视频技术基础

本书讲述视频技术基础知识，不仅考虑到视频技术本身的快速发展，同时侧重一定的理论论述。主要内容包括：第1章介绍视频技术的光学基础、人眼视觉特性、视频图像的特点及其与人眼视觉之间的关系；第2章介绍视频信号获取的基本原理，在此基础上介绍逐行扫描和隔行扫描；第3章介绍视频信号的处理方式和模拟电视的制式；第4章介绍电视广播和视频信号传输的基本方式；第5章介绍视频信号的各种显示方式；第6章介绍数字视频技术的基础知识和相关的数字视频技术。

目录序前言教学建议第0章绪论101视频技术发展概况102视频技术涉及的内容203视频技术应用举例3第1章视觉特性与计色制511光学基础5111可见光谱5112光源5113人眼的光学特性与视觉光谱光效率曲线7114光度学中的基本参量1012人眼视觉的基本特性12121人眼的亮度感觉特性12122目标的空间频率与人眼的分辨力13123视觉的时间响应特性1413彩色视觉与三基色原理15131彩色视觉15132描述彩色的三个基本参量16133人眼的彩色分辨力18134三基色原理与相加混色1914RGB计色制与色度图20141配色实验与配色方程20142相对色系数与RGB色度图2415XYZ计色制与色度图2516彩色的分解与正确重现28161显像管的彩色正确重现29162摄像光谱响应曲线30自我检测题32习题与思考题32第2章电视成像原理与视频信号的产生3421摄像管成像原理3422CCD成像原理35221CCD的基本工作原理36222CCD的分类39223CCD的结构40224γ校正与电光转换41225彩色视频信号的产生4223CMOS图像传感器成像系统4224逐行扫描与隔行扫描45241概述45242显像管的扫描光栅结构46243隔行扫描与逐行扫描的比较4925视频信号与电视图像的基本参数52251扫描参数52252清晰度与分解力52253图像对比度和灰度5326视频图像信号54261概述54262黑白图像信号的频谱59263基色信号、亮度信号和色差信号61264标准彩条信号64自我检测题67习题与思考题68第3章彩色视频信号的处理与制式6931概述6932黑白CCD摄像机70321图像信号的钳位70322γ校正的实现72323自动光圈控制73324黑白CCD摄像机的主要参数7533频谱交错与高频混合原理76331频谱交错原理76332高频混合原理7734NTSC制78341正交平衡调幅与同步检波78342色度信号的幅度压缩80343波形图和矢量图82344YIQ制83345NTSC制编解码框图85346微分增益失真和微分相位失真86347NTSC制的性能8835PAL制88351V分量逐行倒相消除相位移的影响88352PAL制信号的编码原理89353PAL视频信号的频谱91354PAL信号中的色度、亮度分离94355PAL色度信号的解码94356梳状滤波器的频率特性9636SECAM制98361SECAM制的基本原理98362SECAM制的编码和解码原理9937三种制式的比较102自我检测题102习题与思考题103第4章电视广播与视频信号的传输10541概述10542地面电视广播与传输105421视频图像信号的调制106422电视广播发射机110423高频电视信号频谱11243有线电视系统的传输方式112431概述112432CATV系统的特点和组成113433CATV邻频道传输116434同轴电缆传输系统119435有线电视系统的主要技术指标12044微波传输122441微波传输的特点122442微波信号的基本传输方式122443多频道微波分配系统12545卫星传输126451概述126452国际卫星广播电视的频率划分127453卫星广播电视系统的组成128454上行发射站129455星载转发器132456地面接收站133457卫星电视传输中的MAC制式13346光纤视频传输系统139461概述139462光缆的结构141463模拟视频信号的光纤传输142464数字视频信号的光纤传输14647视频信号的非广播传输148471同轴电缆传输148472双绞线传输148473无线微波近距离传输150474电话线传输15048视频信号的IP传输151自我检测题153习题与思考题154第5章视频终端与图像显示15551概述15552电视接收与显像管显示156521黑白电视接收机的原理框图156522电视信号处理流程157523开关电源158524彩色电视信号分离原理159525彩色电视接收机的原理框图16053平板显示技术16154液晶显示163541液晶显示器的工作原理164542液晶电视接收机165543液晶电视机整机原理168544液晶电视接收机主要参数17055等离子显示171551等离子显示的特点171552等离子显示的原理172553等离子电视接收机信号流程176554等离子显示的发展及前景17856投影显示178561前投式显示179562背投式显示18057DLP显示技术182571DMD成像原理182572DLP的灰阶与彩色实现184573DLP投影机的分类185574DLP投影显示的特点18558彩色显示器显示原理186581彩色显示器工作原理186582彩色显示器参数187583显卡原理189自我检测题191习题与思考题191第6章数字视频19361概述193611视频信号数字化193612CCIR 601建议(视频数字化标准)19662数字视频压缩编码技术198621数字视频压缩的必要性198622数字视频压缩标准19963MPEG1200631概述200632MPEG1的基本概念201633MPEG1编解码原理20364MPEG2205641概述205642MPEG2的基本概念206643MPEG2编解码原理211644MPEG2应用21365DVD数字视盘机214651概述214652通道编码215653错误检测和校正216654DVD整机构成22066MPEG4221661概述221662MPEG4的主要特点222663MPEG4码流分层结构222664MPEG4视频编码框架22367MPEG7226671概述226672MPEG7与其他标准的关系227673MPEG7涉及领域及应用背景228674MPEG21标准22868H264229681概述229682H264的编码结构与格式230683H264编解码器23169VOD235691概述235692VOD系统组成235693VOD系统实例239694VOD视频服务器服务策略241610IPTV2426101概述2426102IPTV技术实现242611数字电视2466111数字电视系统结构2476112数字电视分类248612现有的数字电视标准2486121美国数字电视标准ATSC2486122欧洲数字电视标准DVB2516123日本数字电视标准ISDB2546124三种国外数字电视地面传输标准的比较2556125HDTV2566126数字电视的条件接收257613中国数字电视地面广播标准2656131系统总体框图2656132系统发送端原理2666133系统接收端原理2666134DTMB标准的主要优势2676135DTMB系统主要技术特点269自我检测题269习题与思考题270参考文献271

