Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall PTR

作者:K. R. Rao

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:1996-07-18

价格:USD 103.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780133099072

丛书系列:

图书标签:

• 图像编码
• 视频编码
• 音频编码
• 多媒体编码
• 编码标准
• 数据压缩
• 信号处理
• 通信技术
• 数字媒体
• 信息技术

图像、视频与音频编码的艺术与科学 本书深入探讨了构成现代数字媒体基石的编码技术与行业标准。从像素到比特流，我们将一步步揭示那些让图像细腻、视频流畅、音频逼真的幕后魔法。 第一部分：图像编码的演进与精粹 我们从图像编码的起源开始，追溯其从简单的灰度表示到彩色、高分辨率的漫长旅程。JPEG系列标准，作为最普及的静态图像编码格式，将是本部分的重点。我们将剖析离散余弦变换（DCT）在JPEG中的核心作用，理解其如何通过量化和熵编码实现高效压缩。此外，我们还会探讨无损压缩技术，例如无损JPEG（Lossless JPEG）和PNG，它们如何在保留原始图像所有细节的同时，实现适度的文件大小缩减，尤其适用于需要精确颜色还原的专业领域。 更进一步，我们将深入研究JPEG 2000，这一基于小波变换的强大标准，它在压缩率、失真控制和多分辨率表达方面展现出的优越性，以及其在医学影像、遥感等高科技领域的应用。同时，我们也关注新兴的图像编码技术，如HEIF (High Efficiency Image File Format)，它如何利用HEVC (H.265) 的编码核心，提供比JPEG更小的文件尺寸和更丰富的图像信息，包括高动态范围（HDR）和16位色深。 第二部分：视频编码的挑战与突破 视频编码的复杂性远超图像，因为它需要捕捉和压缩时域和空域的冗余。本部分将聚焦于视频编码的最新进展，从H.264/AVC（Advanced Video Coding）的经典框架出发。我们将详细解读帧内预测、帧间预测（包括运动补偿和运动估计）、变换编码、量化以及熵编码等关键技术。理解H.264如何通过引入多个参考帧、率失真优化（RD Optimization）和上下文自适应二进制算术编码（CABAC）等技术，大幅提升压缩效率。 随后，我们将深入探讨H.265/HEVC（High Efficiency Video Coding），这一旨在将H.264压缩效率提高一倍的标准。HEVC引入了更复杂的编码单元（CU）、预测单元（PU）和变换单元（TU）的划分，以及更精细的帧间预测模式（如合并模式、高级运动矢量预测）和并行处理能力。我们将分析HEVC如何通过四叉树结构、方向性帧内预测、循环滤波器（SAO）等技术，实现前所未有的压缩性能，为4K、8K超高清视频的普及奠定基础。 此外，我们还会关注下一代视频编码标准，如VVC（Versatile Video Coding）和AV1（AOMedia Video 1）。VVC在HEVC的基础上引入了更精细的块结构、更复杂的预测模式、更先进的变换和滤波技术，有望再次带来显著的压缩增益。AV1，作为开放、免版税的视频编码格式，凭借其强大的编码工具集，在互联网流媒体领域受到广泛关注，我们将探讨其与HEVC等标准在技术上的异同及市场潜力。 第三部分：音频编码的感知优化与保真 音频编码同样是一门艺术与科学的结合，其目标是在尽可能小的比特率下，保留人耳能够感知的最重要信息。本部分将从PCM（Pulse Code Modulation）等无损音频表示开始，理解其基本原理。 然后，我们将重点介绍感知音频编码（Perceptual Audio Coding）的原理，如MP3、AAC（Advanced Audio Coding）和Opus。这些编码器利用心理声学模型，识别并去除人耳难以感知的部分音频信息。我们将深入解析掩蔽效应（Masking Effect），包括时域掩蔽和频域掩蔽，理解编码器如何根据这些效应动态调整量化精度。MP3作为曾经的王者，其MDCT（Modified Discrete Cosine Transform）以及Huffman编码的应用将得到详尽的解析。 AAC作为MP3的升级版，在压缩效率和音质上都有显著提升，我们将重点关注其高级预测、向量量化（VQ）以及更灵活的变换技术。Opus，作为一个通用、高效且开放的音频编解码器，尤其擅长处理语音和音乐，我们将探讨其将语音编码器（SILK）和音频编码器（CELT）相结合的混合架构，以及其在网络通话、音乐流媒体等领域的广泛应用。 第四部分：标准化的生态系统与未来趋势 本部分将跳出具体的编码技术，从更宏观的视角审视整个图像、视频和音频编码的标准化生态系统。我们将探讨ITU-T VCEG（Video Coding Expert Group）和ISO/IEC MPEG（Moving Picture Experts Group）这两个在视频和音频编码领域扮演核心角色的标准化组织。理解它们如何协同工作，制定如H.26x系列、MPEG-x系列等关键标准。 我们还将讨论标准化的流程、专利许可问题以及不同标准之间的兼容性与互操作性。此外，我们将展望该领域的未来趋势，包括人工智能（AI）在编码中的应用，例如基于深度学习的预测、后处理以及端到端的编码。硬件加速、低功耗编码以及针对新兴应用场景（如虚拟现实/增强现实、360度视频）的编码优化也将是探讨的重点。 本书致力于为读者提供一个全面、深入的图像、视频和音频编码知识体系，帮助理解数字媒体压缩的本质，掌握最新的技术动态，并为未来的创新提供坚实的基础。无论您是研究人员、工程师，还是对数字媒体技术充满好奇的学习者，本书都将是您探索这一迷人领域的理想指南。

