前言

在信息化高速发展的21世纪，网络技术已经全面服务于我们社会的生产和生活。其中，视频信息因其直观、生动、易于接受等优点，在数量和重要性方面均处于举足轻重的位置。社会对海量视频信息交流的需求一直在不断增加，从网络传输中视频数据量的持续高涨可窥见一斑。

如今，通信网络的发展，尤其是因特网和无线传输方式的普及，使网络如空气般时时刻刻充满了世界的各个角落。在网络上传输视频、进行视频信息交互已成为大家日常生活和工作的一部分。回顾网络和视频发展的历程，起初的通信网络，从模拟到数字、从专网到公网、从单媒体到多媒体……历经了DSL、ISDN、ATM的过渡，目前已向真正的综合业务数据网发展，即统一的IP网络，所有的用户、各种媒体信息都以数字化的形式在IP网络上传输。几乎与此同时，初期的视频也从模拟电视、广播网络，逐步发展到数字视频、数字网络，现在正向IP网络视频转化，成为网络中的主要媒体之一。

近十几年，在IP网络上传输视频的技术已经获得了长足进展。但是，由于视频向高清晰度、立体、多视点方向发展，由此带来的海量视频数据的增长速度常将网络带宽的增长速度远远甩在后面。因而给网络视频的传输带来了两方面的问题：一是海量视频数据和有限网络带宽之间的矛盾；二是视频信息实时传输要求和IP网络尽力传送能力之间的矛盾。IP网络视频传输技术的发展基本上就是围绕不断解决这两个问题而展开的。一方面是对视频信号的压缩处理，使压缩后的视频信息的数据量大大减少，从而减轻网络带宽的负担；另一方面是改进IP网络的结构和协议，使现有的IP网络具有良好的实时传输功能。两个方面的改进相互融合，朝着一个目标努力，使网络的视频传输能够逐步达到实时、准确、高质量的要求。

在这两方面的努力中，IP网络视频传输技术近年来发展迅速，新理论、新技术和新标准层出不穷。我们认为，很有必要对其中影响较大的若干关键技术、标准进行分析、比较和总结，力图为从事这方面工作或对该领域感兴趣的广大技术人员、研究人员、本科生、研究生提供一个了解和学习IP网络视频传输新技术的便利窗口，而这就是本书编写的初衷。

本书主要涉及IP网络视频传输中两个方面的关键技术：一是视频信号的处理，二是IP网络的控制。视频处理主要涉及视频压缩、编码标准和压缩视频的流化等方面；网络控制主要涉及网络协议、传输控制和差错控制等方面。全书共12章，可划分为如下4部分。

第一部分为第1~5章。第1章在总体上简要介绍适应网络传输需要的视频信号处理的基本情况。在此基础上，第2~5章主要介绍视频压缩处理和IP网络传输方面的基本知识。首先对视频处理技术进行分析，其中，第2章介绍视频编码的基本原理和主要方法，第3章介绍视频编码的最新标准HEVC/H.265及其所采用的关键技术；然后对网络技术进行分析，其中，第4章介绍IP网络的分层结构和主要协议，第5章介绍现今发展最为迅速的无线IP网络的传输环境、网络种类和传输方式。

第二部分为第6~8章。主要介绍IP网络中视频流传输的关键技术和主要标准。其中，第6章介绍为适应IP网络传输需要而进行的压缩视频信号的流化，第7章介绍经典的流媒体网络传输方式和协议，第8章介绍为克服经典IP网络传输方式的不足而新开发制定的DASH传输标准及其关键技术。

第三部分为第9~11章。主要介绍为保证视频在IP网络上顺利传输而采取的一些措施。其中，第9章介绍IP网络传输的质量保证和传输控制，第10章介绍主要的传输差错控制技术，第11章介绍和标清、高清、超高清视频网络传输有关的标准和同步技术。

第四部分为第12章。简要介绍几种IP网络视频的应用系统，包括移动视频直播系统、远程视频会议系统、远程视频监控系统和IPTV系统等。

本书以从事信号处理、通信工程、计算机应用、广播电视及自动控制等领域的工程技术人员，大专院校相关专业的高年级学生、研究生或教师为主要阅读对象。

本书的编写力图体现以下3个特点：一是较为全面地描述和分析IP网络和数字视频方面的基本原理、关键技术和相关标准；二是重点关注IP网络视频传输方面出现的新发展、新技术和新标准；三是适当介绍IP网络视频传输的应用实例，以增强读者的感性认识。

在本书编写过程中，我们得到了多位教师和研究生的帮助和参与，书中也引用了他人的著作、论文、网文和报告等。在此，对所有有助于本书编写的师生和参考文献的作者表示深切的谢意。对在本书选题、确定内容和编辑整理过程中不辞辛劳的责任编辑邢建春表示由衷的感谢。

由于当今网络传输技术、视频编码技术飞速发展，且受限于作者的学术水平，加之编写时间仓促，书中的错误和不足之处在所难免，真诚欢迎广大读者予以批评指正。

作者

2017年5月