前言

    数字视频技术在通信和广播领域获得了日益广泛的应用,特别是20世纪90年代以来,随着Internet和移动通信的迅猛发展,视频信息和多媒体信息在Internet和移动网络中的处理和传输技术成为了当前我国信息化中的热点。

    众所周知,视频信息具有一系列优点,如直观性、确切性、高效性、广泛性等等。但是视频信息的信息量太大,要使视频得到有效的应用,必须首先解决视频压缩编码问题,其次解决压缩后视频质量保证的问题。这两者是相互矛盾的,是矛盾的两个方面。我们的任务是既要有较大的压缩比,又要保证一定的视频质量。

    为此,人们付出了巨大的辛勤的劳动,现在已结出丰硕的成果。从1984年CCITT公布第一个视频编码国际标准以来,至今已有20年了。ITU-T等国际标准化组织陆续颁布了接近十个视频编码国际标准,大大推动了视频通信和数字电视广播的发展,这也是有目共睹的事实。但是严格地讲,视频通信和数字电视广播这两大领域至今的发展仍不能令人满意,总起来讲,应用的范围不广,主要是视频压缩与质量之间的矛盾不能很好解决。例如,可视电话一直被认为是一种理想的通信设备,可近30年来至今未能普及,就是因为性能价格比不高。

    2003年3月,ITU-T/ISO正式公布了H.264视频压缩标准,由于其具有比以往标准更出色的性能,被人们称为新一代视频编码标准。具体讲,与H.263或MPEG-4相比,在同样质量下,其数码率能降低一半左右;或者说在同样码率下,其信噪比明显提高。这样一来,H.264标准在国际上受到了广泛地重视和欢迎。在这样的背景下,我们编写了这一本书,对其进行详细介绍。

    本书的特点是取材新颖、内容全面。它不仅重点论述了H.264,而且首先介绍了数字视频和视频编码的基础知识,介绍了已有的若干视频编码国际标准(特别是MPEG-4),以便为进一步学习H.264打下良好的基础。

    全书共9章,在H.264部分(第6~9章)详尽地论述了H.264的特点、编码器原理、解码器原理、编解码器的实现方案。为了更好地理解H.264编解码器的原理及其实现方案,第7章详细介绍了H.264码流的句法和语义。最后对H.264视频编码传输的QoS进行了专门地论述。

    本书可作为通信、广播电视专业高校本科生教材,并可供该领域的硕士生、博士生深入研究用,也可供广大的视频技术、视频服务领域的技术人员参考用。

    本书由毕厚杰教授主编,撰写了第1~4章及第6章前3节。左雯撰写了第5章。马国强、徐苏珊撰写了第7章。焦良葆、王健撰写了第9章。其余部分由方晖、焦良葆、王健、马国强、左雯、李涛、徐苏珊、鹿宝生等人共同编写完成。全书由毕厚杰负责审稿,左雯负责校对。

    本书编写过程中,得到了南京大学章德教授、陈启美教授的多方支持,特此深表谢意。本书的编写也引用了不少参考文献,特向这些作者表示诚挚的谢意。

    由于时间仓促及水平有限,书中难免出现不当之处,恳请广大读者批评指正,以便再版时进一步修正。

    编者