《视频解密》中文版（第四版）第一章

来源：互联网发布：冬天男帽子知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/21 22:53

第一章简介

就在不久之前，视频类应用似乎有点封闭和单一─模拟方式被用于广播，有线电视，录像机，机顶盒，电视，摄像机。然而自从MPGE-2视频压缩标准出现以来，视频应用领域发生了翻天覆地的变化，从模拟方式转换到数字方式。

今天，除了应用于传统的DV视音频压缩标准─MPGE-1，MPGE-2之外，又有3个高性能的视频压缩标准出现。这些新的视频编解码技术在相同视频质量的前提下提供了更高的视频压缩率。

·MPGE-4 这种视频编解码方式的视频压缩效率是MPGE-2的1.5~2倍，可以广泛应用于各种市场。但是由于MPGE-4的算法相当复杂，所以没被广泛接受。所以很多简单的应用没有采用MPGE-4方式，而是决定等待H.264发布在做打算。

·H.264 也就是MPGE-4的第十部分，这种视频编解码方式的视频压缩效率是MPGE-2的2~3倍。在提高压缩率和压缩质量的同时还提供了各种开发工具。相较MPGE-4，H.264算法更加优化，适用于开发低成本单芯片解决方案。

·SMPTE VC-9（Microsoft Windows Media Video 9 or WMV9）一个H.264的有力竞争者，它的视频压缩效率也是MPGE-2的2~3倍。也提高了视频的压缩率和压缩质量，使开发编码器变得更简单。

许多音频编解码器适合用于6.1和7.1声道的应用。这些音频编解码器也可用于多声道无损压缩，使在相同音频质量下具有更低的比特率，还可以为需要更高质量的音频压缩提供一个合适的比特率。

除了音频解码之外，高质量实时音频编码被用于刻录DVD，硬盘录像机（DVR）等。综合音频方面的这些应用，消费市场的单芯片解决方案需要合并一颗DSP协处理器来实现音频处理的需求。

消费市场的设备变得日趋复杂，必须支持越来越多的功能，而且设备必须就有强大的互联能力。今天我们已经有：

·网络化的DVD播放机这种强大的设备除了可以播放传统的CD和DVD之外，还可以播放MPEG-4、H.264、WM9格式的视音频和JPEG图片的文件。通过以太网或802.11协议连接PC，可以在电视机上播放PC上的视音频文件。并且可以支持播放网络电视的功能。

·数字媒体适配器这种小巧、廉价的小盒子，通过以太网或802.11协议连接PC，可以在电视机上方便的播放PC上的视音频文件，可以支持包括MPEG-4、H.264、WM9格式的视音频和JPEG图片的文件。

·数字机顶盒有线、卫星、地面广播方式的机顶盒现在已经具备了硬盘录像机（DVR）的功能，使观众方便的获得他们所需的节目。许多人现在都看好H.264和WMV9，这是系统运营商提供了更多的频道内容，并兼容了许多以前的视频格式。

·先进数字电视（DTV）除了高频头和解码器融入电视机之外，一些数字电视机还融入了DVD播放器，环绕立体声，无线联网功能（802.11或UWB）等。

·IP 机顶盒 IP机顶盒也被叫做“IPTV”和“VOIP”，这些低成本的机顶盒被用于高速DSL接入和光纤到户的家庭。许多这种设备以被平移到可播放H.264或WMV9格式的高清电视节目。

·便携式媒体播放器这种设备内置大容量硬盘，通过USB连接计算机或通过无线网络连接Internet可下载大量的媒体或文件。支持播放MPEG-2，MPEG-4，H.264，WM9格式的视频和JPEG格式的图片文件。

