內容簡介

本書比較係統地介紹瞭圖像通信的相關基礎和技術，主要內容包括：人眼的視覺特性，圖像和圖像通信的含義與特點，視頻圖像信號的數字化，圖像質量評價方法，圖像壓縮編碼方法及相關國際、國傢標準，圖像通信協議框架，以及圖像通信中的質量控製技術。本書注重圖像壓縮編碼基本方法、視頻圖像壓縮編碼國際標準與圖像通信協議的介紹，兼顧相關前沿技術及新標準的發展，內容比較豐富，敘述深入淺齣，並配有大量圖錶，列舉瞭一些實例；每章均附有習題與思考題，適閤教學和自學。本書可作為高等院校電子信息與通信工程類相關專業的本科生教材，也可作為聲像傳輸、圖像通信工程相關領域從事科研、管理、維護等工作的工程技術人員的培訓教材或參考資料。

作者簡介

1994年4月畢業分配到重慶通信學院，曆任助教、講師、副教授、教授。主要從事多媒體通信，以及視頻通信技術及應用等教學與科研工作；主編或參編教材5部。

目錄

目 錄
第1章 圖像與圖像通信概論 1
1．1 人眼的視覺特性 1
1．1．1 可見光 1
1．1．2 人眼的視敏特性 2
1．1．3 人眼的亮度視覺 3
1．1．4 人眼的彩色視覺 4
1．1．5 人眼的立體視覺 5
1．1．6 人眼的視覺惰性和閃爍感覺 5
1．1．7 人眼的分辨力 6
1．2 圖像的基本概念 8
1．2．1 圖像信息的特點 8
1．2．2 圖像的分類 9
1．2．3 圖像的順序傳送 9
1．2．4 彩色混閤的三基色原理 13
1．3 圖像通信概述 19
1．3．1 圖像通信的分類 20
1．3．2 圖像通信係統的組成 20
習題與思考題 22
第2章 視頻圖像數字化及質量評價方法 23
2．1 視頻信號 23
2．1．1 視頻信號的類型 23
2．1．2 模擬視頻信號 24
2．2 視頻信號的數字化 26
2．2．1 彩色視頻信號的數字化方式 26
2．2．2 彩色視頻信號的分量編碼 27
2．2．3 彩色空間轉換 30
2．3 數字視頻格式 30
2．3．1 ITU―T BT．601建議的數字視頻格式 31
2．3．2 CIF格式 32
2．3．3 高清格式 34
2．4 圖像質量的評價 35
2．4．1 圖像質量與失真效應 35
2．4．2 圖像質量的主觀評價 37
2．4．3 圖像質量的客觀評價 40
2．4．4 數字視頻客觀質量評價 47
習題與思考題 53
第3章 圖像壓縮編碼方法 55
3．1 圖像壓縮編碼的理論與方法 55
3．1．1 信源模型及其信息熵 55
3．1．2 無失真編碼理論 59
3．1．3 限失真編碼理論 60
3．1．4 圖像壓縮編碼的基本方法 63
3．2 熵編碼 65
3．2．1 Huffman編碼 65
3．2．2 算術編碼 69
3．3 預測編碼 76
3．3．1 差分脈衝編碼調製 76
3．3．2 圖像的預測編碼 81
3．4 變換編碼 93
3．4．1 離散K-L變換 93
3．4．2 DCT變換 95
3．4．3 小波變換 100
習題與思考題 117
第4章 圖像壓縮編碼標準 119
4．1 概述 119
4．1．1 圖像壓縮編碼的標準化組織 119
4．1．2 圖像壓縮編碼標準化發展史 120
4．2 靜止圖像壓縮編碼標準 124
4．2．1 JPEG圖像編碼標準 124
4．2．2 JPEG2000圖像編碼標準 130
4．3 H．26x係列視頻壓縮編碼標準 137
4．3．1 H．261視頻編碼標準 137
4．3．2 H．263、H．263+和H．263++視頻編碼標準 142
4．3．3 H．264視頻編碼標準 147
4．3．4 H．265視頻編碼標準 158
4．4 MPEG―x係列視頻壓縮編碼標準 173
4．4．1 MPEG―1標準 173
4．4．2 MPEG―2標準 178
4．4．3 MPEG―4標準 184
4．5 AVS係列視頻壓縮編碼標準 192
4．5．1 AVS視頻編碼標準 192
4．5．2 AVS2視頻編碼標準 199
4．5．3 AVS+視頻編碼標準 206
習題與思考題 209
第5章 圖像通信協議 211
5．1 圖像通信協議體係 211
5．2 圖像通信的相關標準 212
5．2．1 G係列標準 212
5．2．2 T．120係列標準 218
5．2．3 H．200係列標準 219
5．3 H．320協議 223
5．3．1 H．320協議框架 223
5．3．2 H．320視頻係統結構 224
5．3．3 H．320會議電視終端結構 225
5．4 H．323協議 225
5．4．1 H．323協議框架 226
5．4．2 H．323視頻係統結構 227
5．5 H．324協議 230
5．5．1 H．324協議框架 230
5．5．2 H．324M移動視頻通信標準框架 230
5．6 SIP協議 231
5．6．1 SIP協議組成 231
5．6．2 SIP的信令協議 232
5．6．3 基於SIP的視頻係統 233
5．6．4 SIP與H．323的區彆 234
5．7 基於網絡的數字視頻傳輸協議 236
5．7．1 實時傳輸協議（RTP） 236
5．7．2 實時傳輸控製協議（RTCP） 238
5．7．3 實時流協議（RTSP） 240
5．7．4 資源預留協議（RSVP） 242
5．7．5 RTP/RTCP、RTSP和RSVP的關係 244
習題與思考題 245
第6章 圖像通信中的質量控製技術 247
6．1 圖像傳輸對網絡的要求 247
6．2 圖像傳輸手段 248
6．2．1 普通導綫傳輸 248
6．2．2 光縴通信 249
6．2．3 無綫通信 249
6．2．4 微波通信 250
6．2．5 衛星通信 251
6．3 圖像通信中的碼率控製 252
6．3．1 碼率控製的必要性 252
6．3．2 碼率控製的基本原理 252
6．3．3 碼率控製的模式 253
6．3．4 碼率控製的典型方法 255
6．4 圖像通信中的差錯控製 256
6．4．1 編碼端差錯控製技術 257
6．4．2 解碼端差錯隱藏技術 260
6．4．3 編碼端和解碼端交互式抗差錯技術 262
習題與思考題 263
附錄A JPEG標準編碼數據 264
參考文獻 268

