新一代通用视频编码H.266/VVC：原理、标准与实现

图书标准信息

• 作者 万帅
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2022-07
• 版次 1
• ISBN 9787121439278
• 定价 129.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 392页
• 字数 612千字

【内容简介】

本书系统全面地介绍了新一代的通用视频编码标准H.266/VVC，讲解了相关编码原理和实现方法，并对相应标准语法语义进行了模块化的解读。全书共13 章。第1 章概述了视频编码国际标准和H.266/VVC的发展历程，介绍了H.266/VVC 的特色技术。第2 章讨论了数字视频格式和H.266/VVC 编码视频格式。第3 章详细解析了H.266/VVC 编码结构及参数集，并介绍了H.266/VVC 的档次、层和级别。第4～10 章为H.266/VVC 编码技术的分模块论述和语法语义解析，包括帧内预测编码、帧间预测编码、变换编码、量化、熵编码、环路滤波和面向多样化视频的编码工具。第11～13 章针对H.266/VVC 的实现和应用，详细介绍了H.266/VVC 的网络适配层、率失真优化和速率控制。 本书可作为电子信息类和广播电视类本科高年级学生和研究生的相关课程教材，也可供视频技术研究领域的研究生、教师、工程师参考，并且适合相关技术人员作为解读H.266/VVC 标准的参考用书。

【作者简介】

万帅，西北工业大学电子信息学院教授/博士生导师，澳大利亚皇家墨尔本理工大学兼职教授。2001年和2004 年先后于西安电子科技大学通信工程学院获工学学士和工学硕士学位，2007年获伦敦大学（Queen Mary学院）博士学位。2008年获英国工程学会IET颁发国际会议（VIE2008）杰出贡献奖。主持国家自然科学基金2项，省部级基金项目2项，与OPPO、华为海思等知名企业合作项目8项，参与多项国家自然科学基金、863等重要科研项目。近年来与OPPO合作，持续参与视频编码、点云压缩等国际国内标准，已有多项技术被国际国内标准接受。

【目录】

目录

第1章  绪论1

1.1  视频压缩与编码概述1

1.1.1  视频1

1.1.2  视频压缩与编码2

1.2  视频编码标准4

1.2.1  什么是视频编码标准4

1.2.2  视频编码标准的发展5

1.3  H.266/VVC简介13

1.3.1  标准化历程13

1.3.2  编码框架及编码工具14

参考文献16

第2章  数字视频格式19

2.1  数字视频19

2.1.1  色彩20

2.1.2  亮度动态范围23

2.1.3  量化深度25

2.1.4  空间分辨率25

2.1.5  时间分辨率26

2.1.6  全景视频27

2.2  数字视频格式28

2.2.1  色度亚采样28

2.2.2  数字视频格式的规范标准29

2.3  H.266/VVC编码视频格式35

2.3.1  编码图像格式35

2.3.2  解码图像格式37

参考文献43?

