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