章 图像压缩编码方法 55
3．1 图像压缩编码的理论与方法 55
3．1．1 信源模型及其信息熵 55
3．1．2 无失真编码理论 59
3．1．3 限失真编码理论 60
3．1．4 图像压缩编码的基本方法 63
3．2 熵编码 65
3．2．1 Huffman编码 65
3．2．2 算术编码 69
3．3 预测编码 76
3．3．1 差分脉冲编码调制 76
3．3．2 图像的预测编码 81
3．4 变换编码 93
3．4．1 离散K-L变换 93
3．4．2 DCT变换 95
3．4．3 小波变换 100
习题与思考题 117
第4章 图像压缩编码标准 119
4．1 概述 119
4．1．1 图像压缩编码的标准化组织 119
4．1．2 图像压缩编码标准化发展史 120
4．2 静止图像压缩编码标准 124
4．2．1 JPEG图像编码标准 124
4．2．2 JPEG2000图像编码标准 130
4．3 H．26x系列视频压缩编码标准 137
4．3．1 H．261视频编码标准 137
4．3．2 H．263、H．263+和H．263++视频编码标准 142
4．3．3 H．264视频编码标准 147
4．3．4 H．265视频编码标准 158
4．4 MPEG―x系列视频压缩编码标准 173
4．4．1 MPEG―1标准 173
4．4．2 MPEG―2标准 178
4．4．3 MPEG―4标准 184
4．5 AVS系列视频压缩编码标准 192
4．5．1 AVS视频编码标准 192
4．5．2 AVS2视频编码标准 199
4．5．3 AVS+视频编码标准 206
习题与思考题 209
第5章 图像通信协议 211
5．1 图像通信协议体系 211
5．2 图像通信的相关标准 212
5．2．1 G系列标准 212
5．2．2 T．120系列标准 218
5．2．3 H．200系列标准 219
5．3 H．320协议 223
5．3．1 H．320协议框架 223
5．3．2 H．320视频系统结构 224
5．3．3 H．320会议电视终端结构 225
5．4 H．323协议 225
5．4．1 H．323协议框架 226
5．4．2 H．323视频系统结构 227
5．5 H．324协议 230
5．5．1 H．324协议框架 230
5．5．2 H．324M移动视频通信标准框架 230
5．6 SIP协议 231
5．6．1 SIP协议组成 231
5．6．2 SIP的信令协议 232
5．6．3 基于SIP的视频系统 233
5．6．4 SIP与H．323的区别 234
5．7 基于网络的数字视频传输协议 236
5．7．1 实时传输协议（RTP） 236
5．7．2 实时传输控制协议（RTCP） 238
5．7．3 实时流协议（RTSP） 240
5．7．4 资源预留协议（RSVP） 242
5．7．5 RTP/RTCP、RTSP和RSVP的关系 244
习题与思考题 245
第6章 图像通信中的质量控制技术 247
6．1 图像传输对网络的要求 247
6．2 图像传输手段 248
6．2．1 普通导线传输 248
6．2．2 光纤通信 249
6．2．3 无线通信 249
6．2．4 微波通信 250
6．2．5 卫星通信 251
6．3 图像通信中的码率控制 252
6．3．1 码率控制的必要性 252
6．3．2 码率控制的基本原理 252
6．3．3 码率控制的模式 253
6．3．4 码率控制的典型方法 255
6．4 图像通信中的差错控制 256
6．4．1 编码端差错控制技术 257
6．4．2 解码端差错隐藏技术 260
6．4．3 编码端和解码端交互式抗差错技术 262
习题与思考题 263
附录A JPEG标准编码数据 264
参考文献 268

前言/序言

前 言

随着信息时代的到来，视频图像通信技术飞速发展，国际电信联盟ITU和国际标准化ISO不断推出视频图像压缩编码和图像通信相关国际标准，视频图像通信已成为日常工作、生活不可或缺的一部分。我国的数字音视频编解码技术标准（AVS）工作组自2002年成立以来，经过10多年的努力已成功制定一系列视频编码标准，这些标准不仅与最新的国际标准相兼容，而且具有自主的知识产权。为便于初步接触视频通信的人们较快入门，让从事视频通信设备操作、维护和管理的人们能够了解视频通信的基本工作原理与方法，编者根据多年从事音视频教学的实践经验，在图像通信相关培训教材的基础上重新整理编写了此书。

本书既介绍图像压缩编码的基本原理与方法，也介绍图像压缩编码和图像通信的相关国际标准、协议与国家标准；既注重体现H.265等最新国际标准，又论述了我国具有自主知识产权的AVS系列视频编码标准。就其广度和深度而言，主要针对初学者，并力求兼顾具有一定基础的不同读者或培训对象的需求。

全书共分6章。第1章为图像与图像通信概论，包括人眼的视觉特性，图像的基本概念，图像通信概述；第2章为视频图像数字化及质量评价方法，介绍视频信号的基本概念，视频信号的数字化，数字视频格式，图像质量的评价；第3章为图像压缩编码方法，介绍图像压缩编码的理论与方法，阐述熵编码、预测编码和变换编码；第4章阐述图像压缩编码标准，包括静止图像压缩编码标准，H.26x、MPEG—x系列视频压缩编码标准，以及我国具有自主知识产权的视频压缩编码标准AVS；第5章为图像通信协议，介绍图像通信协议体系，图像通信的相关标准，H.320协议，H.323协议，H.324协议，SIP协议，基于网络的数字视频传输协议；第6章介绍图像通信中的质量控制技术，包括图像传输对网络的要求，图像传输手段，图像通信中的码率控制、差错控制。每一章均配有习题与思考题。

本书由吴乐华、杜鹢担任主编，负责纲目拟定、组织编写和统稿工作。

本书编写采取了全体编委集体讨论、分工合作的方式，编写任务具体分工为：第1章、第3章由吴乐华编写；第2章2.1～2.3节由张洪英编写，2.4节由杨琬编写；第4章4.1节及4.3.1、4.3.2小节由朱桂斌编写，4.2.1、4.3.3两小节由李元伟编写，4.2.2、4.3.4两小节由单东晶编写，4.4节由张杰良编写，4.5节由杜鹢编写；第5章5.1～5.6节由杜鹢编写，5.7节由朱桂斌编写；第6章由朱桂斌编写。

在本书的编写过程中，参考和引用了他人的研究成果和书籍，这些资料已在本书的参考文献中列出，特在此对文献的著作者们表示由衷的谢意。

在本书的编写过程中，尽管我们力求文字准确，说理清楚，但由于水平有限，时间仓促，书中难免存在一些谬误和不足，恳请读者批评指正。

编 者