图像编码标准H.264技术

图像编码标准H.264技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:人民邮电出版社
作者:余兆明查日勇黄磊周海骄
出品人:
页数:203
译者:
出版时间:2006-3
价格:26.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787115137876
丛书系列:
图书标签:
  • h.264
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具体描述

本书全面系统地介绍并分析了图像编码标准H.264的各项关键技术,它有助于读者对H.264标准、数字视频信号处理,以及数字电视传输的全面认识和了解。

  本书全面系统地介绍并分析了图像编码标准H.264的各项关键技术,它有助于读者对H.264标准、数字视频信号处理,以及数字电视传输的全面认识和了解。作者通过对H.264标准大量相关资料的阅读、消化、理解,并结合研究生、本科生的教学以及多年科研工作的体会编写了此书。可供高等院校广播电视专业、通信专业、多媒体通信专业以及相关专业的师生阅读,也适用于电视台、有线电视台、广大数字视频设备的生产厂家和公司的工程技术人员与管理人员阅读。

  本书并非对H.264标准进行描述,而只是对H.264标准中的技术进行详细分析。

  作者通过对H.264标准大量相关资料的阅读、消化、理解,并结合研究生、本科生的教学以及多年科研工作的体会编写了此书。每一章除了进行技术分析外,还列举了实验方法、结果、曲线和图表,可供读者查阅参考。

  本书内容丰富、系统性强、取材新颖、观点明确、易于理解。可供高等院校广播电视专业、通信专业、多媒体通信专业以及相关专业的师生阅读,也适用于电视台、有线电视台、广大数字视频设备的生产厂家和公司的工程技术人员与管理人员阅读。

《高清视频压缩奥秘:H.264技术深度解析》 本书并非直接聚焦于H.264这一具体的技术名称,而是深入探究高清视频压缩背后的核心原理、关键技术以及演进脉络,旨在为读者揭示数字视频从原始像素走向高效传输和存储的“魔法”。我们从视频编码的基本概念出发,层层剥离,理解为何需要压缩,以及压缩的根本逻辑。 第一部分:视频编码的基石——从像素到比特流 图像与视频的基础: 我们首先回顾人眼感知图像的特性,理解色彩空间(如YUV、RGB)的意义,以及视频信号的采样与量化过程。这将帮助我们认识到,原始的视频数据是如何以数字形式存在的。 信息论与压缩的边界: 介绍信息熵的概念,理解数据中蕴含的信息量,以及理论上可达到的最低压缩率。这将为后续的技术讲解建立坚实的理论基础,让我们明白任何压缩都无法超越信息论的限制。 冗余的本质: 视频数据中充斥着大量的冗余信息,包括空间冗余(同一帧内相似的像素块)和时间冗余(连续帧之间的相似性)。本书将详细阐述如何识别并去除这些冗余,是高效压缩的关键所在。 第二部分:压缩的核心技术——让数据瘦身 变换编码: 介绍离散余弦变换(DCT)及其在视频压缩中的作用。我们将看到,将空间域的像素数据转换到频率域,能够更有效地分离出重要的视觉信息和可忽略的细节,为后续量化打下基础。 量化: 这一步骤是信息损失的关键环节。本书将深入分析不同类型的量化方法,以及如何根据人眼对不同频率信息的敏感度差异,对变换后的系数进行有损或无损的压缩。理解量化策略,是理解视频质量与压缩率权衡的钥匙。 熵编码: 在去除空间和时间冗余、进行变换和量化之后,数据仍然存在统计上的冗余。本部分将详细介绍游程长度编码(RLE)、霍夫曼编码(Huffman Coding)以及算术编码(Arithmetic Coding)等熵编码技术,它们如何进一步压缩数据,将其转化为更紧凑的比特流。 第三部分:视频编码的演进与现代实践 运动估计与补偿: 这是视频时间冗余处理的核心。我们将详细解析运动矢量(Motion Vector)的概念,以及块匹配算法(Block Matching Algorithm)是如何通过在参考帧中搜索相似的块来预测当前帧的块,从而仅传输运动信息和残差。我们将探讨各种运动估计的优化方法。 帧内预测与帧间预测: 除了基于运动的帧间预测,我们还会深入研究帧内预测(Intra-prediction)技术,它如何利用同一帧内已编码像素的信息来预测当前块,减少空间冗余。 环路滤波: 介绍去块效应滤波器(Deblocking Filter)等后处理技术,它们在解码端的作用,以改善因块状处理引起的视觉瑕疵,提升观看体验。 编码器的复杂性与优化: 探讨不同编码模式(如I帧、P帧、B帧)的选择策略,以及如何通过率失真优化(Rate-Distortion Optimization, RDO)等复杂算法,在保证视觉质量的前提下,最大化压缩效率。 第四部分:面向未来的展望 下一代编码标准概览: 在理解了基本视频压缩原理后,本书将简要触及更先进的视频编码技术的发展趋势,例如更精细的划分结构、更先进的变换和预测方法,以及对更高分辨率和更高帧率的支持。 编码器设计与应用: 讨论实际视频编码器在软件和硬件实现中的挑战,以及视频编码技术在流媒体、广播、存储、计算机视觉等领域的广泛应用。 本书的写作风格旨在通俗易懂,避免过度技术化的术语堆砌。通过大量的图示和逻辑清晰的讲解,我们希望读者能够建立起对视频压缩核心技术的深刻理解,从而更好地把握数字媒体技术的发展方向,并能在实际工作中灵活运用这些知识。

