数字电视技术 高清晰度数字视频原理与应用 第3版PDF电子书下载

前言 1

序言 7

第1章 DTV之路 9

1.1 概述 9

1.1.1 先驱者 9

1.1.2 传输标准 12

1.1.3 传统的电视系统 15

1.2 HDTV的早期发展 18

1.2.1 1125/60设备的开发 19

1.2.2 1125/60制式 21

1.2.3 欧洲的HDTV制式 22

1.2.4 对HDTV标准的预期 23

1.2.5 数字制式出现 24

1.2.6 数字视频广播 25

1.2.7 电影业的卷入 26

1.2.8 政治上的考虑 26

1.2.9 术语 27

1.3 HDTV的建议路线 28

1.3.1 第2轮制式测试 29

1.3.2 大联盟的建立 31

1.3.3 测试大联盟系统 32

1.3.4 大联盟工作的最后一部分 34

1.3.5 数字广播开始 34

1.3.6 继续ATSC标准的工作 35

1.3.7 一次惊人的挑战 37

1.3.8 FCC评审数字电视转换进程 38

1.4 HDTV制式的兼容性 40

1.4.3 代码转换功能 41

1.4.2 兼容业务适配器 41

1.4.1 兼容制式中的折中 41

1.4.4 标准化问题 42

1.4.5 协调标准 43

1.5 参考文献 44

1.6 书刊目录 44

第2章 HDTV应用 46

2.1 概述 46

2.1.1 分辨率 46

2.1.2 摄制制式与传输制式 46

2.1.3 术语定义 47

2.2 HDTV应用 47

2.2.1 商业和工业应用 47

2.2.2 广播应用 48

2.2.3 计算机应用 49

2.2.4 ATSC数据广播 52

2.3 视频信号的特点 53

2.3.1 观众和节目制作者关键的实质 53

2.3.2 影像大小 54

2.3.3 格式发展 55

2.4 视觉真实性中的听觉成分 57

2.4.1 听觉 57

2.4.2 使音频与视频匹配 57

2.4.3 充分利用音频 58

2.4.4 理想的声音系统 59

2.4.5 杜比AC-3 59

2.5 影片节目源 60

2.5.1 胶片类型 61

2.5.2 影片和HDTV节目源的协同作用 61

2.5.3 标准转换 62

2.5.4 胶片到视频的转换系统 63

2.5.5 视频到胶片激光束转换 66

2.6 参考文献 69

2.7 书刊目录 69

第3章 成像系统基本原理 71

3.1 概述 71

3.2 电视的视场 71

3.2.1 黄斑与周围视觉 71

3.2.2 垂直细节和观看距离 72

3.2.3 图像宽度和水平细节 73

3.2.4 影像的详细内容 74

3.2.5 景深的感觉 74

3.2.6 对比度和色调范围 75

3.2.7 亮度和色度 76

3.2.8 视觉的色度方面 77

3.2.9 彩色视觉的锐敏度 79

3.2.10 视觉中的时间因素 79

3.2.11 照度的时间方面 79

3.2.12 拖影及相关的效应 80

3.2.13 闪烁 80

3.2.14 视频信号带宽的视觉基础 82

3.2.15 伽马 83

3.2.16 彩色信号变换 85

3.3 大联盟制式概述 86

3.3.1 扫描格式 86

3.3.2 相对水平和垂直间隔 86

3.3.3 亮度和色度分量 87

3.3.4 像素传输速率和数字调制 88

3.3.5 视频压缩 89

3.4 参考文献 90

4.1 概述 92

4.2 数字信号转换 92

4.2.1 Nyquist极限和混叠效应 92

第4章 视频信号的数字编码 92

4.2.2 A/D变换过程 93

4.2.3 D/A变换过程 96

4.2.4 变换器性能标准 96

4.3 视频信号的空间域和时间域分量 97

4.3.1 Nyquist体积维数 98

4.3.2 Nyquist多维空间中的各种特征频率 100

4.3.3 Nyquist体积中的信号差别 102

4.4 数字调制 104

4.4.2 信号分析 106

4.4.3 数字编码 106

4.4.1 四相移键控 106

4.4.4 纠错编码 108

4.4.5 8-VSB调制系统 108

4.5 数字滤波器 109

4.5.1 FIR滤波器 109

4.5.2 无限冲激响应滤波器 113

4.6 数字信号处理和分配 113

4.6.1 视频采样 115

4.6.2 串行数字接口 116

4.6.3 IEEE1394 119

4.6.4 纤维管路 121

4.6.5 千兆位以太网 123

4.7 参考文献 125

4.8 书刊目录 126

5.1 引言 127

5.2 变换编码 127

第5章 视频和音频的压缩 127

5.2.1 平面的变换 128

5.2.2 帧间变换编码 130

5.3 JPEG标准 131

5.3.1 压缩技术 131

5.3.2 DCT和JPEG 132

5.4 MPEG标准 133

5.4.1 基本规定 133

5.4.2 运动补偿 134

5.4.3 各种技术的融合 136

