视频技术手册

第1章 引言

1.1 本书内容

1.2 标准组织

第2章 视频简介

2.1 模拟与数字

2.2 视频数据

2.2.1 数字视频

2.2.2 最佳连接方法

2.3 视频时序

2.4 视频分辨率

2.4.1 标准清晰度

2.4.2 增强清晰度

2.4.3 高清晰度

2.5 音频与视频压缩

2.6 应用框图

2.6.1 DVD播放器

2.6.2 数字媒体适配器

2.6.3 数字电视机顶盒

第3章 颜色空间

3.1 RGB颜色空间

3.1.1 sRGB

3.1.2 scRGB

3.1.3 scRGB颜色到sRGB颜色的转换

3.2 YUV颜色空间

3.3 YIQ颜色空间

3.4 YCbCr颜色空间

3.4.1 RGB与YCbCr颜色空间之间的转换公式：SDTV

3.4.2 RGB与YCbCr颜色空间之间的转换公式：HDTV

3.4.3 4：4：4 YCbCr格式

3.4.4 4：2：2 YCbCr格式

3.4.5 4：1：1 YCbCr格式

3.4.6 4：2：0 YCbCr格式

3.5 xvYCC颜色空间

3.6 PhotoYCC颜色空间

3.6.1 RGB到PhotoYCC的颜色空间转换

3.6.2 PhotoYCC到RGB的颜色空间转换

3.7 HSI、HLS和HSV的颜色空间转换

3.8 色度图

3.9 关于非RGB颜色空间的注意事项

3.10 gamma校准

3.10.1 早期的NTSC系统

3.10.2 早期的PAL和SECAM系统

3.10.3 当前的系统

3.10.4 非CRT显示器

3.11 恒定亮度问题

参考文献

第4章 视频信号概述

4.1 数字分量视频背景

4.1.1 编码范围

4.1.2 SDTV采样率的选择

4.1.3 EDTV采样率的选择

4.1.4 HDTV采样率的选择

4.2 480i和480p系统

4.2.1 隔行模拟复合视频

4.2.2 隔行模拟分量视频

4.2.3 逐行模拟分量视频

4.2.4 隔行数字分量视频

4.2.5 逐行数字分量视频

4.2.6 SIF和QSIF

4.3 576i和576p系统

4.3.1 隔行模拟复合视频

4.3.2 隔行模拟分量视频

4.3.3 逐行模拟分量视频

4.3.4 隔行数字分量视频

4.3.5 逐行数字分量视频

4.4 720p系统

4.4.1 逐行模拟分量视频

4.4.2 逐行数字分量视频

4.5 1080i和1080p系统

4.5.1 隔行模拟分量视频

4.5.2 1152i格式

4.5.3 逐行模拟分量视频

4.5.4 隔行数字分量视频

4.5.5 逐行数字分量视频

4.6 其他视频系统

参考文献

第5章 模拟视频接口

5.1 S-Video接口

5.2 SCART接口

5.3 SDTV RGB接口

5.3.1 7.5 IRE的消隐基底电平

5.3.2 0 IRE的消隐基底电平

5.4 HDTV RGB接口

5.4.1 模拟RGB数据生成

5.4.2 模拟RGB颜色数字化

5.4.3 约束图像

5.5 SDTV YPbPr接口

5.5.1 模拟YPbPr数据生成

5.5.2 模拟YPbPr数字化

5.5.3 480p系统的VBI数据

5.5.4 576p系统的VBI数据

5.6 HDTV YPbPr接口

5.6.1 模拟YPbPr数据生成

5.6.2 模拟YPbPr数字化

5.6.3 720p系统的VBI数据

5.6.4 1080i系统的VBI数据

5.6.5 约束图像

5.7 D型连接头接口

5.8 其他专业视频模拟接口

5.9 VGA接口

参考文献

第6章 数字视频接口

6.1 专业视频分量接口

6.1.1 视频时序

6.1.2 辅助数据

6.1.3 并行接口

6.1.4 串行接口

6.2 专业视频复合接口

6.2.1 NTSC视频时序

6.2.2 PAL视频时序

6.2.3 辅助数据

6.2.4 并行接口

6.2.5 串行接口

6.2.6 TRS-ID

6.3 专业视频传输接口

6.3.1 串行数据传输接口

6.3.2 高数据率串行数据传输接口

6.4 IC分量接口

6.4.1 YCbCr值：8位数据

6.4.2 YCbCr值：10位数据

6.4.3 RGB值：8位数据

6.4.4 RGB值：10位数据

6.4.5 BT.601视频接口

6.4.6 视频模块接口

6.4.7 BT.656接口

6.4.8 缩放视频端口

6.4.9 视频接口端口

6.5 消费分量接口

