数字视频和高清 算法和接口 原书第2版PDF电子书下载

第一部分 引言 2

第1章 光栅图像 2

1.1 幅型比概念 3

1.2 几何 4

1.3 图像采样 4

1.4 数字化 4

1.4.1 量化 5

1.4.2 一维采样 5

1.4.3 二维采样 5

1.5 感知均匀性 5

1.6 色彩 6

1.7 亮度和色差分量 6

1.8 数字图像的表示方法 7

1.9 标清和高清 8

1.10 方形采样 8

1.11 幅型比的比较 9

1.12 幅型比 9

1.13 帧频 11

第2章 图像的采样和显示 12

2.1 图像状态 12

2.2 EOCF标准 13

2.3 娱乐节目 14

2.4 图像获取 14

2.5 面向消费者的视频获取 14

2.6 消费类电子显示器 15

第3章 线性光和感知均匀性 16

3.1 对比 16

3.2 对比度 17

3.3 感知均匀性 18

3.4 “编码100”难题和非线性图像编码 18

3.5 线性和非线性 21

第4章 量化 22

4.1 线性度 22

4.2 分贝 22

4.3 噪声、信号和灵敏度 23

4.4 量化误差 24

4.5 全摆幅 24

4.6 演播室摆幅（下余量和上余量） 25

4.7 接口偏移量 26

4.8 处理编码 26

4.9 二进制补码回绕 27

第5章 对比度和明亮度 28

5.1 感知特性 28

5.2 显示处理信号的历史 28

5.3 数字驱动电平 29

5.4 信号和明度之间的关系 30

5.5 算法 31

5.6 黑色电平设置 33

5.7 对比度和明亮度控制的影响 33

5.8 交替传译 35

5.9 LCD中的明亮度和对比度控制 36

5.10 PDP中的明亮度和对比度控制 36

5.11 桌面图形的明亮度和对比度控制 36

第6章 计算中的光栅图像 38

6.1 特征图像的描述 39

6.2 光栅图像 39

6.2.1 二值图像 39

6.2.2 灰度图像 40

6.2.3 真彩色图像 40

6.2.4 伪彩色图像 41

6.3 不同类型之间的转换 41

6.4 图像文件 42

6.5 计算机图形学中的“分辨率” 42

第7章 图像结构 43

7.1 图像重建 43

7.2 采样孔径 44

7.3 光斑轮廓 45

7.4 “箱”分布 46

7.5 高斯分布 46

第8章 光栅扫描 47

8.1 闪烁率、刷新率和帧频 47

8.2 扫描简介 48

8.3 扫描参数 48

8.4 隔行扫描 49

8.5 抖动 50

8.6 模拟系统中的隔行扫描 51

8.7 隔行扫描和逐行扫描 51

8.8 扫描表示法 52

8.9 运动描绘 53

8.10 分段帧（24PsF） 53

8.11 视频系统的分类 53

8.12 系统之间的转换 53

第9章 分辨率 55

9.1 幅频响应和带宽 55

9.2 视觉灵敏度 56

9.3 观看距离和角度 56

9.4 克尔效应 57

9.5 分辨率 58

9.6 视频中的分辨率 59

9.7 观看距离 59

9.8 再谈隔行扫描 59

第10章 恒定照度 61

10.1 恒定照度原理 61

10.2 CRT补偿 62

10.3 从恒定照度的分离 62

10.4 亮度 63

10.5 照度转换成色度的“泄露” 63

第11章 图片渲染 66

11.1 环绕效果 66

11.2 色调比例调整 66

11.3 渲染合并 67

11.4 桌面计算中的图像渲染 68

第12章 亮度和色度简介 69

12.1 亮度 69

12.2 照度简述 69

12.3 色差编码（色度） 69

12.3.1 Y′PBPR 70

12.3.2 Y′CBCR 70

12.3.3 Y′UV 70

12.3.4 Y′IQ 70

12.4 色度亚采样 71

12.4.1 4：4：4 71

12.4.2 4：2：2 71

12.4.3 4：1：1 71

12.4.4 4：2：0 71

12.5 色度亚采样符号 71

12.6 色度亚采样滤波器 72

12.7 复合NTSC和PAL的色度 73

第13章 SD分量介绍 74

13.1 扫描标准 74

13.2 宽屏（16：9）SD 76

13.3 方形和非方形采样 76

13.4 重采样 77

第14章 复合NTSC和PAL的介绍 78

14.1 NTSC和PAL编码 78

14.2 NTSC和PAL解码 79

14.3 S视频接口 80

14.4 频率交织 80

14.5 复合模拟SD 80

第15章 HD介绍 81

15.1 HD扫描 81

15.2 BT.7 09 HD彩色编码 83

第16章 视频压缩简介 84

16.1 数据压缩 84

16.2 图像压缩 84

16.3 有损压缩 84

16.4 JPEG 85

16.5 运动JPEG 85

16.6 JPEG 2000 86

16.7 夹层压缩 86

16.8 MPEG 87

16.9 图像编码类型（I、P、B） 87

16.10 重排 89

16.11 MPEG-1 89

16.12 MPEG-2 89

16.13 其他MPEG标准 90

