第1章 绪论 1
1.1数字媒体技术和应用概述 2
1.2数字媒体应用的关键技术 4
1.2.1数字视频编解码技术 4
1.2.2数字声音压缩编码技术 4
1.2.3数字音视频复用、解复用技术 5
1.2.4数字电视信道编解码技术 5
1.2.5数字电视调制解调技术 5
1.2.6流媒体技术 6
1.3典型数字媒体应用 6
1.3.1数字电视和数字媒体产业 6
1.3.2数字电视的发展 7
1.3.3数字电视系统基本组成和发展进程 7
1.4数字媒体产业链 8
思考题 10
第2章 模拟视频信号和模拟电视技术 11
2.1彩色与人眼视觉系统特性 12
2.1.1光的性质 12
2.1.2人眼的视觉特性 12
2.1.3色度学 17
2.2电视图像的传像原理 19
2.2.1电视传像原理 19
2.2.2电视图像的基本参数 20
2.2.3黑白全电视信号的组成 21
2.3彩色电视信号的传输 22
2.3.1彩色电视信号的兼容问题 22
2.3.2 NTSC制 23
2.3.3 PAL制 26
2.4模拟地面电视广播＊ 30
2.4.1广播电视系统 30
2.4.2射频电视信号 31
2.4.3地面广播电视接收机 33
思考题 35
第3章 数字电视信号及其标准 36
3.1模拟视频信号及参数 37
3.2模拟信号数字化 38
3.2.1模拟信号的取样及取样定理 38
3.2.2量化 38
3.2.3 PCM编码 39
3.3模拟视频信号数字化 39
3.3.1标准清晰度视频信号数字化 39
3.3.2视频信号的取样 40
3.3.3视频信号的量化 42
3.4标准清晰度数字电视信号编码国际标准ITU—R BT.601系列 43
3.4.1 ITU—R BT.601标准及主要参数 43
3.4.2 ITU—R BT.601标准中数字行与模拟行之间的关系 44
3.4.3 ITU—R BT.601与BT标准数字电视信号码流结构 45
3.4.4 ITU—R BT.656标准数字电视信号接口 46
3.5高清晰度数字电视信号编码国际标准 47
3.5.1数字高清晰度电视扫描 参数及图像格式 47
3.5.2数字高清晰度电视演播室标准ITU—RBT.709 48
3.5.3我国数字高清晰度电视标准GY/T 155—2000 50
3.5.4数字高清晰度电视信号的码流结构 51
3.5.5数字高清晰度电视演播室视频信号接口 53
3.6一些典型的视频信号接口 53
3.6.1模拟接口 53
3.6.2数字接口 54
思考题 57
第4章 数字视频压缩编码基本原理 58
4.1视频压缩的必要性与可能性 59
4.2图像压缩编码发展历史 60
4.3基于分块图像压缩编码方案 61
4.4预测编码技术 62
4.4.1预测差分编码原理 62
4.4.2预测方法 63
4.4.3运动补偿预测 64
4.4.4帧内预测 65
4.5变换编码技术 68
4.5.1图像正交变换 68
4.5.2变换编码系统框图 69
4.6量化技术 69
4.7游程编码 70
4.8可变长编码 71
4.8.1统计编码原理—信息量与信息嫡 71
4.8.2 Huffman编码 72
4.8.3算术编码 73
4.9目前主流的基于分块运动预测混合编码方案 76
4.10率失真基本理论简介＊ 78
4.10.1典型信源的率失真函数 79
4.10.2量化的率失真模型计算 80
4.10.3典型信源的量化率失真函数 81
4.10.4率失真优化在视频压缩编码中的应用 83
思考题 84
第5章 数字视频压缩编解码关键技术 85
5.1帧内预测 86
5.1.1 4×4亮度预测 86
5.1.2 16×16亮度预测 89
5.1.3 8×8色度预测 90
5.1.4预测模式编码 90
5.2运动估计 91
5.2.1整像素块匹配运动估计 92
5.2.2典型块匹配搜索算法 93
5.2.3运动矢量预测和编码 98
5.2.4新的运动预测技术 99
5.3变换和逆变换 105
5.3.1 DCT变换 105
5.3.2整数变换 106
5.4量化和逆量化 108
5.5一体化整数变换和量化 109
5.6嫡编码 111
5.6.1 Exp-Golomb编码技术 111
5.6.2 CAVLC编码技术 112
5.7模式选择 115
5.7.1模式选择的作用 115
5.7.2模式选择的基本原理 115
5.7.3帧内模式选择和典型实现方法 117
5.7.4帧间模式选择和典型实现方法 118
5.8码率控制 119
5.8.1 TM5码率控制算法 121
5.8.2 TMN8码率控制算法 122
5.8.3 VM8码率控制算法 123