6.5.1 数字可视接口（DVI）

6.5.2 高清晰度多媒体接口（HDMI）

6.5.3 数字平板接口

6.5.4 开放LVDS显示器接口

6.5.5 吉比特视频接口

6.6 消费传输接口

6.6.1 USB 2.0

6.6.2 以太网

6.6.3 IEEE 1394

参考文献

第7章 数字视频处理

7.1 舍入考虑

7.1.1 截断

7.1.2 传统舍入

7.1.3 误差反馈舍入

7.1.4 动态舍入

7.2 SDTV-HDTV YCbCr转换

7.2.1 SDTV到HDTV的转换

7.2.2 HDTV到SDTV的转换

7.3 4：4：4到4：2：2 YCbCr的变换

7.3.1 Y滤波

7.3.2 CbCr滤波

7.4 显示增强

7.4.1 亮度、对比度、饱和度（颜色）和色调（色彩）

7.4.2 彩色瞬时改善

7.4.3 亮度瞬时改善

7.4.4 锐化

7.4.5 蓝色延展

7.4.6 绿色增强

7.4.7 动态对比度

7.4.8 颜色校正

7.4.9 色温校正

7.5 视频混合与图形覆盖

7.6 亮度和色度抠像

7.6.1 亮度抠像

7.6.2 色度抠像

7.6.3 超黑色和亮度抠像

7.7 视频缩放

7.7.1 像素丢弃与复制

7.7.2 线性插值

7.7.3 抗混叠重采样

7.7.4 显示缩放示例

7.8 扫描速率变换

7.8.1 帧或场丢弃和复制

7.8.2 时域插值

7.8.3 2：2下拉模式

7.8.4 3：2下拉模式

7.8.5 3：3下拉模式

7.8.6 24：1下拉模式

7.9 逐行到隔行的转换

7.9.1 扫描线抽取

7.9.2 垂直滤波

7.10 隔行到逐行变换

7.10.1 视频模式：场内处理

7.10.2 视频模式：场间处理

7.10.3 电影模式（使用逆向电视电影）

7.10.4 关于频率响应的注意事项

7.11 基于DCT的压缩

7.11.1 DCT

7.11.2 量化

7.11.3 Z形扫描

7.11.4 行程长度编码

7.11.5 可变长编码

7.12 关于固定像素显示器的注意事项

7.12.1 扩展颜色再生

7.12.2 细节校正

7.12.3 非均匀量化

7.12.4 缩放与去隔行

7.13 应用实例

参考文献

第8章 NTSC、PAL和SECAM概述

8.1 NTSC概述

8.1.1 亮度信息

8.1.2 彩色信息

8.1.3 彩色调制

8.1.4 复合视频的生成

8.1.5 彩色副载波频率

8.1.6 NTSC标准

8.1.7 RF调制

8.1.8 模拟频道分配

8.1.9 亮度方程推导

8.2 PAL概述

8.2.1 亮度信息

8.2.2 彩色信息

8.2.3 彩色调制

8.2.4 复合视频的生成

8.2.5 PAL标准

8.2.6 RF调制

8.2.7 模拟频道分配

8.2.8 亮度方程推导

8.2.9 PALplus

8.3 SECAM概述

8.3.1 亮度信息

8.3.2 彩色信息

8.3.3 彩色调制

8.3.4 复合视频的生成

8.3.5 SECAM标准

8.3.6 亮度方程推导

8.4 视频测试信号

8.4.1 彩条概述

8.4.2 EIA彩条（NTSC）

8.4.3 EBU彩条（PAL）

8.4.4 SMPTE条（NTSC）

8.4.5 反转蓝条

8.4.6 PLUGE

8.4.7 Y条

8.4.8 红场

8.4.9 10级阶梯

8.4.10 调制斜坡

8.4.11 调制阶梯

8.4.12 调制基底

8.4.13 多波群

8.4.14 线条

8.4.15 多脉冲

8.4.16 场方波

8.4.17 复合测试信号

8.4.18 组合测试信号

8.4.19 T脉冲

8.5 VBI数据

8.5.1 时间码

8.5.2 CEA-608隐藏字幕

8.5.3 宽屏信令和CGMS

8.5.4 图文电视

8.5.5 AMOL

8.5.6 原始VBI数据

8.5.7 条带VBI数据

8.5.8 NTSC/PAL解码器注意事项

8.5.9 重影消除

8.6 增强电视编程

8.6.1 触发器

8.6.2 传输

8.6.3 传递协议

8.6.4 绑定

参考文献

第9章 NTSC和PAL数字编码和解码

9.1 NTSC和PAL编码

9.1.1 2倍过采样

9.1.2 颜色空间转换

9.1.3 亮度（Y）处理

9.1.4 色差处理

9.1.5 模拟复合视频

9.1.6 彩色副载波生成

