数字技术 数字电视原理与应用pdf电子书版本下载

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第1章 DTV之路 1

1．1 引言 1

1．1．1 开创者 1

1．1．2 传输标准 3

1．1．3 常规电视系统 6

1．2 HDTV的早期发展 10

1．2．1 1125/60设备的开发 11

1．2．2 1125/60系统 12

1．2．4 HDTV标准化的前景 14

1．2．3 欧洲的HDTV制式 14

1．2．5 数字制式的兴起 15

1．2．6 数字视频广播 17

1．2．7 电影行业的卷入 17

1．2．8 政治考虑 18

1．2．9 术语 19

1．2．10 HDTV之路的建议 19

1．2．11 制式测试：第2轮 21

1．2．12 大联盟的形成 22

1．2．13 测试大联盟系统 24

1．3 HDTV制式的兼容性 25

1．2．14 大联盟的最后一段 25

1．3．1 兼容制式中的折衷 26

1．3．2 兼容业务附加器 26

1．3．3 代码转换功能 27

1．4 参考文献 27

1．5 参考书目 27

第2章 HDTV的应用 29

2．1 引言 29

2．1．1 分解力 29

2．1．2 制作制式与传输制式 29

2．2．1 商业和工业应用 30

2．1．3 术语定义 30

2．2 HDTV的应用 30

2．2．2 广播应用 31

2．2．3 计算机应用 32

2．3 视频信号的特点 33

2．3．1对观众和节目制作者的关键意义 34

2．3．2 影像尺寸 34

2．3．3 格式发展 36

2．4 视觉现实性中的听觉成分 37

2．4．1 听觉 37

2．4．3 最大程度地利用音频 39

2．4．2 使音频与视频匹配 39

2．4．4 理想的声音系统 40

2．4．5 杜比AC-3 40

2．5 影片节目源 41

2．5．1 影片种类 42

2．5．2 影片和HDTV节目源的协同作用 42

2．5．3 标准转换 42

2．5．4 从影片到视频的转换系统 43

2．5．5 从视频到影片的激光束转换 47

2．6 参考文献 49

2．7 参考书目 50

第3章 成像系统基本原理 52

3．1 引言 52

3．2 电视的视场 52

3．2．1 黄斑和周围视觉 52

3．2．2 垂直细节和观看距离 53

3．2．3 水平细节和图像宽度 54

3．2．4 影像的详细内容 55

3．2．5 景深的感觉 55

3．2．7 亮度和色度 56

3．2．6 对比度和色调范围 56

3．2．8 视觉的色度方面 58

3．2．9 彩色视觉的锐敏度 60

3．2．10 视觉中的时间因素 60

3．2．11 照度的时间方面 60

3．2．12 模糊和有关的效应 61

3．2．13 闪烁 61

3．2．14 视频带宽的视觉基础 62

3．2．15 伽马 63

3．3．2 相对水平和垂直间距 66

3．3．3 亮度和色度分量 66

3．3．1 扫描格式 66

3．3 大联盟制式的概况 66

3．3．4 像素传输速率和数字调制 67

3．3．5 视频压缩 67

3．4 参考文献 69

第4章 视频信号的数字编码 71

4．1 引言 71

4．2 数字信号的变换过程 71

4．2．1 Nyquist极限和混叠效应 71

4．2．2 A/D变换过程 72

4．2．3 D/A变换过程 75

4．2．4 变换器的性能判据 76

4．3 视频信号的空间域和时间域分量 76

4．3．1 Nyquist多维空间的维数 78

4．3．2 Nyquist多维空间中的各种特征频率 80

4．3．3 Nyquist多维空间中各种信号的区分 82

4．4 数字调制 84

4．4．1 QPSK 86

4．4．2 信号分析 86

4．4．3 数字编码 86

4．4．4 纠错编码 88

4．4．5 8-VSB调制系统 89

4．5 各种数字滤波器 89

4．5．1 各种FIR滤波器 90

4．5．2 各种IIR滤波器 93

4．6 数字信号处理 95

4．6．1 视频的取样过程 96

4．6．2 串行数字接口（SDI） 96

4．7 参考文献 98

5．1 引言 100

5．2 变换编码 100

第5章 视频和音频的压缩 100

5．2．1 平面的变换 101

5．2．2 帧间的变换编码 102

5．3 JPEC标准 104

5．3．1 压缩技术 104

5．3．2 DCT和JPEC 105

5．4 MPEG标准 106

5．4．1 基本的规定 107

5．4．2 运动补偿 109

5．4．3 把它们汇集在一起 109

5．4．4 各种档次和各种等级 111

5．4．5 演播室档次 112