5.8.4 p域码率控制算法 123
5.8.5 H.264/AVC码率控制算法 123
5.9环路滤波 125
思考题 129
第6章 数字视频压缩编解码标准 130
6.1视频编解码标准工作组 131
6.1.1 JPEG组织 131
6.1.2 MPEG组织 132
6.1.3 VCEG组织 133
6.1.4 AVS工作组 135
6.2 MPEG-2编解码标准 135
6.2.1 MPEG-2的编码标准文件 136
6.2.2 MPEG视频码流的结构 136
6.2.3 MPEG-2编码 139
6.2.4 MPEG-2的档次和级别 141
6.3 MPEG-4编码标准 142
6.4 H.264标准 145
6.4.1 H.264与其他视频编码标准的异同 146
6.4.2 NAL和VCL的系统结构 146
6.4.3 H.264视频编码层的新特性 147
6.4.4 H.264的档次和级别 149
6.5 AVS视频编码标准 150
6.5.1概述 150
6.5.2 AVS1—P2 150
6.5.3 AVS产业化状况 153
6.6 HEVC视频编码标准 154
6.7 Google VP8视频编码标准 155
6.8 SMPTE VC—1视频编码标准 156
6.9 RM视频格式 158
思考题 158
第7章 数字音频信号及压缩编码技术 159
7.1音频信号概述 160
7.1.1音频信号 160
7.1.2声音的分类 160
7.2音频信号压缩的可能性 161
7.2.1时域冗余 161
7.2.2频域冗余 162
7.2.3听觉冗余 162
7.3数字音频信号压缩编码的主要类型 163
7.3.1嫡编码 163
7.3.2波形编码 163
7.3.3参数编码 163
7.3.4混合编码 164
7.4音频压缩编码技术标准介绍 164
7.4.1电话质量的音频压缩编码技术标准 164
7.4.2调幅广播质量的音频压缩编码技术标准 165
7.4.3高保真立体声音频压缩编码技术标准 165
思考题 166
第8章 数字音频压缩编码标准 167
8.1音频编码采用的共性技术 168
8.1.1音频编码与感知特性 168
8.1.2子带编码 168
8.1.3多相滤波器组 170
8.1.4典型的分层编码结构 170
8.2 MUSICAM编码 171
8.2.1概述 171
8.2.2 MUSICAM编码器 172
8.2.3 MUSICAM解码器 174
8.3 MPEG音频压缩编码 174
8.3.1 MPEG-1音频压缩编码标准 174
8.3.2 MPEG-2音频压缩编码标准 177
8.3.3 MPEG-2 AAC音频编码标准 178
8.3.4 MPEG-4音频编码技术 181
8.4 Dolby AC—3数字音频压缩编码技术 181
8.4.1概述 181
8.4.2 AC—3编解码技术 182
8.4.3 AC—3同步帧格式 184
8.5其他数字音频压缩编码技术＊ 184
思考题 184
第9章 数据复用 186
9.1 MPEG-2系统复用 187
9.1.1 MPEG-2视频ES码流结构 188
9.1.2 PES数据包语法结构 189
9.1.3节目码流 191
9.1.4传送码流 192
9.1.5码流中的定时信息 195
9.2 MPEG-2中的PSI表 196
9.3 DVB中的服务信息 200
9.4 TS流的组织结构 201
9.5电子节目指南 202
9.6主流多媒体音视频格式 202
9.6.1流媒体格式概述 203
9.6.2音频格式 203
9.6.3视频文件格式 205
9.6.4 TS格式 206
思考题 207
第10章 基于数字音视频编解码技术的应用 208
10.1概述 209
10.2电子消费类应用 209
10.2.1数码相机 209
10.2.2数码摄像机 215
10.2.3 PMP播放器 216
10.3高密度激光数字存储媒体应用 216
10.3.1 CD 216
10.3.2 VCD 217
10.3.3 SVCD 218
10.3.4 DVD 218
10.3.5 EVD 219
10.3.6 HD DVD 220
10.3.7中国蓝光CBHD 222
10.4会议电视/可视电话/远程医疗 222
10.4.1会议电视 222
10.4.2可视电话 226
10.4.3远程医疗 227
10.4.4多媒体电视监控报警系统 229
10.5多媒体安防监控＊ 229
10.5.1概述 229
10.5.2网络多媒体监控系统 230
10.5.3网络多媒体监控系统的特点 230
10.5.4多媒体监控的发展 231