9.1.7 行和场时序

9.1.8 干净编码

9.1.9 带宽受限边生成

9.1.10 电平受限处理

9.1.11 编码器视频参数

9.1.12 同步锁相支持

9.1.13 alpha通道支持

9.2 NTSC和PAL数字解码

9.2.1 数字化模拟视频

9.2.2 Y/C分离

9.2.3 色差处理

9.2.4 亮度（Y）处理

9.2.5 用户调整

9.2.6 颜色空间转换

9.2.7 同步锁相

9.2.8 视频时序生成

9.2.9 视频信号类型自动检测

9.2.10 Y/C分离技术

9.2.11 alpha通道支持

9.2.12 解码器视频参数

参考文献

第10章 H.261和H.263

10.1 H.261

10.1.1 视频编码层

10.1.2 视频比特流

10.1.3 静止图像传送

10.2 H.263

10.2.1 视频编码层

10.2.2 视频比特流

10.2.3 可选的H.263模式

10.2.4 档次

10.2.5 级别

参考文献

第11章 消费DV

11.1 音频

11.1.1 IEC 61834

11.1.2 SMPTE 314M/370M

11.1.3 音频辅助数据（AAUX）

11.2 视频

11.2.1 DCT块

11.2.2 宏块

11.2.3 超块

11.2.4 压缩

11.2.5 视频辅助数据（VAUX）

11.3 数字接口

11.3.1 IEEE 1394

11.3.2 SDTI

11.4 100Mbit/s DV不同之处

11.5 HDV格式

11.6 AVCHD格式

参考文献

第12章 MPEG-1

12.1 MPEG和JPEG

12.2 质量问题

12.3 音频概述

12.3.1 声音质量

12.3.2 背景理论

12.4 视频编码层

12.4.1 隔行视频

12.4.2 编码预处理

12.4.3 编码帧类型

12.4.4 运动补偿

12.4.5 I帧

12.4.6 P帧

12.4.7 B帧

12.4.8 D帧

12.5 视频比特流

12.5.1 视频序列

12.5.2 序列头

12.5.3 图像组层

12.5.4 图像层

12.5.5 条带层

12.5.6 宏块层

12.5.7 块层

12.6 系统比特流

12.6.1 ISO/IEC 11172层

12.6.2 包组层

12.6.3 系统头

12.6.4 包层

12.7 视频解码

12.7.1 快进播放注意事项

12.7.2 暂停模式注意事项

12.7.3 快退播放注意事项

12.7.4 解码后期处理

12.8 现实问题

12.8.1 系统比特流终止

12.8.2 时间码

12.8.3 可变比特率

12.8.4 约束比特流

12.8.5 源采样时钟

参考文献

第13章 MPEG-2

13.1 音频概述

13.2 视频概述

13.2.1 级别

13.2.2 档次

13.2.3 可分级性

13.2.4 传输和节目流

13.3 视频编码层

13.3.1 YCbCr颜色空间

13.3.2 编码图像类型

13.3.3 运动补偿

13.3.4 宏块

13.3.5 I图像

13.3.6 P图像

13.3.7 B图像

13.4 视频比特流

13.4.1 视频序列

13.4.2 序列头

13.4.3 用户数据

13.4.4 序列扩展

13.4.5 序列显示扩展

13.4.6 序列可分级扩展

13.4.7 图像组（GOP）层

13.4.8 图像层

13.4.9 内容描述数据

13.4.10 图像编码扩展

13.4.11 量化矩阵扩展

13.4.12 图像显示扩展

13.4.13 图像时域可分级扩展

13.4.14 图像空域可分级扩展

13.4.15 版权扩展

13.4.16 摄像头参数扩展

13.4.17 ITU-T ext. D扩展

13.4.18 条带层

13.4.19 宏块层

13.4.20 块层

13.5 运动补偿

13.5.1 场预测

13.5.2 帧预测

13.6 PES包

13.7 节目流

13.7.1 包组层

13.7.2 系统头

13.7.3 节目流映射

13.7.4 节目流目录

13.8 传输流

13.8.1 包层

13.8.2 适配域

13.8.3 节目相关信息

13.8.4 节目关联表

13.8.5 节目映射表

13.8.6 传输流描述表

13.8.7 条件接收表

13.8.8 网络信息表

13.8.9 IPMP控制信息表