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读后感

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用户评价

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当我翻到最后几章,关于码流分析和错误恢复的部分时,我发现这本书的侧重点明显偏向于“编码器端”的实现细节。大量的篇幅用于解释如何构造符合标准的NAL单元(网络抽象层单元)结构,以及如何进行比特流的句法解析。这对底层驱动开发或者硬件加速模块的工程师来说无疑是黄金内容。然而,对于广大的内容创作者或者只是想了解H.264在不同播放器上表现差异的用户来说,这些内容就显得过于晦涩和不必要了。比如,书中对于随机存取(Random Access)的讨论,虽然在理论上解释了GOP(图像组)结构的重要性,但对于如何通过设置特定的I帧间隔来优化网络拉流的启动速度,缺乏实际的案例支撑。我个人更希望看到一些针对特定场景的优化建议,比如,在低带宽环境下,是更倾向于牺牲空间冗余度(更多的P帧和B帧)还是更倾向于接受更高的量化步长带来的画质下降?这本书提供了所有计算这些决策的工具,但很少给出直接的“建议工具箱”。它更像是一个工程学的“万有理论”,而不是一本实用的“操作手册”。因此,如果你的目标是快速掌握H.264的编码参数设置以应对日常工作中的性能瓶颈,这本书的定位可能略有偏差,它更适合深入钻研标准本身的设计哲学。

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阅读这本书的过程,与其说是学习,不如说是一场对耐心的严峻考验。我发现它在叙述技术原理时,几乎没有采用那种循序渐进、由浅入深的方式,而是直接把核心算法的全貌摊开在你面前,等着你去自行梳理逻辑。比如在讲解环内滤波(In-Loop Filtering)的部分,作者似乎默认读者已经完全掌握了传统编码器中滤波器的概念,然后直接引入了解块效应(Blocking Artifacts)的成因,并迅速过渡到去块滤波的具体实现和参数设置。我不得不承认,书中的图表绘制得非常精美,尤其是那些结构图,清晰地展示了编码器和解码器的流程走向。然而,精美的图表并不能替代直观的解释。在某些关键的优化点上,比如CABAC(上下文适应的二进制算术编码)的效率优势是如何体现的,书中用了大量的篇幅来阐述其数学基础,但对于它在实际应用中如何与硬件加速配合,或者它带来的实时性挑战,探讨得相对不足。我总感觉,作者是站在一个已经完全精通H.264的立场上写这本书的,他倾向于“告知”我们技术是什么,而不是“教会”我们如何理解技术背后的设计哲学。对于那些需要快速将H.264集成到产品中的项目经理或架构师而言,这本书的理论深度或许过剩,而工程实践的指导则显得有些单薄。我甚至希望它能增加一个附录,专门讨论不同码率控制策略下的实际码流表现差异。

