内容简介
《视频编码率失真优化技术及应用》是一部聚焦于视频编码领域前沿技术的学术著作，系统探讨了视频编码中的率失真优化技术及其在实际应用中的创新解决方案。《视频编码率失真优化技术及应用》以视频数据的高效压缩为核心，结合当前视频编码技术的发展趋势与实际需求，深入分析了视频编码的关键技术、低复杂度变换方法、光场图像压缩策略以及面向机器视觉的视频编码优化等问题。
在研究背景与意义部分，作者指出，随着视觉技术的飞速发展，图像/视频数据呈现爆炸式增长，如何在有限的存储和传输资源下实现高质量的视频重建已成为亟待解决的难题。现有的视频编码标准在提升压缩效率的同时，往往伴随着编码复杂度的显著增加，这在实际应用中带来了较大的限制。此外，三维视觉技术的兴起，尤其是光场图像的广泛应用，对视频编码技术提出了新的挑战。针对这些问题，作者提出了基于率失真优化的新型编码方法，旨在在降低编码复杂度的同时，提升编码性能。
书中详细阐述了视频编码的关键技术，包括混合编码框架、预测编码、变换编码以及率失真优化等核心内容。在此基础上，作者提出了低复杂度帧内多核变换方法，通过相邻帧内预测模式下的变换核对偶互换机制，有效降低了计算复杂度，同时保证了压缩性能。针对光场图像的高效压缩问题，作者设计了一种基于伪视频序列的压缩方法，通过子视点扫描方式和时域传播链优化，显著提升了压缩效率。
此外，《视频编码率失真优化技术及应用》还探讨了面向目标检测的视频编码优化问题，提出了一种基于内容分析一致性的编码方法，将视频内容分析失准作为优化目标，从而更好地满足机器视觉任务的需求。在实验验证部分，作者通过大量对比实验，验证了所提方法的高效性和优越性。
全书内容丰富，理论与实践相结合，不仅为视频编码领域的研究提供了新的思路，也为相关技术的实际应用提供了重要的参考价值。《视频编码率失真优化技术及应用》适合从事视频编码、图像处理及相关领域的研究人员、工程师和研究生阅读，是视频编码研究领域的一部重要参考文献。
目录
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 4
1.2.1 视频编码标准的发展过程 4
1.2.2 视频变换编码研究现状 6
1.2.3 光场图像压缩研究现状 8
1.2.4 面向机器视觉的视频编码 10
1.2.5 面向人机混合视觉的视频编码 13
1.3 主要贡献与创新 15
1.4 结构安排 16
第二章 视频编码关键技术
2.1 混合编码框架 18
2.2 预测编码 19
2.2.1 编码单元 20
2.2.2 帧内预测 22
2.2.3 帧间预测 25
2.3 变换编码 29
2.3.1 变换单元 29
2.3.2 自适应多核变换 30
2.3.3 信号依赖变换 32
2.3.4 二次变换 33
2.4 视频编码中的编码结构 33
2.5 视频编码中的误差度量 35
2.6 率失真优化 36
2.6.1 独立率失真优化 38
2.6.2 全局率失真优化 42
2.7 本章小结 44
第三章 低复杂度帧内多核变换
3.1 问题描述 45
3.2 相邻帧内预测模式下的变换核对偶互换机制 47
3.3 相邻帧内预测模式变换核选择 51
3.3.1 模式依赖变换核选择 53
3.3.2 基于对偶互换机制的亮度分量变换核选择 57
3.3.3 色度分量变换核选择 58
3.3.4 基于对偶互换机制的模式依赖变换 59
3.4 实验结果 60
3.4.1 实验设置 60
3.4.3 消融实验 61
3.4.3 对比方法描述 67
3.4.4 算法性能对比 68
3.5 本章小结 72
第四章 基于伪视频序列的光场图像压缩
4.1 光场表示与数据采集 73
4.1.1 光场表示 74
4.1.2 光场数据采集 75
4.1.3 光场图像数据 77
4.2 基于伪视频序列的光场图像压缩 78
4.2.1 子视点扫描方式设计 79
4.2.2 算法流程 80
4.3 算法改进 81
4.3.1 时域传播链 81
4.3.2 拉格朗日乘子求解 85
4.3.3 量化参数调节 86
4.3.4 算法流程 87
4.4 实验结果 88
4.4.1 实验数据 88
4.4.2 对比算法 90
4.4.3 算法性能对比 92
4.4.4 讨论与分析 98
4.5 本章小结 101
第五章 面向目标检测的视频编码优化
第六章 AVS2编码性能优化
第七章 总结与展望
参考文献 153
前言/序言
序
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中国工程院院士 邓龙江
2024年12月