13.9 知识产权管理和保护

13.10 在MPEG-2传输流上的MPEG-4.2视频

13.11 在MPEG-2传输流上的MPEG-4.10（H.264）

13.12 在MPEG-2传输流上的SMPTE 421M（VC-1）视频

13.13 MPEG-2 PMT/PSM描述符

13.13.1 MPEG-2 AAC音频描述符

13.13.2 音频流描述符

13.13.3 AVC定时和HRD描述符

13.13.4 AVC视频描述符

13.13.5 CA描述符

13.13.6 字幕服务描述符

13.13.7 版权描述符

13.13.8 数据流对齐描述符

13.13.9 DTCP描述符

13.13.10 DTS音频描述符

13.13.11 层次描述符

13.13.12 IBP描述符

13.13.13 IPMP描述符

13.13.14 ISO 639语言描述符

13.13.15 最大比特率描述符

13.13.16 元数据描述符

13.13.17 复用缓冲区利用描述符

13.13.18 私有数据指示器描述符

13.13.19 注册描述符

13.13.20 平滑缓冲区描述符

13.13.21 STD描述符

13.13.22 系统时钟描述符

13.13.23 目标背景网格描述符

13.13.24 视频流描述符

13.13.25 视频窗口描述符

13.14 MPEG-4 PMT/PSM描述

13.14.1 MPEG-4音频描述符

13.14.2 外部ES ID描述符

13.14.3 FMC描述符

13.14.4 FmxBufferSize描述符

13.14.5 IOD描述符

13.14.6 MultiplexBuffer描述符

13.14.7 Muxcode描述符

13.14.8 SL描述符

13.14.9 MPEG-4视频描述符

13.15 ARIB PMT描述符

13.15.1 轮播兼容的复合描述符

13.15.2 组件描述符

13.15.3 条件播放描述符

13.15.4 内容可用性描述符

13.15.5 国家可用性描述符

13.15.6 数据组件描述符

13.15.7 数字复制控制描述符

13.15.8 紧急信息描述符

13.15.9 层次传输描述符

13.15.10 链接描述符

13.15.11 Mosaic描述符

13.15.12 家长分级控制描述符

13.15.13 流标识符描述符

13.15.14 系统管理描述符

13.15.15 目标区域描述符

13.15.16 视频解码控制描述符

13.16 ATSC PMT描述符

13.16.1 AC-3音频流描述符

13.16.2 ATSC私有信息描述符

13.16.3 组件名称描述符

13.16.4 内容分级描述符

13.16.5 增强信令描述符

13.16.6 再发行控制描述符

13.17 DVB PMT描述符

13.17.1 AAC音频描述符

13.17.2 AC-3和增强的AC-3描述符

13.17.3 适配域数据描述符

13.17.4 辅助数据描述符

13.17.5 组件描述符

13.17.6 国家可用性描述符

13.17.7 数据广播ID描述符

13.17.8 DTS音频描述符

13.17.9 扩展描述符

13.17.10 Mosaic描述符

13.17.11 家长分级控制描述符

13.17.12 私有数据说明符描述符

13.17.13 加扰描述符

13.17.14 服务切换描述符

13.17.15 流标识符描述符

13.17.16 字幕描述符

13.17.17 图文电视描述符

13.17.18 VBI数据描述符

13.17.19 VBI图文电视描述符

13.18 OpenCable PMT描述符

13.18.1 AC-3音频流描述符

13.18.2 组件名称描述符

13.18.3 组件名称描述符

13.18.4 内容分级描述符

13.18.5 扩展视频描述符

13.18.6 帧率描述符

13.18.7 MAC地址列表描述符

13.18.8 再发行控制描述符

13.18.9 VBI数据描述符

13.19 隐藏字幕

13.19.1 CEA-708

13.19.2 MPEG-2视频

13.19.3 MPEG-2视频（SCTE 21）

13.19.4 MPEG-2视频（SCTE 20）

13.19.5 MPEG-4.10（H.264）视频

13.19.6 SMPTE 421M（VC-1）视频

13.19.7 VBI标准

13.20 VBI标准

