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第1章　数字视频基础1

1.1　人类视觉系统1

1.1.1　人眼的构造1

1.1.2 可见光谱与视觉2

1.1.3　亮度、颜色与立体感觉3

1.1.4　视觉特性4

1.1.5　视觉系统模型7

1.2　彩色模型9

1.2.1　三基色原理与相加混色9

1.2.2　彩色色度学模型10

1.2.3 工业彩色模型15

1.2.4 HIS模型16

1.3　视频17

1.3.1　视频表示17

1.3.2　视频信息和信号的特点18

1.3.3　模拟视频18

1.3.4　数字视频23

1.4　多维随机信号分析25

1.4.1　多维信号与系统25

1.4.2　二维离散傅里叶变换26

1.4.3　随机图像27

1.4.4 平稳随机图像通过线性移不变系统29

1.5　视频信号数字化30

1.5.1　模拟视频数字化模型30

1.5.2　视频信号取样31

1.5.3　图像量化34

1.6　数字视频质量评价40

1.6.1　视频图像主观评价40

1.6.2　视频图像客观评价40

1.7　视频模型41

1.7.1　照明模型41

1.7.2　摄像机模型42

1.7.3　物体模型45

习题46

参考文献46

2.1.1　几个基本概念48

2.1　概述48

第2章　二维运动估计48

2.1.2　二维运动估计50

2.1.3　二维运动模型及估计方法52

2.2　基于光流的运动估计53

2.2.1 光流方程53

2.2.2　多点邻域约束54

2.2.3　运动平滑约束54

2.2.4　有向平滑约束56

2.3　基于像素的运动估计56

2.3.1　位移帧差56

2.3.2　多点邻域约束57

2.3.3　像素递归法57

2.3.4　基于贝叶斯准则的方法59

2.4　基于块的运动估计60

2.4.1　概述60

2.4.2　相位相关法61

2.4.3　块匹配法62

2.4.4　降低计算复杂度的方法64

2.4.5　可变形块匹配法68

2.5　基于网格的运动估计71

2.5.1　概述71

2.5.2　基于网格的运动估计方法72

2.6.2　区域分割与运动估计74

2.6.1　概述74

2.6　基于区域的运动估计74

2.7　全局运动估计76

2.7.1 概述76

2.7.2　直接估计法76

2.7.3　间接估计法76

2.8　多分辨率运动估计77

2.8.1　概述77

2.8.2　分层块匹配法78

习题79

参考文献79

3.2　基于特征对应的运动估计81

3.2.1 概述81

第3章　三维运动估计81

3.1　概述81

3.2.2　最小二乘估计82

3.2.3　正交投影下的运动估计82

3.2.4　透视投影下的运动估计84

3.2.5　平面模型下的运动估计87

3.3　基于光流的运动估计89

3.3.1　概述89

3.3.2　正交投影下的运动估计90

3.3.3　透视投影下的运动估计91

3.4　直接运动估计92

3.4.1　概述92

3.3.4　平面模型92

3.4.2　平面模型93

3.5　运动目标分割94

3.5.1　概述94

3.5.2　直接分割法94

3.5.3　基于光流的分割法96

3.5.4　同时进行运动分割和运动估计的方法99

3.6　运动目标跟踪101

3.6.1　概述101

3.6.2　Kalman滤波器102

3.6.3　二维运动跟踪103

3.6.4　三维运动跟踪106

习题108

参考文献108

4.1　概述110

第4章　视频编码基础110

4.2　视频编码的理论基础111

4.2.1　无失真编码理论基础111

4.2.2　有损编码理论基础114

4.2.3　视频压缩的途径115

4.3　离散信源的无失真编码116

4.3.1　霍夫曼编码117

4.3.2　算术编码118

4.3.3　游程编码119

4.4　视频编码系统的组成120

习题121

参考文献122

第5章　数字视频编码123

5.1　预测编码123

5.1.1　预测编码原理123

5.1.2 帧内编码125

5.1.3 帧间编码125

5.2　变换编码127

5.2.1　变换编码原理127

5.2.2　离散余弦变换编码127

5.2.3　小波变换编码130

5.3　基于内容的视频编码140

5.3.1　分形编码140

5.3.2　纹理编码142

5.3.3　二维形状编码143

5.3.4　基于区域的视频编码146

5.3.5　基于对象的视频编码146

5.3.6　基于知识和语义的视频编码147

5.4　分级视频编码148

习题150

参考文献150

第6章　数字视频编码标准152

6.1　概述152

6.1.1　视频图像编码的国际标准152

6.1.2　视频编码标准化组织153

6.2.1 JPEG简介154

6.2 JPEG与JPEG 2000154

6.2.2 JPEG 2000159

6.3 H.26X163

6.3.1 H.261163

6.3.2 H.263166

6.3.3 H.264170

6.4 MPEG175

6.4.1 MPEG-1175

6.4.2 MPEG-2178

6.4.3 MPEG-4184

习题195

参考文献195

7.1　立体视觉197

7.1.1　单眼立体信息197

第7章　三维视频处理197

7.1.2　双眼立体信息198

7.2　立体成像原理200

7.2.1　平行摄像机配置201

7.2.2　会聚摄像机配置202

7.3　视差估计203

7.3.1　视差场分析203

7.3.2　视差估计方法204

7.3.3　视差估计的快速算法209

7.3.4　视差估计残差图像的编码211

7.4　三维变换编码214

7.5　基于对象的三维编码217

7.7.1　借助辅助工具的立体显示技术218

7.6　基于模型的三维编码218

7.7　立体视频显示技术218

7.7.2 自由立体显示技术220

7.7.3　真三维立体显示技术221

习题222

参考文献222

第8章　数字视频水印224

8.1　信息隐藏概述224

8.1.1　信息隐藏定义224

8.1.2　信息隐藏原理224

8.1.3　信息隐藏系统组成224

8.1.6　信息隐藏应用225

8.1.5　信息隐藏系统特性225

8.1.4　信息隐藏分类225

8.2　数字水印原理226

8.2.1　研究背景226

8.2.2　数字水印与信息隐藏226

8.2.3　数字水印系统组成227

8.2.4　数字水印系统特性227

8.2.5　数字水印技术分类228

8.2.6　水印信号的生成229

8.3　视频水印概述230

8.3.1　视频水印的定义230

8.3.2　视频水印的特点230

8.3.3　视频水印的模型230

8.3.4　视频水印的分类231

8.3.5　视频水印的主要应用领域232

8.4　视频水印关键技术232

8.4.1　视频水印生成232

8.4.2　视频水印嵌入233

8.4.3　视频水印检测与提取233

8.4.4　视频水印攻击235

8.5　视频水印算法236

8.5.1　概述236

8.5.2　原始视频水印236

8.5.3　压缩域视频水印240

习题243

参考文献243