16.14 MPEG IMX 90

16.15 MPEG-4 90

16.16 H.2 64 90

16.17 帧内AVC 91

16.18 WM9、WM10、VC-1编解码 91

16.19 CE采样压缩 91

16.20 HDV 91

16.21 AVCHD 92

16.22 IP传输到用户的压缩 92

16.23 VP8（WebM）编解码 92

16.24 狄拉克（基本） 92

第17章 流和文件 93

17.1 历史概述 93

17.2 物理层 94

17.3 流接口 94

17.4 IEEE 1394（火线接口、i.LINK） 95

17.5 HTTP实时流媒体（HLS） 96

第18章 元数据 97

18.1 元数据例1：CD-DA 97

18.2 元数据例2：.yuv文件 98

18.3 元数据例3：RFF 98

18.4 元数据例4：JPEG或JFIF 99

18.5 元数据例5：序列显示扩展 100

18.6 小结 102

第19章 立体（三维）视频 104

19.1 图像获取 104

19.2 S3D显示 104

19.3 立体电影 104

19.4 时间多路复用 105

19.5 偏光法 105

19.6 波长复用（光谱立体／杜比） 106

19.7 裸眼立体显示 106

19.8 视差屏障显示 106

19.9 立体光栅显示 106

19.10 录制和压缩 107

19.11 用户接口和显示 107

19.12 幻影 108

19.13 聚散度和调节 108

第二部分 理论 110

第20章 滤波和采样 110

20.1 采样定理 110

20.2 对频率为0.5 fs的信号进行采样 111

20.3 幅频响应 112

20.4 矩形函数的幅频响应 113

20.5 sinc（·）加权函数 114

20.6 点采样的频率响应 114

20.7 傅里叶变换对 115

20.8 模拟滤波器 116

20.9 数字滤波器 116

20.10 冲激响应 119

20.11 有限冲激响应滤波器 119

20.12 滤波器的实际可实现性 120

20.13 相位响应（群延迟） 121

20.14 无限冲激响应滤波器 121

20.15 低通滤波器 122

20.16 数字滤波器设计 124

20.17 信号重构 125

20.18 接近0.5 fs的重构 125

20.19 “（sin x）／x”修正 126

延伸阅读 127

第21章 重采样、插值和抽取 128

21.1 2：1下采样 129

21.2 过采样 130

21.3 插值 131

21.4 拉格朗日插值 131

21.5 用于滤波的拉格朗日插值 132

21.6 多相插值器 133

21.7 多相抽头和相位 134

21.8 多相插值器的实现 134

21.9 抽取 135

21.10 用于抽取的低通滤波器 135

第22章 图像数字化与重构 136

22.1 空间频域 137

22.2 梳状滤波 138

22.3 空域滤波 139

22.4 图像预采样滤波器 139

22.5 图像重构滤波器 139

22.6 空间（二维）过采样 140

第23章 感知和视敏特性 142

23.1 视网膜 142

23.2 适应性 142

23.3 对比灵敏度 143

23.4 对比灵敏度函数 144

第24章 照度和明度 146

24.1 辐射度和强度 146

24.2 照度 147

24.3 相对照度 148

24.4 红、绿、蓝的照度 148

24.5 亮度（CIE L＊） 148

第25章 CIE色度系统 151

25.1 视觉的基本原理 151

25.2 定义 151

25.3 光谱功率分布和三刺激值 152

25.4 光谱约束 153

25.5 CIE XYZ三刺激值 155

25.6 CIE［x,y］色品 156

25.7 黑体辐射 157

25.8 色温 158

25.9 白光 158

25.10 色彩适应 159

25.11 感知均匀颜色空间 160

25.12 CIE L＊u＊v＊系统 160

25.13 CIE L＊a＊b＊参数（CIE LAB） 161

25.14 CIE L＊u＊v＊和CIE L＊a＊b＊总结 162

25.15 色彩规范和彩色图像编码 162

延伸阅读 163

第26章 视频色彩学 164

26.1 加性重建（RGB） 164

26.2 RGB基色特性 165

26.3 BT.7 09基色 166

26.4 老式标清基色 167

26.5 sRGB系统 168

26.6 SMPTE无标度基色 168

26.7 AMPAS ACES基色 168

26.8 SMPTE/DCI P3基色 169

26.9 CMF和SPD 169

26.10 归一化和缩放 175

26.11 照度系数 175

26.12 RGB和CIE XYZ之间的转换 176

26.13 矩阵化引入的噪声 177

26.14 RGB系统之间的转换 177

26.15 相机白色基准 178

26.16 显示器白光基准 178

26.17 色域 178

26.18 宽色域重现 179