13.20.1 data_identifier

13.20.2 data_unit_ID

13.20.3 data_unit_length

13.20.4 reserved_bits

13.20.5 field_parity

13.20.6 line_offset

13.20.7 framing_code

13.20.8 txt_data_block

13.20.9 reserved_bits

13.20.10 field_parity

13.20.11 line_offset

13.20.12 VPS_data_block

13.20.13 reserved_bits

13.20.14 field_parity

13.20.15 line_offset

13.20.16 WSS_data_block

13.20.17 reserved_bits

13.20.18 reserved_bits

13.20.19 field_parity

13.20.20 line_offset

13.20.21 closed_captioning_data_block

13.20.22 reserved_bits

13.20.23 field_parity

13.20.24 line_offset

13.20.25 AMOL48_data_block

13.20.26 trailer

13.20.27 reserved_bits

13.20.28 field_parity

13.20.29 line_offset

13.20.30 AMOL96_data_block

13.20.31 reserved_bits

13.20.32 field_parity

13.20.33 line_offset

13.20.34 framing_code

13.20.35 NABTS_data_block

13.20.36 reserved_bits

13.20.37 field_parity

13.20.38 line_offset

13.20.39 TVG2X_data_block

13.20.40 reserved_bits

13.20.41 field_parity

13.20.42 line_offset

13.20.43 CP_data_block

13.20.44 reserved_bits

13.20.45 reserved_bits

13.20.46 field_parity

13.20.47 line_offset

13.20.48 VITC_data_block

13.20.49 stuffing_type

13.21 图文电视

13.22 有效格式描述（AFD）

13.22.1 MPEG-2视频

13.22.2 MPEG-4.10（H.264）视频

13.22.3 SMPTE 421M（VC-1）视频

13.23 字幕

13.23.1 数字有线电视字幕

13.23.2 DVB字幕

13.24 增强的电视节目安排

13.25 数据广播

13.25.1 轮播

13.25.2 在MPEG-2上的IP多播传输

13.25.3 数据广播机制

13.26 解码器注意事项

参考文献

第14章 MPEG-4和H.264

14.1 音频概述

14.1.1 一般音频对象类型

14.1.2 语音对象类型

14.1.3 合成语音对象类型

14.1.4 合成音频对象类型

14.2 视觉概述

14.2.1 YCbCr颜色空间

14.2.2 视觉对象

14.2.3 MPEG-4.2自然视觉对象类型

14.2.4 MPEG-4.2自然视觉档次

14.3 图形概述

14.4 视觉层

14.4.1 视觉对象序列

14.4.2 视频对象

14.4.3 视频对象层

14.4.4 视频对象平面组

14.4.5 视频对象平面

14.5 对象描述框架

14.5.1 对象描述符流

14.5.2 对象内容信息

14.5.3 知识产权管理与保护

14.6 场景描述

14.7 基本流同步

14.7.1 同步层

14.7.2 DMIF应用接口

14.8 基本流的多路复用

14.8.1 FlexMux

14.8.2 在MPEG-2之上的MPEG-4

14.8.3 MP4文件格式

14.9 知识产权管理与保护（IPMP）

14.10 MPEG-4.10（H.264）视频

14.10.1 档次和级别

14.10.2 补充的增强信息

14.10.3 视频编码层

14.10.4 网络抽象层

参考文献