第3章  编码结构44

3.1  编码结构概述44

3.2  多层视频及参数集46

3.2.1  多层视频编码结构46

3.2.2  视频参数集48

3.3  视频序列及参数集51

3.3.1  编码视频序列51

3.3.2  图像类型52

3.3.3  序列参数集53

3.4  图像及参数集61

3.4.1  图像参数集62

3.4.2  图像头65

3.5  SLICE69

3.6  TILE71

3.6.1  Tile划分72

3.6.2  Slice与Tile72

3.7  子图像73

3.8  树形编码单元74

3.8.1  CU划分75

3.8.2  图像边界上的CU划分77

3.8.3  CU的相关语法元素77

3.9  档次、层和级别79

3.9.1  档次80

3.9.2  层和级别80

参考文献81

第4章  帧内预测编码82

4.1  视频预测编码技术82

4.1.1  预测编码技术82

4.1.2  帧内预测编码技术84

4.1.3  H.266/VVC帧内预测编码概述86

4.2  参考像素值获取89

4.2.1  参考像素范围89

4.2.2  参考像素滤波91

4.3  预测值计算92

4.3.1  传统预测模式92

4.3.2  宽角度预测模式96

4.3.3  基于矩阵的预测模式97

4.4  预测值修正100

4.5  帧内子区域划分102

4.6  分量间线性模型预测103

4.6.1  亮度分量下采样103

4.6.2  线性模型参数104

4.6.3  色度预测值105

4.6.4  相关语法元素介绍106

4.7  帧内预测模式编码106

4.7.1  亮度预测模式编码106

4.7.2  色度预测模式编码109

参考文献110

第5章  帧间预测编码112

5.1  帧间预测编码概述112

5.1.1  帧间预测编码原理112

5.1.2  帧间预测编码关键技术115

5.1.3  H.266/VVC帧间预测编码概述121

5.2  亚像素插值123

5.2.1  插值滤波器选择123

5.2.2  亚像素插值方法125

5.3  MERGE模式126

5.3.1  常规Merge模式126

5.3.2  Skip模式130

5.3.3  带有运动矢量差的Merge模式131

5.3.4  联合帧内帧间预测模式133

5.4  几何划分预测模式134

5.4.1  基本原理134

5.4.2  标准实现136

5.4.3  相关语法元素141

5.5  高级运动矢量预测技术141

5.5.1  常规AMVP模式141

5.5.2  对称运动矢量差分编码技术143

5.5.3  自适应运动矢量精度144

5.6  基于子块的帧间预测模式146

5.6.1  基于子块的时域MV预测技术146

5.6.2  基于子块的仿射运动补偿148

5.6.3  仿射Merge模式149

5.6.4  仿射AMVP模式153

5.7  解码端运动矢量细化155

5.8  基于光流场的预测值修正158

5.8.1  基于光流的预测值修正158

5.8.2  双向光流预测值修正159

5.8.3  基于光流的仿射预测修正163

5.9  帧间加权预测165

5.9.1  Slice级加权预测166

5.9.2  CU级双向加权预测（BCW）168

5.10  帧间预测模式组织结构169

参考文献171

第6章  变换编码173

6.1  变换概述173

6.1.1  离散余弦变换174

6.1.2  整数离散余弦变换176

6.1.3  离散正弦变换179

6.1.4  整数离散正弦变换180

6.1.5  H.266/VVC中的变换182

6.2  主变换182

6.2.1  主变换的基本原理183

6.2.2  主变换的标准实现185

6.3  二次变换190

6.3.1  二次变换的基本原理190

6.3.2  二次变换的标准实现193

6.4  哈达玛变换195

6.4.1  哈达玛变换的原理及特点195

6.4.2  哈达玛变换的应用196

参考文献197

第7章  量化199

7.1  标量量化199

7.1.1  基本原理199

7.1.2  均匀标量量化200

7.1.3  Lloyd-Max量化器202

7.1.4  熵编码量化器203

7.2  矢量量化204

7.2.1  基本原理204

7.2.2  网格编码量化205

7.3  H.266/VVC量化206

7.3.1  H.266/VVC标量量化207

7.3.2  率失真优化量化209

7.3.3  依赖量化210

7.3.4  量化参数213

7.3.5  量化矩阵215

参考文献217

第8章  熵编码219

8.1  熵编码基本原理219

8.1.1  熵219

8.1.2  变长编码221

8.1.3  指数哥伦布编码222

8.1.4  算术编码224

8.2  零阶指数哥伦布编码226

8.2.1  零阶指数哥伦布编码简介226

8.2.2  H.266/VVC中的零阶指数哥伦布编码227

8.3  CABAC232

8.3.1  CABAC的原理232

8.3.2  H.266/VVC中的CABAC236

8.4  变换系数熵编码239

8.4.1  变换系数扫描239

8.4.2  最后一个非零系数位置信息编码240

8.4.3  非零系数幅值信息编码242

8.4.4  变换跳过残差熵编码246

8.4.5  相关语法元素247

参考文献247

第9章  环路滤波249

9.1  亮度映射与色度缩放250

9.1.1  LMCS技术251

9.1.2  LMCS的实现252

9.1.3  LMCS的相关语法元素254

9.2  去方块滤波256

9.2.1  滤波决策257

9.2.2  滤波操作264

9.2.3  DBF的相关语法元素267

9.3  样点自适应补偿267

9.3.1  SAO技术268

9.3.2  SAO的实现270

9.3.3  SAO的相关语法元素275

9.4  自适应环路滤波277

9.4.1  维纳滤波277

9.4.2  ALF技术278

9.4.3  亮度ALF280

9.4.4  色度ALF284

9.4.5  分量间ALF284

9.4.6  ALF的相关语法元素286

参考文献288

第10章  面向多样化视频的编码工具290

10.1  全景视频编码290

10.1.1  水平环绕运动补偿290

10.1.2  虚拟边界取消环路滤波292

10.2  屏幕内容视频编码293

10.2.1  帧内块复制293

10.2.2  变换跳过模式的残差编码296

10.2.3  块差分脉冲编码调制297

10.2.4  调色板模式298

10.2.5  自适应色度变换301

参考文献303

第11章  网络适配层304

11.1  分层结构304

11.2  网络适配层单元306

11.2.1  NALU头307

11.2.2  NALU载荷309

11.3  视频比特流中的NALU311

11.4  网络适配层单元的应用313

11.4.1  字节流应用313

11.4.2  分组流应用314

参考文献318

第12章  率失真优化319

12.1  率失真优化技术319

12.1.1  率失真理论319

12.1.2  视频编码中的率失真优化326

12.2  H.266/VVC中的率失真优化330

12.2.1  视频图像组的率失真优化330

12.2.2  片层的率失真优化333

12.2.3  CTU层的率失真优化334

12.2.4  CU层的率失真优化334

12.3  VTM中的率失真优化方法335

12.3.1  CTU编码优化335

12.3.2  CU划分模式判别336

12.3.3  帧内预测模式判别340

12.3.4  帧间预测模式判别341

参考文献345

第13章  速率控制347

13.1  视频编码速率控制347

13.1.1  速率控制的基本原理347

13.1.2  缓冲机制349

13.1.3  速率控制技术350

13.2  H.266/VVC速率控制356

13.2.1  目标比特分配356

13.2.2  量化参数确定358

参考文献361

附录A  术语及英文解释363

附录B  专业名词缩写376