·移动视频接收机这种设备常嵌入与移动电话，用于传输高质量的H.264格式的视频。典型的连接规范为DMB和DVB-H标准。

当然，制造这些高级的消费类设备不仅仅需要视音频编解码器，它们还需要：

·字幕，图文，和电视分级这些标准的更新换代用于支持数字广播。

·强大的视频处理能力、算法由于视频源有着多种多样的分辨率，而显示设备也有不同的宽高比，复杂高效的图像变换操作是必须的。现在有两种电视标准，标准清晰度（SD）和高清晰度（HD）,它们使用不同的色度标准，所以在用标清电视机播放高清节目或高清电视机播放标清节目是需要进行图像的变换。

·复杂的重构图需要具备在图像中加入标题/字幕/子画面等文字和画面的元素的能力，还要支持OSD功能。

·ARIB and DVB over IP 因特网的IP视频业务增长迅速，现在以支持ARIB和DVB业务的因特网传输。

·数字版权管理（DRM）保护媒体资源，禁止未授权的拷贝和观看。

本书第四版增加更新了一些内容。本书不包括所有视频领域的内容和解决方案，而且很多工程师在这领域的知识或经验是很少的。这本书用于指导那些设计视频应用的工程师的教材。

这本书可用于学习视频和集成电路设计，设计新的视频产品的工程师，或者想提高视频系统设计能力的初级工程师。

本书内容

本书组织如下：

第二章，视频简介，讨论各种视频格式和视频信号，它们的应用场合，隔行扫描和逐行扫描的区别。DVD和数字机顶盒的功能框图介绍。

第三章，介绍各种色度空间，以及它们在数学上的关系，各种色度空间的应用场合。色度空间包括RGB，YUV，YIQ，YCbCr，HIS，HSV和HLS。介绍非RGB空间向RGB的转换，最后介绍伽马校正。

第四章，视频信号介绍，介绍视频信号与时间的关系。各种视频格式包括480i，480p，576i，576p，720p，1080i和1080p的模拟和数字表示方法。

第五章讨论模拟视频接口，包括模拟RGB，YPbPr，S-video和SCART信号消费领域应用的接口和视频前端的应用。

第六章讨论各种数字视频接口，这些接口应用于半导体器件、视频前端设配和消费品。本章将介绍BT.601和BT.656接口，并介绍SDI、SDTI和HD-SDTI视频前端接口。DVI，HDMI和IEEE1394接口也一并介绍。还将介绍数字音频、时码、纠错码等在数字视频接口的传输。

第七章，视频处理介绍，如YCbCr格式的4:4:4到4:2:2的数字滤波模板，图像缩放，隔行/去隔行变换，帧率变换，alpha混合，闪烁滤波和色度键控。亮度，对比度，饱和度，色度，锐度等控制也将讨论。

第八章，介绍NTSC，PAL和SECAM制式介绍。概述各种模拟视频格式，模拟视频信号的测试。场消隐（VBI）数据介绍，包括时间码，字幕和扩展数据（XDS），宽频信号和图文信息。此外，PALplus，射频（RF）调制，BTSC（广播电视委员会）和Zweiton模拟立体声和NICAM728（数字丽音728）数字立体声也将介绍。

第九章 NTSC和PAL编解码介绍NTSC和PAL视频的编解码技术，也介绍亮度/色度分量技术和它们的权衡。

第十章讨论H.261和H.263视频编码标准和在视频会议的应用。

第十一章讨论用于数字摄像机的消费类视频压缩标准。

第十二章介绍MPGE-1视频压缩标准。

第十三章介绍MPGE-2视频压缩标准。

第十四章介绍MPGE-4的视频压缩标准，并介绍H.264视频压缩标准。

第十五章讨论在美国使用的ATSC数字电视规范。

第十六章讨论在美国使用的开放式电缆电视标准。

第十七章讨论在欧洲和亚洲应用的DVB数字电视标准。

第十八章讨论日本使用的ISDB数字电视标准。

第十九章讨论IPTV。这项技术以广播方式在网络上发送压缩的视频，应用于因特网，DSL，FTTH等。

第二十章词汇表。超过400个视频方面的术语参考解释。如果你碰到不熟悉的短语，它可能就在词汇表中有注释。

《视频解密》中文版（第四版） 第一章

《视频解密》中文版（第四版）第一章