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《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》在我看来，不仅仅是一本技术手册，更是一份关于多媒体通信行业演进的记录。我期待书中能够对未来可能出现的新兴编码技术和标准进行展望，例如，基于深度学习的端到端编码，或者在 8K 甚至更高分辨率视频编码中面临的新挑战和解决方案。书中是否会讨论如何应对更复杂的视觉内容，如高动态范围 (HDR) 视频、广色域 (WCG) 视频以及立体视频或全景视频的编码？我特别关注书中对低延迟直播场景的优化策略，以及如何在有限的带宽下实现高质量的实时视频传输。理解这些前沿技术和未来趋势，能够帮助我在不断变化的多媒体技术领域保持领先地位，并为未来的创新做好准备。

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《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》给我最直观的感受是其对技术细节的严谨态度。我特别期待书中能够对编码的各个模块进行详尽的分解和阐释，比如在视频编码部分，从帧内预测、帧间预测（包括运动补偿、合并模式等）、变换编码（DCT/DST）、量化、环路滤波（例如 Deblocking Filter, SAO）到熵编码（CABAC/CAVLC），是否都有深入的数学原理和算法流程的介绍。我希望它能提供一些代码级的伪码或者流程图，帮助我理解这些算法是如何在实际的编解码器实现中工作的。而且，对于不同版本标准的演进，比如从 H.264 到 H.265，再到 H.266，书中是否会详细对比它们在工具集、编码效率上的提升，并分析这些提升背后的技术原因？例如，HEVC 引入的更大尺寸的 CTU (Coding Tree Unit) 和更灵活的变换尺寸，以及 VVC 的分割模式和颜色空间转换，这些都会是我想深入了解的内容。此外，这本书在音频编码方面，是否能涵盖到从 MP3、AAC 到 Opus、AC-4 等更现代的编解码器，并分析它们在不同场景下的优劣势，比如在低比特率下的语音编码和在高比特率下的音乐编码？