5.4.4 档次与等级结构 137

5.4.5 影视档次 139

5.5 DTV系统的MPEG-2重要特征 139

5.5.2 片层 140

5.5.1 MPEG-2层结构 140

5.5.3 图像、图像组和序列 141

5.5.4 矢量搜索算法 142

5.5.5 运动补偿的精度 143

5.5.6 动态矢量编码 143

5.5.7 编码器循环预测 143

5.5.8 两个主要的预测模式 146

5.5.9 场自适应/帧预测模式 146

5.5.10 图像刷新 146

5.5.11 离散余弦变换 147

5.5.12 视频数据的熵编码 149

5.5.13 空间与信噪比可扩充性 151

5.6 级联 151

5.6.1 压缩失真 152

5.7 视频编码过程 153

5.7.2 信号条件比 154

5.7.1 编码工具 154

5.7.3 SMPTE RP 202 155

5.8 数字音频数据压缩 156

5.8.1 PCM和压缩 156

5.8.2 音频比特率的降低 156

5.8.3 预测和变换算法 158

5.8.4 处理和传播的延时 160

5.8.5 比特率和压缩比 160

5.8.6 编辑压缩数据 161

5.8.7 常用压缩技术 161

5.8.8 杜比E编码系统 167

5.8.9 客观质量测定 168

5.8.10 音频压缩的前景 170

5.9 参考文献 170

5.10 书刊目录 171

第6章 高清晰度制作系统 173

6.1 引言 173

6.2 1125/60系统 173

6.2.1 1125/60的基本原理 173

6.2.2 1125/60高清晰度电视的标准化 174

6.2.3 高清晰度电视节目制作标准 176

6.2.4 SMPTE 240M的技术概况 176

6.2.5 带宽和分辨率的考虑 179

6.2.6 隔行扫描和逐行扫描 182

6.2.7 SMPTE 240M的数字表达 183

6.3 SMPTE 260M 184

6.3.1 采样和编码 184

6.3.2 主要操作参数 187

6.3.3 制作窗口 190

6.3.4 SMPTE 240M-1995 191

6.4 高清晰度电视相关的光栅扫描标准 193

6.4.1 1920×1080扫描标准 193

6.4.2 1280×720扫描标准 195

6.4.3 720×483扫描标准 196

6.4.4 高级别MPEC-2 4∶2∶2档次 198

6.5 高清晰度串行数字接口 198

6.5.1 现实的实现方案 199

6.5.2 音频接口设备 203

6.5.3 数据服务 205

6.5.4 SMPTE 292M的时分复用 206

6.5.5 包传送 207

6.5.6 540Mb/s接口 208

6.6 串行数据传输接口 208

6.6.1 SDTI数据结构 209

6.6.2 基于计算机系统的SDTI 211

6.6.3 SDTI包格式 212

6.7 摄像机系统 214

6.7.1 光学系统 215

6.7.2 数字信号处理 215

6.7.3 摄像机的规范 218

6.7.4 有关摄像机的标准 218

6.7.5 高清晰度电视摄像机/胶片制作问题 219

6.8 参考文献 221

6.9 书刊目录 223

第7章 DTV音频编码与解码 224

7.1 引言 224

7.2 AES音频 224

7.2.1 AES3数据格式 225

7.3 音频压缩 226

7.2.2 SMPTE 324M 226

7.3.1 编码 228

7.3.2 解码 229

7.4 AC-3系统的实现 229

7.4.1 音频编码器接口 230

7.4.2 输出信号规范 231

7.5 AC-3标准的操作细节 231

7.5.1 变换滤波器组 232

7.5.2 已编码的音频表征 233

7.5.3 比特分配 233

7.5.4 矩阵重设 234

7.5.5 耦合 234

7.5.6 比特流元素和语法 235

7.5.7 响度和动态范围 235

7.5.8 AC-3比特流编码 236

7.5.9 AC-3/MPEG比特流 238

7.5.10 AC-3比特流的解码 238

7.5.11 算法细节 241

7.5.12 比特分配 242

7.6 音频系统级别控制 242

7.6.1 对话归一化 242

7.6.2 动态范围压缩 243

7.6.3 深压缩：COMPR、COMPR2 245

7.7 音频系统的特征 245

7.7.1 完整的主音频业务(CM) 245

7.7.2 主音频业务、音乐和效果(ME) 246

7.7.3 视觉障碍(VI) 246

7.7.4 听觉障碍(HI) 246

7.7.5 对话(D) 246

7.7.9 多语种业务 247

7.7.8 画外音(VO) 247

7.7.7 紧急情况(E) 247

7.7.6 解说词(C) 247

7.8 声道排列和声级 249

7.9 参考文献 249

7.10 书刊目录 250

第8章 ATSC DTV系统 251