前言/序言

前 言

隨著信息時代的到來，視頻圖像通信技術飛速發展，國際電信聯盟ITU和國際標準化ISO不斷推齣視頻圖像壓縮編碼和圖像通信相關國際標準，視頻圖像通信已成為日常工作、生活不可或缺的一部分。我國的數字音視頻編解碼技術標準（AVS）工作組自2002年成立以來，經過10多年的努力已成功製定一係列視頻編碼標準，這些標準不僅與最新的國際標準相兼容，而且具有自主的知識産權。為便於初步接觸視頻通信的人們較快入門，讓從事視頻通信設備操作、維護和管理的人們能夠瞭解視頻通信的基本工作原理與方法，編者根據多年從事音視頻教學的實踐經驗，在圖像通信相關培訓教材的基礎上重新整理編寫瞭此書。

本書既介紹圖像壓縮編碼的基本原理與方法，也介紹圖像壓縮編碼和圖像通信的相關國際標準、協議與國傢標準；既注重體現H.265等最新國際標準，又論述瞭我國具有自主知識産權的AVS係列視頻編碼標準。就其廣度和深度而言，主要針對初學者，並力求兼顧具有一定基礎的不同讀者或培訓對象的需求。

全書共分6章。第1章為圖像與圖像通信概論，包括人眼的視覺特性，圖像的基本概念，圖像通信概述；第2章為視頻圖像數字化及質量評價方法，介紹視頻信號的基本概念，視頻信號的數字化，數字視頻格式，圖像質量的評價；第3章為圖像壓縮編碼方法，介紹圖像壓縮編碼的理論與方法，闡述熵編碼、預測編碼和變換編碼；第4章闡述圖像壓縮編碼標準，包括靜止圖像壓縮編碼標準，H.26x、MPEG—x係列視頻壓縮編碼標準，以及我國具有自主知識産權的視頻壓縮編碼標準AVS；第5章為圖像通信協議，介紹圖像通信協議體係，圖像通信的相關標準，H.320協議，H.323協議，H.324協議，SIP協議，基於網絡的數字視頻傳輸協議；第6章介紹圖像通信中的質量控製技術，包括圖像傳輸對網絡的要求，圖像傳輸手段，圖像通信中的碼率控製、差錯控製。每一章均配有習題與思考題。

本書由吳樂華、杜鷁擔任主編，負責綱目擬定、組織編寫和統稿工作。

本書編寫采取瞭全體編委集體討論、分工閤作的方式，編寫任務具體分工為：第1章、第3章由吳樂華編寫；第2章2.1～2.3節由張洪英編寫，2.4節由楊琬編寫；第4章4.1節及4.3.1、4.3.2小節由硃桂斌編寫，4.2.1、4.3.3兩小節由李元偉編寫，4.2.2、4.3.4兩小節由單東晶編寫，4.4節由張傑良編寫，4.5節由杜鷁編寫；第5章5.1～5.6節由杜鷁編寫，5.7節由硃桂斌編寫；第6章由硃桂斌編寫。

在本書的編寫過程中，參考和引用瞭他人的研究成果和書籍，這些資料已在本書的參考文獻中列齣，特在此對文獻的著作者們錶示由衷的謝意。

在本書的編寫過程中，盡管我們力求文字準確，說理清楚，但由於水平有限，時間倉促，書中難免存在一些謬誤和不足，懇請讀者批評指正。

編 者