本書比較系統地介紹了圖像通信的相關基礎和技術，主要內容包括：人眼的視覺特性，圖像和圖像通信的含義與特點，視頻圖像信號的數字化，圖像質量評價方法，圖像壓縮編碼方法及相關國際、國家標準，圖像通信協議框架，以及圖像通信中的質量控制技術。本書注重圖像壓縮編碼基本方法、視頻圖像壓縮編碼國際標準與圖像通信協議的介紹，兼顧相關前沿技術及新標準的發展，內容比較豐富，敘述深入淺出，并配有大量圖表，列舉了一些實例；每章均附有習題與思考題，適合教學和自學。本書可作為高等院校電子信息與通信工程類相關專業的本科生教材，也可作為聲像傳輸、圖像通信工程相關領域從事科研、管理、維護等工作的工程技術人員的培訓教材或參考資料。
前 言
隨著信息時代的到來，視頻圖像通信技術飛速發展，國際電信聯盟ITU和國際標準化ISO不斷推出視頻圖像壓縮編碼和圖像通信相關國際標準，視頻圖像通信已成為日常工作、生活不可或缺的一部分。我國的數字音視頻編解碼技術標準（AVS）工作組自2002年成立以來，經過10多年的努力已成功制定一系列視頻編碼標準，這些標準不僅與最新的國際標準相兼容，而且具有自主的知識產權。為便于初步接觸視頻通信的人們較快入門，讓從事視頻通信設備操作、維護和管理的人們能夠了解視頻通信的基本工作原理與方法，編者根據多年從事音視頻教學的實踐經驗，在圖像通信相關培訓教材的基礎上重新整理編寫了此書。
本書既介紹圖像壓縮編碼的基本原理與方法，也介紹圖像壓縮編碼和圖像通信的相關國際標準、協議與國家標準；既注重體現H.265等最新國際標準，又論述了我國具有自主知識產權的AVS系列視頻編碼標準。就其廣度和深度而言，主要針對初學者，并力求兼顧具有一定基礎的不同讀者或培訓對象的需求。
全書共分6章。第1章為圖像與圖像通信概論，包括人眼的視覺特性，圖像的基本概念，圖像通信概述；第2章為視頻圖像數字化及質量評價方法，介紹視頻信號的基本概念，視頻信號的數字化，數字視頻格式，圖像質量的評價；第3章為圖像壓縮編碼方法，介紹圖像壓縮編碼的理論與方法，闡述熵編碼、預測編碼和變換編碼；第4章闡述圖像壓縮編碼標準，包括靜止圖像壓縮編碼標準，H.26x、MPEGx系列視頻壓縮編碼標準，以及我國具有自主知識產權的視頻壓縮編碼標準AVS；第5章為圖像通信協議，介紹圖像通信協議體系，圖像通信的相關標準，H.320協議，H.323協議，H.324協議，SIP協議，基于網絡的數字視頻傳輸協議；第6章介紹圖像通信中的質量控制技術，包括圖像傳輸對網絡的要求，圖像傳輸手段，圖像通信中的碼率控制、差錯控制。每一章均配有習題與思考題。
本書由吳樂華、杜鹢擔任主編，負責綱目擬定、組織編寫和統稿工作。
本書編寫采取了全體編委集體討論、分工合作的方式，編寫任務具體分工為：第1章、第3章由吳樂華編寫；第2章2.1～2.3節由張洪英編寫，2.4節由楊琬編寫；第4章4.1節及4.3.1、4.3.2小節由朱桂斌編寫，4.2.1、4.3.3兩小節由李元偉編寫，4.2.2、4.3.4兩小節由單東晶編寫，4.4節由張杰良編寫，4.5節由杜鹢編寫；第5章5.1～5.6節由杜鹢編寫，5.7節由朱桂斌編寫；第6章由朱桂斌編寫。
在本書的編寫過程中，參考和引用了他人的研究成果和書籍，這些資料已在本書的參考文獻中列出，特在此對文獻的著作者們表示由衷的謝意。
在本書的編寫過程中，盡管我們力求文字準確，說理清楚，但由于水平有限，時間倉促，書中難免存在一些謬誤和不足，懇請讀者批評指正。
編 者
1994年4月畢業分配到重慶通信學院，歷任助教、講師、副教授、教授。主要從事多媒體通信，以及視頻通信技術及應用等教學與科研工作；主編或參編教材5部。
目 錄
第1章 圖像與圖像通信概論1
1.1 人眼的視覺特性1
1.1.1 可見光1
1.1.2 人眼的視敏特性2
1.1.3 人眼的亮度視覺3
1.1.4 人眼的彩色視覺4
1.1.5 人眼的立體視覺5
1.1.6 人眼的視覺惰性和閃爍感覺5
1.1.7 人眼的分辨力6
1.2 圖像的基本概念8
1.2.1 圖像信息的特點8
1.2.2 圖像的分類9
1.2.3 圖像的順序傳送9
1.2.4 彩色混合的三基色原理13
1.3 圖像通信概述19
1.3.1 圖像通信的分類20
1.3.2 圖像通信系統的組成20
習題與思考題22
第2章 視頻圖像數字化及質量評價方法23