26.19 自由尺度色域、自由尺度指数 179

延伸阅读 179

第27章 伽马值 181

27.1 CRT物理学中的伽马值 181

27.2 惊人的巧合 182

27.3 视频系统中的伽马校正 182

27.4 光电转换函数 183

27.5 BT.7 09 OECF 184

27.6 SMPTE 240M OECF 185

27.7 sRGB传递函数 185

27.8 标清的传递函数 186

27.9 位深度的需求 187

27.10 现代显示设备中的伽马校正 187

27.11 伽马估计 188

27.12 视频、CGI和Macintosh中的伽马值 189

27.13 计算机图形学中的伽马值 191

27.14 伪彩色中的伽马值 192

27.15 8位线性编码的局限 192

27.16 CGI中的线性和非线性编码 192

第28章 亮度与色差 194

28.1 色敏度 194

28.2 RGB和R′G′B′彩色立方体 194

28.3 传统的亮度、色差编码 197

28.4 照度和亮度标记 198

28.5 非线性红、绿、蓝（R′G′B′） 199

28.6 BT.6 01亮度 200

28.7 BT.7 09亮度 200

28.8 再论色度亚采样 200

28.9 亮度／色差总结 200

28.10 标清和高清亮度的混乱 202

28.11 亮度、色差分量集 203

第三部分 实际问题 206

第29章 标清分量视频彩色编码 206

29.1 标清的B′-Y′、R′-Y′分量 207

29.2 标清的PBPR分量 207

29.3 标清的CBCR分量 208

29.4 从演播室RGB到Y′CBCR 210

29.5 从计算机RGB到Y′CBCR 210

29.6 “全摆幅”Y′CBCR 210

29.7 Y′UV、Y′IQ的混淆 211

第30章 高清分量视频彩色编码 213

30.1 BT.7 09高清B′-Y′和R′-Y′分量 213

30.2 BT.7 09高清PBPR分量 214

30.3 BT.7 09高清CBCR分量 214

30.4 xvYCC的CBCR分量 215

30.5 从演播室RGB到Y′CBCR 215

30.6 从计算机RGB到Y′CBCR 216

30.7 高清和标清之间的转换 216

30.8 彩色编码标准 217

第31章 视频信号处理 218

31.1 边沿处理 218

31.2 过渡样值 218

31.3 图像行 219

31.4 SAL和SPW参数选择 219

31.5 视频电平 220

31.6 建立电平（基座） 220

31.7 从BT.6 01到计算机领域 221

31.8 增强 221

31.9 中值滤波 222

31.10 核心化 223

31.11 色度转换改善 223

31.12 混合与键控 223

第32章 帧频、场频、行频和采样率 225

32.1 场频 225

32.2 行频 225

32.3 声音副载波 225

32.4 添加复合彩色 226

32.5 NTSC彩色副载波 226

32.6 576i PAL彩色副载波 227

32.7 4fSC采样 227

32.8 常见的采样率 227

32.9 高清扫描的数字学 228

32.10 音频速率 229

第33章 时间码 230

33.1 引言 230

33.2 丢弃帧时间码 230

33.3 编辑 231

33.4 线性时间码 231

33.5 垂直间隔时间码 232

33.6 时间码结构 232

延伸阅读 232

第34章 2-3下拉 234

34.1 2-3-3-2下拉 235

34.2 将电影转换到不同的帧频 235

34.3 原生24Hz编码 237

34.4 转换到其他帧频 237

第35章 去隔行 239

35.1 空间域 239

35.2 垂直-时间域 240

35.3 运动自适应性 241

延伸阅读 242

第36章 彩条 243

36.1 标清彩条 243

36.2 标清彩条标记法 244

36.3 PLUGE元素 244

36.4 使用彩条调整复合解码器 244

36.5 标清彩条中的-I、＋Q和PLUGE元素 245

36.6 高清彩条 245

第四部分 演播室标准 248

第37章 参考显示器和观看条件 248

37.1 简介 248

37.2 信号接口 248

37.3 参考基色（黑色、白色） 248

37.4 参考EOCF 248

37.5 参考观看条件 249

延伸阅读 249

第38章 SDI和HD-SDI接口 250

38.1 分量数字标清接口（BT.6 01） 250

38.2 串行数字接口 252

38.3 分量数字HD-SDI 252

38.4 SDI和HD-SDI同步、TRS和辅助数据 253

38.5 4：2：2 SD-SDI中的TRS 253

38.6 HD-SDI中的TRS 255

38.7 模拟同步和数字／模拟时序关系 255

38.8 辅助数据 255

38.9 SDI编码 256

38.10 HD-SDI编码 257

38.11 压缩视频接口 257

38.12 SDTI 257