5．5 MPEG-2的各种特性应用于数字电视的重要性 113

5．5．1 MPEG-2的分层结构 113

5．5．2 条带 114

5．5．3 图像、图像组和序列 114

5．5．4 运动矢量的搜索算法 116

5．5．5 运动矢量的精度 116

5．5．6 运动矢量的编码 116

5．5．7 信源编码器的预测环路 117

5．5．8 双重最佳的预测模式 120

5．5．10 图像的更新 121

5．5．9 自适应的图像场/图像帧的预测模式 121

5．5．11 离散余弦变换 122

5．5．12 视频数据的熵编码 124

5．5．13 解码器的框图 126

5．5．14 空间和S/N的可分级性 126

5．6 级联过程 127

5．6．1 各种压缩的损伤 127

5．7 音频压缩 128

5．7．2 人们的听觉系统 129

5．7．1 冗余度和不相干性 129

5．7．3 量化 130

5．7．4 取样频率和比特率 131

5．7．5 处理过程和传播的时延 131

5．7．6 各种通用的压缩技术 131

5．7．7子带的APCM编码 132

5．8 参考文献 134

5．9 参考书目 135

6．2 1125/60系统 137

6．2．1 1125/60的基本原理 137

6．1 引言 137

第6章 高清晰度电视制作系统 137

6．2．2 1125/60 HDTV的标准化工作 138

6．2．3 HDTV节目制作标准 140

6．2．4 SMPTE 240M的技术概况 140

6．2．5 带宽和分解力的考虑 143

6．2．6 隔行与逐行扫描 146

6．2．7 SMPTE 240M的数字表达 146

6．3 SMPTE 260M-1992 148

6．3．1 取样和编码 148

6．3．2 主要的工作参数 150

6．3．3 制作窗口 153

6．3．4 整洁窗口 153

6．3．5 SMPTE 240M-1995 154

6．3．6 高清晰度串行数字接口 156

6．3．7 1920×1080扫描标准 162

6．3．8 HDTV-电影制作问题 163

6．4 欧洲系统 165

6．4．1 D-MAC/D2-MAC系统 165

6．4．2 增强电视的目标和约束 166

6．4．3 尤里卡（Eureka）计划 166

6．5．1 DVB系统的技术背景 169

6．5 数字视频广播（DVB） 169

6．4．4 尤里卡的结局 169

6．5．2 MPEG-2数据包 170

6．5．3 DVB-S 171

6．5．4 DVB条件接入的一揽子办法 173

6．5．5 DVB和ATSC DTV系统 174

6．6 参考文献 174

6．7 参考书目 175

7．1 引言 177

7．1．1 AES音频 177

第7章 DTV音频的编码和解码过程 177

7．1．2 音频压缩 178

7．1．3 编码过程 179

7．1．4 解码过程 180

7．2 AC-3系统概述 180

7．2．1 音频编码器接口 181

7．2．2 输出信号技术要求 182

7．3 AC-3标准的运行细节 182

7．3．1 变换滤波器组 183

7．3．2 编码的音频表达式 184

7．3．5 耦合过程 185

7．3．4 重新设置矩阵的过程 185

7．3．3 比特指派 185

7．3．6 比特流元素和语法 186

7．3．7 响度和动态范围 187

7．3．8 AC-3比特流的编码过程 187

7．3．9 AC-3/MPEG比特流 189

7．3．10 AC-3比特流解码过程 189

7．3．11 算法细节 192

7．3．12 比特指派 192

7．4．1 对话归—化 193

7．4 音频系统声级控制 193

7．4．2 动态范围的压缩 194

7．4．3 深压缩；COMPR，COMPR2 195

7．5 音频系统的特点 196

7．5．1 完整的主要音频业务（CM） 196

7．5．2 主要音频业务、音乐和效果（ME） 196

7．5．3 视觉有障碍者（VI） 196

7．5．4 听觉有障碍者（HI） 197

7．5．5对话（D） 197

7．5．6 解说词（C） 197

7．5．9 多语种业务 198

7．5．8 画面外的语音（VO） 198

7．5．7 紧急信息 198

7．6 参考文献 201

7．7 参考书目 201

第8章 ATSC的数字电视系统 202

8．1 引言 202

8．1．1 系统概述 202

8．1．2 视频系统的各种特性 204

8．1．3 传送系统的各种特性 204

8．2．2 数字电视的视频系统之概述 206

8．2．1 MPEG-2的各种等级和各种档次 206

8．2 视频压缩和解压缩的概述 206

8．2．3 彩色分量的分离和处理过程 208