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读完《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》的目录和部分章节摘要，我立刻被其内容的广度和深度所吸引。它不仅仅是对现有技术的罗列，更像是对整个多媒体编码历史的梳理和对未来发展趋势的洞察。我特别关注其中关于感知编码 (Perceptual Coding) 和视听觉心理学在编码效率提升方面的应用。例如，它是否会深入讲解如何利用人眼和人耳对不同频率、不同空间区域的敏感度差异，来设计更高效的量化和比特分配策略？我期待书中能够详细阐述心理声学模型和心理视觉模型在 MP3、AAC、以及后续视频编码标准中的具体实现，例如掩蔽效应 (masking effect) 的计算和应用，以及如何根据主观视觉质量指标（如 VMAF）来指导编码参数的调整。另外，对编解码器的复杂性、延迟和能耗的讨论，也可能是我非常看重的一部分。在移动端和物联网设备日益普及的今天，如何在保证高质量的同时，尽可能降低编解码的计算复杂度，实现低功耗运行，是亟待解决的关键问题。这本书能否提供一些关于低复杂度编码技术、硬件加速集成以及针对特定应用场景（如实时通信、流媒体点播、VR/AR）的优化方案，将是我评估其价值的重要标准。

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《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》在我看来，更像是一本能够连接理论与实践的桥梁。我期待书中能够详细阐述变换编码（如 DCT、DST）和量化过程中的数学原理，例如，如何根据信息论的原理来设计最优量化矩阵，以及在量化过程中如何权衡失真和比特率。对于视频编码中的运动补偿，我希望书中能深入分析各种运动估计算法（如全搜索、快速搜索算法如 TSS, HEX, UMHexagon）的原理和复杂度，以及如何利用多模式预测来提高编码效率。书中对于环路滤波器的讲解，例如 Deblocking Filter 和 Sample Adaptive Offset (SAO)，我期望能看到它们如何有效地减少编码伪影，并提供相应的数学模型和参数设置的指导。此外，在音频编码方面，书中是否会介绍一些更先进的感知编码技术，如基于变换的编码 (TTC)、低延迟编解码器（如 Opus），以及它们在不同应用场景下的适用性？例如，在语音通信中，低比特率下的语音清晰度和自然度是关键，而在音乐流媒体中，则需要保证高保真度和动态范围。

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对于《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》这本书，我特别看重其在实际应用中的指导意义。我希望它不仅仅是停留在理论层面，而是能提供一些关于如何在不同硬件平台（如 CPU、GPU、DSP、ASIC）上高效实现编解码算法的见解。例如，书中是否会讨论 SIMD 指令集（如 SSE, AVX, NEON）在加速图像视频处理中的应用？或者，它是否会介绍一些硬件加速器的架构特点，以及如何将编解码算法映射到这些架构上以获得最佳性能？对于流媒体领域，书中可能还会涉及传输协议（如 RTP/RTCP, HLS, DASH）与编码标准如何协同工作，以及如何进行网络适配和缓冲管理。我尤其期待书中能对当前流行的云游戏、VR/AR 直播等场景下的编码需求进行分析，并提供相应的解决方案。理解这些实际的工程实现细节，能帮助我将书中的理论知识转化为实际可用的技术，从而在实际项目中取得成功。

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《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》这本书的标题本身就暗示了一种对技术细节的深入挖掘。我尤其关注书中对熵编码的阐述，包括算术编码 (Arithmetic Coding) 和霍夫曼编码 (Huffman Coding) 的原理，以及它们在不同标准中的具体实现。例如，CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) 是 H.264 和 HEVC 等标准中非常关键的熵编码技术，我期望书中能详细讲解其上下文模型、概率估计以及二元算术编码的实现细节，并分析其相对于 CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding) 的优势。同时，我也希望书中能够对量化过程进行深入的数学分析，包括标量量化和矢量量化，以及它们在不同编码标准中的应用。对变换域中的数据如何进行有效的量化，以最小化感知失真并控制比特率，是编码效率的关键。