8.1 引言 251

8.1.1 系统概述 251

8.1.2 视频系统特性 253

8.1.3 传输系统特性 254

8.2 视频压缩与解压概述 255

8.2.1 MPEG-2的等级和档次 255

8.2.2 DTV视频系统概述 255

8.2.3 彩色分量的分离与处理 256

8.2.4 编码的扫描行数 257

8.2.5 胶片(电影)模式 257

8.2.6 像素 257

8.2.7 传送编码器接口和比特率 259

8.2.8 级联的图像序列 259

8.2.9 更新的原则 260

8.3 地面广播的传输特性 261

8.3.1 信道误码保护与同步 262

8.3.2 调制 266

8.3.3 业务复用和传送系统 266

8.3.4 传送子系统概述 268

8.3.5 高级复用功能 271

8.3.6 PES分组格式 275

8.3.7 高数据率模式 275

8.3.8 与其他传送系统的兼容性 277

8.4 节目和系统信息协议 280

8.4.1 PSIP的构成要素 281

8.4.2 A/65技术的勘误和修改 283

8.4.3 条件接入系统 284

8.4.4 传输流识别 286

8.5 闭合说明 288

8.5.1 SMPTE 333M 289

8.6 数据广播 289

8.6.1 数据广播中的PSIP和SDF 290

8.6.2 突发数据 291

8.6.3 RP 203 292

8.6.4 ATSC A/90标准 292

8.7 参考文献 293

8.8 书刊目录 294

9.1 引言 295

第9章 DTV传送问题 295

9.1.1 实现世界条件 296

9.1.2 关于比特率需要考虑的事项 296

9.2 地面广播模式的性能 296

9.2.1 发射机信号处理 297

9.2.2 上变频器及RF载波频率偏置 298

9.2.3 高数据率模式的性能 299

9.3 频谱问题 299

9.3.1 UHF的禁忌 299

9.3.2 同频道干扰 301

9.3.3 邻近信道干扰 302

9.3.4 NTSC和DTV的额定功率值 303

9.3.5 第6报告和要求 304

9.3.6 ATSC卫星标准 306

9.4.1 工作功率 309

9.4 发射机需考虑的事项 309

9.4.2 技术选择 311

9.4.3 数字信号的预纠错 319

9.4.4 FCC发射屏蔽 321

9.4.5 实施的问题 322

9.4.6 信道-组合需考虑的事项 322

9.4.7 天线系统 323

9.5 参考文献 323

第10章 接收机系统和显示设备 326

10.1 引言 326

10.1.1 噪声特性 326

10.2 接收机系统概述 327

10.2.1 调谐器 328

10.2.2 信道滤波和VSB载波恢复 329

10.2.3 段同步和符号时钟恢复 330

10.2.4 非相干和相干的AGC 331

10.2.5 数据场同步 331

10.2.6 干扰抑制滤波器 331

10.2.7 信道均衡器 333

10.2.8 相位跟踪环路 335

10.2.9 网格解码器 336

10.2.10 数据解交织器 338

10.2.11 接收机的其他功能块 338

10.2.12 接收机均衡问题 340

10.2.13 接收机的现场性能 341

10.2.14 兼容性标准 345

10.2.15 数字接收机的进展 346

10.3 HDTV显示需要考虑的事项 347

10.3.1 数字视频中的彩色空间问题 347

10.3.2 显示技术的发展趋势 352

10.3.3 彩色CRT显示设备 355

10.3.4 投影系统 374

10.3.5 光阈系统 385

10.3.6 LCD投影系统 390

10.3.7 影院应用的投影要求 402

10.4 家用计算机和网络问题 404

10.4.1 IEEE 1394 404

10.4.2 数字本地网络 405

10.4.3 高级电视增强论坛 406

10.4.4 数字应用软件环境 407

10.4.5 DTV产品分类 408

10.4.6 有线电视/DTV接收机标识 410

10.5 参考文献 410

10.6 书刊目录 414

11.2 欧洲系统 415

11.2.1 D-MAC/D2-MAC制式 415

第11章 DVB标准 415

11.1 引言 415

11.2.2 增强型电视的目标和局限性 416

11.2.3 尤里卡计划 417

11.2.4 尤里卡的结局 419

11.3 数字视频广播 419

11.3.1 DVB系统的技术背景 420

11.3.2 DVB业务 421

11.3.3 DVB条件接入的一揽子办法 424

11.3.4 多媒体家庭平台 424

11.3.5 DVB数据广播标准 425

11.3.6 DBV和ATSC DTV系统 427

11.4 COFDM技术准则 427

11.5 DBV-T和ATSC调制系统的比较 431

11.5.1 操作参数 432

11.5.2 多路失真 434