10.6网络流媒体应用 233
10.6.1概述 233
10.6.2网络流媒体技术 233
10.7数字电视应用 236
思考题 236
第11章 数字电视传输技术 237
11.1概述 238
11.2纠错编码概述 238
11.2.1差错种类 239
11.2.2误码的形成及误码率 239
11.2.3差错控制方式 240
11.2.4差错控制编码的几个基本概念 240
11.3级联码 242
11.4线性分组码 243
11.5循环码 243
11.5.1概述 243
11.5.2码多项式及其运算 244
11.5.3循环码的生成多项式及其求解 244
11.5.4循环码的编解码原理 244
11.6 BCH码 245
11.7 RS码 246
11.7.1概述 246
11.7.2 RS码的生成 246
11.7.3数字电视中的RS码 247
11.8交织 248
11.8.1交织与去交织原理 248
11.8.2卷积交织 249
11.9卷积编码与维特比解码 250
11.9.1卷积编码的工作原理 250
11.9.2卷积码的解码方法 251
11.9.3收缩卷积码 251
11.10能量扩散 251
11.10.1能量扩散的作用 251
11.10.2能量扩散的实现 252
11.11二进制数字电视信号的调制传输 253
11.12多进制数字电视信号的调制传输 253
11.12.1多进制幅度键控（MASK） 253
11.12.2多进制相位键控（MPSK） 254
11.12.3正交振幅调制（QAM） 254
11.12.4 MQAM与MPSK的比较 256
11.12.5多进制残留边带MVSB调制 257
11.13编码与调制的结合——TCM（Trellis Code Modulation,网格编码调制） 258
11.13.1概述 258
11.13.2网格编码调制 258
11.13.3信号星座的集分割 259
11.14正交频分复用调制 261
11.14.1引言 261
11.14.2 OFDM的实现方法 261
11.14.3克服多径干扰的措施 262
11.14.4 COFDM-OFDM信号与数字调制及信道编码 263
思考题 264
第12章 数字电视系统及国际标准 265
12.1概述 266
12.2 DVB数字视频广播电视系统 266
12.2.1卫星数字电视广播的DVB—S系统 267
12.2.2 DVB—C数字电视广播系统 268
12.2.3 DVB—T地面数字电视广播系统 270
12.3 ATSC数字电视系统 273
12.3.1系统概况 274
12.3.2射频/传输子系统特性 274
12.4 ISDB—T数字电视系统 275
12.5我国数字地面电视传输标准 276
12.5.1系统概述 276
12.5.2系统框图 276
12.5.3编码与调制 277
12.5.4符号星座映射 277
12.5.5符号交织 278
12.5.6频域交织 278
12.5.7数据帧结构 278
12.6交互式数字电视 279
12.6.1三网融合的进程及交互式数字电视的基本特征 279
12.6.2交互式数字电视系统的组成 280
12.6.3交互式数字电视系统规范及关键技术 281
12.6.4视频点播系统 282
12.7 IPTV与流媒体 283
12.7.1 IPTV的基本概念及发展 283
12.7.2 IPTV的系统结构 285
12.7.3 IPTV业务 289
12.8移动电视 289
12.8.1手机电视的业务分类 290
12.8.2中国移动多媒体广播CMMB 291
12.8.3其他手机电视系统 295
12.8.4欧洲DVB—H标准 296
12.8.5 T—DMB标准 297
12.8.6 S—DMB 298
12.8.7 MediaFLO标准 298
思考题 299
第13章 数字电视的接收 300
13.1概述 301
13.1.1数字电视接收机的几种形式 301
13.1.2广播数字电视机顶盒 302
13.2卫星数字电视接收机 304
13.2.1我国数字电视广播通信卫星 304
13.2.2卫星数字电视 305
13.2.3卫星数字调谐器 306
13.3有线数字电视接收机 306
13.3.1有线电视数字调谐器 306
13.3.2 DCF8721数字调谐器 307
13.4单芯片解复用和信源解码 309
13.4.1解复用和信源解码框图 309
13.4.2 ST数字电视信源解码芯片 309
13.4.3 Sigma Design数字电视信源解码芯片 311
13.5接收机软件系统 315
思考题 316
参考文献 317