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这本书的标题《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》确实很吸引我，作为一名在多媒体领域摸爬滚打多年的工程师，我一直在寻找一本能够系统性地梳理和深入解析图像、视频、音频编码技术及其相关标准发展的权威著作。我预期这本书不仅会涵盖 JPEG、MPEG-2、H.264/AVC、AAC 等经典技术和标准，更会深入到当前最前沿的 HEVC (H.265)、VVC (H.266) 以及 AV1 等新兴标准，并详尽阐述它们背后的算法原理、数学模型以及在实际应用中的优化策略。我特别期待书中能够有详细的数学推导，比如关于离散余弦变换 (DCT) 或离散小波变换 (DWT) 在图像压缩中的作用，以及率失真优化 (Rate-Distortion Optimization, RDO) 在视频编码中的实现细节，甚至是对新编码工具如三角形划分、更复杂的运动预测模式、上下文自适应二进制算术编码 (CABAC) 等进行细致的解读。除此之外，标准化的过程本身也充满挑战，我希望书中能披露一些标准制定背后的权衡、博弈和技术演进的逻辑，以及不同标准之间相互借鉴和发展的脉络。理解这些标准不仅仅是为了掌握技术，更是为了把握整个多媒体通信行业的发展方向，为未来的技术创新奠定坚实基础。这本书的篇幅和内容的深度，将直接决定我能否在其中获得所需的知识和启示，从而在我的工作中更好地应对各种挑战，并可能发现新的研究和开发方向。

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对于《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》这本书，我特别期待它能在音频编码方面提供一些深入的见解。我希望书中能够详细介绍从早期的 PCM、ADPCM 到后来的 MP3、AAC，再到更现代的 Opus、AC-4 等音频编解码技术。例如，MP3 的 MDCT (Modified Discrete Cosine Transform) 变换，AAC 的更先进的心理声学模型和时域/频域混合变换，以及 Opus 在极低比特率下的语音编码和高比特率下的音乐编码的优异表现，这些都是我希望深入了解的内容。书中是否会对比不同音频编码标准在音质、压缩效率、延迟以及计算复杂度方面的优劣，并给出针对不同应用场景（如电话会议、音乐欣赏、电影配乐）的选择建议？理解音频编码的原理和发展脉络，对于构建高质量的音频体验至关重要。

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我一直对多媒体编码标准的制定过程感到好奇，而《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》似乎能够满足我这方面的求知欲。我特别希望书中能够深入探讨标准化的流程，包括各个参与组织的（如 ITU-T VCEG, ISO/IEC MPEG）的角色，以及它们如何协同工作来制定技术规范。它是否会提及一些关键的会议、提案以及最终形成标准的过程中的技术选择和妥协？例如，在 H.264 标准制定过程中，关于熵编码（CABAC vs. CAVLC）的争论，或者在 HEVC 标准化过程中，关于块结构和预测工具的博弈，这些幕后故事和技术决策的逻辑，对我理解标准的演进至关重要。此外，我也很想知道书中是否会讨论标准中的专利问题以及相关的许可机制，这对于任何希望在多媒体领域进行商业化开发的人来说都是一个不可忽视的环节。理解标准是如何从技术概念转化为全球通用的规范，以及在这个过程中遇到的各种挑战，能让我更深刻地认识到多媒体通信行业的复杂性和多面性。

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我对于《Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding》这本书的期待，在于它能够提供一个全面的视角来理解多媒体编码的生态系统。我希望书中不仅能讲解核心的编码技术，还能触及与这些技术紧密相关的其他领域，例如，图像复原和增强技术在编解码流程中的作用，或者在视频编码中如何利用深度学习技术来辅助运动估计、画面修复或内容感知编码。我对书中是否会讨论相关的版权保护技术，如数字水印和内容认证，也感到非常好奇。在日益增长的数字内容传播环境中，如何确保内容的合法性和安全性，是与编码技术同等重要的议题。这本书能否为我提供关于如何整合这些技术，构建一个更完整、更安全的多媒体解决方案的启示，将是我衡量其价值的重要维度。

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