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这本《图像编码标准H.264技术》的书,老实说,拿到手的时候,我有点被它厚重的篇幅给震慑住了。我本来是希望找一本能快速入门,让我了解H.264到底是个啥东西的“速成宝典”,结果翻开目录,才发现这根本就是一本面向专业人士的“武功秘籍”。里面各种数学公式和算法推导简直是层出不穷,什么离散余弦变换(DCT)、运动补偿预测、熵编码……这些名词对我这个初学者来说,简直就像是外星语。我尝试着去理解那些关于帧内预测和帧间预测的细节,结果光是理解一个“块划分”的概念,我就得反复对照图示,甚至还得去网上找相关的视频教程辅助理解。这本书的详尽程度是毋庸置疑的,每一个技术细节都被剖析得淋漓尽致,但这种详尽也成了我的巨大障碍。它更像是一本教材或者参考手册,而不是一本能让你轻松走进H.264世界的向导。我花了大量时间试图去“消化”那些深奥的理论,结果常常是心有余而力不足,感觉自己像是在攀登一座技术的高峰,而这本书就是那份极度精确但又无比陡峭的攀登路线图。对于那些已经具备扎实数字信号处理基础的工程师来说,这或许是如虎添翼的利器,但对于像我这样想从零开始了解编码效率来源的业余爱好者而言,它带来的挫败感远大于收获的喜悦。我更期待的是能有一章清晰地解释“为什么H.264比MPEG-2节省了那么多码率”,但书中直接跳过了这种宏观的比较,直接钻进了底层技术实现的复杂海洋。

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这本书的文字风格极其严谨、克制,几乎找不到任何带有情感色彩的修饰词。这固然保证了内容的客观性和学术性,但也使得阅读体验变得异常枯燥。我尝试在工作日的晚上阅读,结果往往是才翻了几页,眼睛就开始聚焦困难,大脑的活跃度急剧下降。它更适合在图书馆或安静的研究室里,配着一杯浓咖啡,作为案头工具书来查阅特定公式或流程时使用。我特别注意到,书中对于不同“Profile”(简述)和“Level”(级别)之间的区别,讲解得相当细致,这对于确保不同设备间的兼容性至关重要。但是,这种细致有时候显得过于分散。比如,关于Main Profile和High Profile在残差编码上的差异,需要横跨好几个章节才能拼凑出一个完整的认识。如果能有一个集中的对比表格或者专门的章节来总结这些差异,对于快速把握标准全貌会更有帮助。总的来说,这本书的价值在于其作为“标准解读”的权威性,但它牺牲了作为“阅读材料”的流畅性。它要求读者自带知识储备,并主动去构建知识体系的脉络,而不是被动地接收信息。这对于想快速了解H.264在视频会议、流媒体等不同领域具体应用差异的读者来说,可能需要大量的额外查找工作。

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这本书的参考文献部分倒是相当全面,列举了大量原始的ITU-T和ISO/IEC标准文档,这再次印证了其作为技术“源头活水”的定位。但正是这种对“标准”的极度忠诚,使得书中对H.265(HEVC)或更新一代编码标准(如VVC)的提及非常有限,往往只是在引言或结论中一笔带过。这在快速迭代的视频技术领域,使得这本书的“保鲜期”在某种程度上受到了限制。我期望看到至少有一章,哪怕是简短的对比,来阐述H.264相较于其前辈(如MPEG-4 AVC)的革命性突破点在哪里,以及它在面对新兴技术趋势(如高动态范围HDR、更高分辨率)时的局限性。目前这本书将H.264视为一个相对封闭和完整的系统来讲解,这在学术上是严谨的,但在工程实践中,我们总是需要考虑“下一代”的兼容性和演进路径。总而言之,这是一部需要投入大量精力去啃食的著作,它提供的知识深度是毋庸置疑的,但它要求的读者具备极高的技术自驱力和扎实的理论基础。对于那些寻求“快速入门”或“工程速查”的读者,这本书的门槛可能会高到让人望而却步。

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