38.13 切换和混合 258

38.14 数字设备的时序 258

38.15 ASI 258

38.16 数字接口总结 259

第39章 480i分量视频 260

39.1 帧频 260

39.2 隔行扫描 260

39.3 行同步 261

39.4 场／帧同步 262

39.5 R′G′B′EOCF和三基色 263

39.6 亮度（Y′） 263

39.7 图像中心、幅型比和消隐 263

39.8 半行消隐 264

39.9 数字分量4：2：2接口 264

39.10 模拟分量R′G′B′接口 265

39.11 EBU N10模拟分量Y′PBPR接口 265

39.12 行业标准模拟分量Y′PBPR接口 266

第40章 576i分量视频 267

40.1 帧频 267

40.2 隔行扫描 267

40.3 行同步 268

40.4 模拟场／帧同步 268

40.5 R′G′B′EOCF和三基色 270

40.6 亮度（Y′） 270

40.7 图像中心、幅型比和消隐 270

40.8 数字分量4：2：2接口 270

40.9 模拟分量576i接口 271

第41章 1280×720像素高清 272

41.1 扫描 272

41.2 模拟同步 272

41.3 图像中心、幅型比和消隐 273

41.4 R′G′B′EOCF和三基色 273

41.5 亮度（Y′） 274

41.6 数字分量4：2：2接口 274

第42章 1920×1080像素高清 275

42.1 扫描 275

42.2 模拟同步 276

42.3 图像中心、幅型比和消隐 278

42.4 R′G′B′EOCF和三基色 278

42.5 亮度（Y′） 279

42.6 数字分量4：2：2接口 279

第43章 高清录像带 280

43.1 D-5 HD（HD-D5、D-15） 280

43.2 D-6 281

43.3 HDCAM（D-11） 281

43.4 DVCPRO HD（D-12） 281

43.5 HDCAM SR（D-16） 281

第44章 模拟分量高清接口 282

第五部分 视频压缩 286

第45章 JPEG和M-JPEG压缩 286

45.1 JPEG块和MCU 286

45.2 JPEG框图 287

45.3 电平转换 288

45.4 离散余弦变换 288

45.5 JPEG编码示例 288

45.6 JPEG解码 290

45.7 压缩率控制 290

45.8 JPEG/JFIF 291

45.9 M-JPEG 292

延伸阅读 292

第46章 DV压缩 293

46.1 DV色度亚采样 293

46.2 DV帧／场模式 294

46.3 DV的穿梭图像 295

46.4 DV溢出方案 295

46.5 DV量化 295

46.6 DV数字接口 296

46.7 消费类DV录制 297

46.8 专业DV变体 297

第47章 MPEG-2视频压缩 298

47.1 MPEG-2的类和级 298

47.2 图像结构 300

47.3 MPEG中的帧频和2-3下拉 301

47.4 亮度和色度采样结构 301

47.5 宏块 302

47.6 图像编码类型（I、P、B） 302

47.7 预测 303

47.8 运动向量 304

47.9 块编码 305

47.10 帧和场DCT类型 305

47.11 之字形扫描和可变长编码 306

47.12 刷新 307

47.13 运动估计 307

47.14 码率控制和缓冲区管理 308

47.15 位流句法 309

47.16 传输 310

延伸阅读 310

第48章 H.2 64视频压缩 311

48.1 算法特性、类和级 311

48.2 基本类和扩展类 313

48.3 高类 313

48.4 层次结构 313

48.5 多参考图像 314

48.6 宏块条 314

48.7 空间帧内预测 314

48.8 灵活的运动补偿 314

48.9 四分之一像素运动补偿插值 314

48.10 运动补偿预测的加权和偏置 315

48.11 16位整数变换 315

48.12 量化器 315

48.13 可变长编码 315

48.14 上下文自适应性 316

48.15 CABAC 317

48.16 去块滤波器 317

48.17 缓冲区控制 317

48.18 可分级视频编码 317

48.19 多视点视频编码 318

48.20 AVC-Intra 318

延伸阅读 318

第49章 VP8压缩 319

延伸阅读 320

第六部分 分发标准 322

第50章 MPEG-2存储与传输 322

50.1 基本流 322

50.2 打包的基本流 322

50.3 MPEG-2节 目流 322

50.4 MPEG-2传送流 323

50.5 系统时钟 323

延伸阅读 324

第51章 数字电视广播 325

51.1 日本 325

51.2 美国 325

51.3 ATSC调制 326

51.4 欧洲 327

延伸阅读 327

附录A 使用YUV和照度是有害的 328

附录B 辐射测定与光度测定简介 332