11.5.3 移动接收 434

11.5.4 频谱效率 434

11.5.5 HDTV性能 435

11.5.6 单频网络 435

11.5.7 冲激噪声 436

11.5.8 色调干扰 436

11.5.9 同信道模拟电视干扰 436

11.5.10 同信道DTV干扰 437

11.5.11 相位噪声性能 437

11.5.12 噪声系数 438

11.5.13 室内接收 438

11.5.14 不同信道带宽的衡量 438

11.6 参考文献 439

11.7 书刊目录 440

第12章 视频测量技术 442

12.1 引言 442

12.2 视频信号频谱 443

12.2.1 最低视频频率 444

12.2.2 最高视频频度 444

12.2.3 水平分辨率 445

12.2.4 扫描产生的视频频度 446

12.3 彩色显示的测量 448

12.3.1 彩色重现的评价 449

12.3.2 色适应性及白平衡 450

12.3.3 总伽马要求 450

12.3.4 色彩差别的察觉 451

12.3.5 显示分辨率和像素格式 452

12.3.7 彩条测试图形 453

12.3.6 对比度 453

12.3.8 传统视频测量 455

12.3.9 视频信号的自动化测量 463

12.3.10 波带片信号的应用 464

12.3.11 显示器测量技术 472

12.3.12 CRT主观测量 472

12.3.13 CRT客观测量 474

12.3.14 观看环境的考虑 476

12.4 视频头性能特性和检验 477

12.4.1 视频检查和机械校验 478

12.4.2 保证摄像机编码器工作正常 478

12.4.3 保证自动黑色电路工作正常 478

12.4.5 确诊黑色阴影 479

12.4.6 细节电路 479

12.4.4 镜头的后向聚集 479

12.4.7 选择性测试 480

12.4.8 颜色参考图形 481

12.5 数字电视图像质量测量 482

12.5.1 信号/图像质量 483

12.5.2 图像质量的自动测量 484

12.6 串行数字比特流分析 487

12.6.1 SMPTE RP 259M 488

12.6.2 抖动 489

12.6.3 串行数字峭壁 490

12.6.4 通道测试 490

12.6.5 眼图 493

12.7 传输问题 493

12.7.1 传输系统测量 495

12.7.3 功率技术规范及其测量 497

12.8 参考文献 497

12.7.2 带内信号表征 497

12.9 书刊目录 499

第13章 DTV实现问题 500

13.1 引言 500

13.2 MEPG比特流拼接 500

13.2.1 拼接标志 502

13.2.2 SMPTE 312M 503

13.2.3 渐变剪切生成器 504

13.2.4 SMPTE 328M 505

13.3 MPEG再编码 506

13.3.1 SMPTE 327M 506

13.3.2 SMPTE 329M 507

13.3.3 SMPTE 319M 507

13.3.4 SMPTE 351M 507

13.4.1 对隔行扫描和逐行扫描的考虑 508

13.3.5 SMPTE 353M 508

13.4 规划DTV的基本架构 508

13.4.2 网络节目供给的选择 510

13.4.3 DTV实现方案 511

13.4.4 自顶向下的系统分析 513

13.4.5 高级系统控制结构 515

13.5 24帧的控制 517

13.5.1 SMPTE 211 519

13.5.2 全球HDTV节目源标准 520

13.6 参考文献 520

13.7 书刊目录 521

第14章 术语汇编 522

14.1 使用的术语 522

14.2 缩略语 526

14.3 书刊目录 528

15.1 概要 529

15.1.1 视频 529

15.1.2 音频 529

15.2 ATSC DTV标准 529

15.2.1 复用业务和传送系统 529

第15章 参考文献 529

15.2.2 系统信息标准 530

15.2.3 接收机制式 530

15.2.4 节目向导 531

15.2.5 节目/插曲/版本标识 531

15.3 DVB 531

15.3.1 概要 531

15.3.2 多点发送系统 531

15.4 和数字电视有关的SMPTE文档 532

15.4.2 辅助 532

15.4.1 概括主题 532

15.3.4 条件接入 532

15.3.5 接口 532

15.3.3 交互式电视 532

15.4.3 数字控制接口 533

15.4.4 编辑决策表 533

15.4.5 影像区 534

15.4.6 接口和信号 534

15.4.7 显示器 535

15.4.8 MPEG-2 535

15.4.9 测试模式 536

15.4.10 视频记录和再现 536

15.5 SCTE标准 537

15.6 本书引用的参考文献 539

后记 559