前言近年来，随着视频技术、计算机技术、多媒体技术、网络技术的迅猛发展，视频信号的获取、处理和传输及存储都发生了较大的变化。同时,我们又处在一个数据爆炸性增长的“大数据”时代，必然出现大数据时代的视频新技术。在这样的背景下，我们更新了由华中科技大学出版社出版的《视频技术基础》，将原教材中一些过时的部分去掉，引入一些新的技术元素，力争做到与时俱进。 视频技术研究视频信号的获取、存储、传输、处理及再现，只有掌握了一定的视频技术基础知识，才能对当今出现的一些新概念和新技术有较好的把握。本书在撰写过程中充分考虑了专业教学的特点与需求，在内容编排上尽量做到全面、系统，在理论深度上尽量考虑本科生的接受能力，同时注重该课程与其他课程的衔接。不仅考虑到视频技术本身的快速发展，同时侧重一定的理论论述，为学生打下扎实的基础。 本书第1章介绍视频技术的光学基础，然后分析人眼视觉特性，介绍视频图像的特点及其与人眼视觉之间的关系；第2章主要介绍视频信号获取的基本原理，在此基础上，介绍逐行扫描和隔行扫描；第3章介绍视频信号的处理方式和模拟电视的制式；第4章介绍电视广播和视频信号传输的基本方式；第5章介绍视频信号的各种显示方式；第6章介绍数字视频技术的基础知识及相关技术。 特别感谢华中科技大学电子信息与通信学院对本教材的推荐，感谢教务处教材基金的资助，使得本教材的再版得以立项。感谢原教材的主编谈新权教授为本书的付出，并为本教材审稿、作序，也感谢机械工业出版社华章公司的工作人员的大力支持，使得本书可以如期出版。 在本书的编写过程中，作者参考了国内外许多优秀的相关教材和参考文献，并一一列在本书最后，在此对文献作者表示衷心的感谢。 本书可作为各高校相关专业的教材或参考书，对相关领域的技术工作者也具有一定的参考价值。由于作者能力、水平的限制，书中难免出现错误或不妥之处，欢迎广大专家和读者批评指正。作者的Email地址是：dengtp@husteducn。 华中科技大学电子信息与通信学院邓天平