2.1 視頻信號23
2.1.1 視頻信號的類型23
2.1.2 模擬視頻信號24
2.2 視頻信號的數字化26
2.2.1 彩色視頻信號的數字化方式26
2.2.2 彩色視頻信號的分量編碼27
2.2.3 彩色空間轉換30
2.3 數字視頻格式30
2.3.1 ITUT BT.601建議的數字視頻格式31
2.3.2 CIF格式32
2.3.3 高清格式34
2.4 圖像質量的評價35
2.4.1 圖像質量與失真效應35
2.4.2 圖像質量的主觀評價37
2.4.3 圖像質量的客觀評價40
2.4.4 數字視頻客觀質量評價47
習題與思考題53
第3章 圖像壓縮編碼方法55
3.1 圖像壓縮編碼的理論與方法55
3.1.1 信源模型及其信息熵55
3.1.2 無失真編碼理論59
3.1.3 限失真編碼理論60
3.1.4 圖像壓縮編碼的基本方法63
3.2 熵編碼65
3.2.1 Huffman編碼65
3.2.2 算術編碼69
3.3 預測編碼76
3.3.1 差分脈沖編碼調制76
3.3.2 圖像的預測編碼81
3.4 變換編碼93
3.4.1 離散K-L變換93
3.4.2 DCT變換95
3.4.3 小波變換100
習題與思考題117
第4章 圖像壓縮編碼標準119
4.1 概述119
4.1.1 圖像壓縮編碼的標準化組織119
4.1.2 圖像壓縮編碼標準化發展史120
4.2 靜止圖像壓縮編碼標準124
4.2.1 JPEG圖像編碼標準124
4.2.2 JPEG2000圖像編碼標準130
4.3 H.26x系列視頻壓縮編碼標準137
4.3.1 H.261視頻編碼標準137
4.3.2 H.263、H.263 和H.263 視頻編碼標準142
4.3.3 H.264視頻編碼標準147
4.3.4 H.265視頻編碼標準158
4.4 MPEGx系列視頻壓縮編碼標準173
4.4.1 MPEG1標準173
4.4.2 MPEG2標準178
4.4.3 MPEG4標準184
4.5 AVS系列視頻壓縮編碼標準192
4.5.1 AVS視頻編碼標準192
4.5.2 AVS2視頻編碼標準199
4.5.3 AVS 視頻編碼標準206
習題與思考題209
第5章 圖像通信協議211
5.1 圖像通信協議體系211
5.2 圖像通信的相關標準212
5.2.1 G系列標準212
5.2.2 T.120系列標準218
5.2.3 H.200系列標準219
5.3 H.320協議223
5.3.1 H.320協議框架223
5.3.2 H.320視頻系統結構224
5.3.3 H.320會議電視終端結構225
5.4 H.323協議225
5.4.1 H.323協議框架226
5.4.2 H.323視頻系統結構227
5.5 H.324協議230
5.5.1 H.324協議框架230
5.5.2 H.324M移動視頻通信標準框架230
5.6 SIP協議231
5.6.1 SIP協議組成231
5.6.2 SIP的信令協議232
5.6.3 基于SIP的視頻系統233
5.6.4 SIP與H.323的區別234
5.7 基于網絡的數字視頻傳輸協議236
5.7.1 實時傳輸協議（RTP）236
5.7.2 實時傳輸控制協議（RTCP）238
5.7.3 實時流協議（RTSP）240
5.7.4 資源預留協議（RSVP）242
5.7.5 RTP/RTCP、RTSP和RSVP的關系244
習題與思考題245
第6章 圖像通信中的質量控制技術247
6.1 圖像傳輸對網絡的要求247
6.2 圖像傳輸手段248
6.2.1 普通導線傳輸248
6.2.2 光纖通信249
6.2.3 無線通信249
6.2.4 微波通信250
6.2.5 衛星通信251
6.3 圖像通信中的碼率控制252
6.3.1 碼率控制的必要性252
6.3.2 碼率控制的基本原理252
6.3.3 碼率控制的模式253
6.3.4 碼率控制的典型方法255
6.4 圖像通信中的差錯控制256
6.4.1 編碼端差錯控制技術257
6.4.2 解碼端差錯隱藏技術260
6.4.3 編碼端和解碼端交互式抗差錯技術262
習題與思考題263
附錄A JPEG標準編碼數據264
參考文獻268
新書資訊