8．2．4 进行编码的扫描行数目 208

8．2．5 影片模式 208

8．2．6 像素 209

8．2．7 传送编码器的接口和比特率 210

8．2．8 级联的图像序列 210

8．2．9 用于更新过程的指导意见 212

8．3 用于地面广播的各种传输特性 212

8．3．1 信道误码的保护和同步 214

8．3．2 调制 218

8．3．3 业务的复用和传送系统 219

8．3．4 传送子系统的概述 220

8．3．5 高级复用过程的功能 224

8．3．6 PES的分组格式 227

8．3．7 高数据率模式 228

8．3．8 与其他传送系统的兼容性 230

8．4 节目和系统信息之协议 233

8．4．1 PSIP的要点 234

8．5 参考文献 236

9．1 前言 237

第9章 DTV传输及实施问题 237

9．1．1 现实世界条件 238

9．1．2 比特率的考虑 238

9．1．3 地面广播模式的性能特性 238

9．1．4 上变频器及RF载波频率偏置 239

9．1．5 高数据率模式的性能特性 240

9．2 频谱问题 240

9．2．1 UHF禁用频道 240

9．2．2 同频道干扰 242

9．2．3 邻频道干扰 243

9．2．5 NTSC及ATV的功率额定值 246

9．2．4 第6次报告及命令 246

9．3 传输问题 247

9．3．1 技术选择 249

9．3．2 频道-组合考虑 256

9．3．3 天线系统 256

9．4 系统实施问题 257

9．4．1 MPEG比特流拼接 257

9．4．2 隔行和连续扫描的考虑 260

9．4．3 网络节目供给的选择 261

9．4．4 DTV实施概要 262

9．5 参考文献 264

第10章 接收机系统和显示设备* 266

10．1 引言 266

10．1．1 噪声系数 266

10．2 接收系统概述 267

10．2．1 调谐器 268

10．2．2 频道滤波和VSB载波恢复 269

10．2．3 段同步和符号时钟恢复 270

10．2．5 数据场同步 271

10．2．6 干扰抑制滤波器 271

10．2．4 非相干和相干AGC 271

10．2．7 频道均衡器 274

10．2．8 相位跟踪环路 276

10．2．9 网格解码器 276

10．2．10 数据解交织器 278

10．2．11 其他接收机功能块 279

10．2．12 接收机均衡问题 280

10．3 HDTV显示考虑 282

10．3．1 数字视频中的色空间问题 282

10．3．2 显示技术趋势 286

10．3．3 彩色CRT显示器件 289

10．3．4 投影系统 303

10．3．5 光阈系统 314

10．3．6 LCD投影系统 320

10．3．7 影院应用的投影要求 332

10．4 参考文献 334

第11章 视频测量技术 337

11．1 引言 337

11．1．1 最低视频频率 337

11．1．2 最高视频频率 337

11．1．3 水平分解力 338

11．1．4 扫描产生的视频频率 339

11．2 彩色显示的测量 341

11．2．1 彩色重现的评价 342

11．2．2 色适应性及白平衡 343

11．2．3 总伽马要求 344

11．2．4 彩色差别的知觉 344

11．2．5 显示分解力和像素格式 345

11．2．6 对比度 345

11．2．7 波带片信号的应用 346

11．2．8 显示器测量技术 352

11．2．9 CRT主观测量 353

11．2．10 CRT客观测量 355

11．2．11 观看环境考虑 356

11．3 数字电视图像质量测量 358

11．3．1 信号/图像质量 359

11．3．2 图像质量自动测量 360

11．3．3 眼图 361

11．3．4 传输问题 363

11．3．5 DTV系统主要参数 363

11．4 参考文献 364

12．1 采用的术语 366

第12章 术语汇编 366

12．2 字首组合词和缩写词 371

12．3 参考文献 373

第13章 参考文献 374

13．1 视频 374

13．2 音频 374

13．3 业务复用和传送系统 374

13．4 系统信息标准 374

13．5 接收机系统 375

13．6 节目引导 375

13．8．1 一般项目 376

13．8．2 数字控制接口 376

13．7 节目/段落/版本识别 376

13．8 有关数字电视的SMPTE文件 376

13．8．3 编辑判断清单 377

13．8．4 影像领域 377

13．8．5 接口及信号 377

13．8．6 监视器 378

13．8．7 测试图 378

13．8．8 电视记录及重现 378

13．9 本书引用的参考文献 380