第15章 ATSC数字电视

15.1 视频能力

15.2 音频能力

15.2.1 主音频服务：完整主音频（CM）

15.2.2 主音频服务：音乐和音效（ME）

15.2.3 关联服务：针对视力障碍（VI）人群

15.2.4 关联服务：针对听力障碍（HI）人群

15.2.5 关联服务：对话（D）

15.2.6 关联服务：解说（C）

15.2.7 关联服务：画外音（VO）

15.3 节目和系统信息协议

15.3.1 所需表

15.3.2 可选表

15.3.3 描述符

15.4 E-VSB

15.4.1 音频能力

15.4.2 视频能力

15.4.3 节目和系统信息协议

15.5 数据广播

15.5.1 数据服务声明

15.5.2 服务描述框架

15.5.3 触发器（同步和异步）

15.5.4 软件下载数据服务

15.5.5 传输流文件系统

15.6 应用框图

参考文献

第16章 OpenCableTM数字电视

16.1 视频能力

16.2 音频能力

16.3 带内系统信息

16.3.1 所需表

16.3.2 可选表

16.3.3 描述符

16.4 带外系统信息

16.4.1 表

16.4.2 描述符

16.5 带内数据广播

16.5.1 数据服务声明

16.5.2 服务描述框架

16.6 条件接收

16.7 相关技术

16.8 应用框图

参考文献

第17章 DVB数字电视

17.1 视频能力

17.2 音频能力

17.3 系统信息

17.3.1 所需表

17.3.2 可选表

17.3.3 描述符

17.4 数据广播

17.5 条件接收

17.5.1 同密

17.5.2 多密

17.5.3 DVB通用接口

17.6 应用框图

参考文献

第18章 ISDB数字电视

18.1 ISDB-S（卫星）

18.2 ISDB-C（有线）

18.3 ISDB-T（地面）

18.4 视频能力

18.5 音频能力

18.6 静态图像能力

18.7 图形能力

18.8 系统信息

18.8.1 表

18.8.2 描述符

18.9 字幕

18.10 数据广播

18.10.1 数据轮转传输

18.10.2 数据管道

18.10.3 事件信息传输

18.10.4 独立PES传输

18.10.5 交互信道协议

18.11 应用框图

参考文献

第19章 IPTV

19.1 技术考虑

19.2 多播

19.3 基于RTSP的解决方案

19.3.1 RTSP

19.3.2 RTP

19.3.3 RTCP

19.3.4 RSVP

19.4 ISMA

19.4.1 档次0

19.4.2 档次1

19.5 在IP上实现广播

19.6 条件接收（DRM）

参考文献

术语表

索引

《视频技术手册(第5版)》较为全面地介绍了最新的数字视频相关技术，共分三个部分。第一部分介绍视频格式、颜色空间、视频信号、视频接口、数字视频处理需求和彩色电视制式标准等基本概念和基本原理。第二部分论述各种视频压缩标准，包括H.261/H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.264等。第三部分讲述各种数字电视标准，包括ATSC、OpenCableTM、DVB和ISDB以及IPTV的相关概念。
《视频技术手册(第5版)》内容系统完整，概念叙述清楚严谨，可作为视频通信、数字电视、视频服务等领域广大研发和应用人员的参考手册，也可供高等院校有关专业师生阅读。

视频技术的应用和开发是目前信息技术领域最热门的话题之一，3G通信、高清晰度电视、数字电视和宽带网络等都是围绕如何有效处理和传输视频信息而展开研究和。《视频技术手册(第5版)》回答了全世界的工程师提出的各种视频相关的问题，自第1版问世以来，读者好评如潮，已经成为业内视频技术处理的经典参考指南。
《视频技术手册(第5版)》涵盖了视频技术领域的最新成果和未来发展方向，系统讲述视频技术的基础理论和实践技能，重点介绍最新的视频编解码器《如H．264、VC-1、Dolby Digital@Plus、DTS-HD等）的实现原理，同时详尽阐述如何解决目前最先进的消费类电子设备（如HD DVD、数字机顶盒、数字电视和网络电视机顶盒等）中所涉及的视频编解码问题。并概述隐藏字幕、图文电视、V-chip技术、复杂的图像合成技术、基于IP网络的ARIB与DVB技术以及DRM的最新技术发展情况。书中还列出了最新的广播、电缆和卫星规范。可以说，有《视频技术手册(第5版)》在手，各种视频系统处理方面的问题都可以找到标准答案。