數字視頻和高清：算法和接口（原書第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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【加】查爾斯·波因頓（Charles Poynton） 著，劉開華 譯

圖書標籤:

• 數字視頻
• 高清視頻
• 視頻處理
• 圖像處理
• 算法
• 接口
• 視頻編碼
• 視頻傳輸
• 多媒體
• 計算機視覺

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111566502

版次：2

商品編碼：12219328

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 國外電子與電氣工程技術叢書

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：336

內容簡介

本書闡述瞭數字視頻係統工程理論，涵蓋標清、高清和壓縮係統。本書內容主要包括：基本的數字化、采樣、量化和過濾概念，圖像采集與顯示，標清和高清編碼，彩色視頻編碼，壓縮技術，以及新興的壓縮係統，具體有NTSC、PAL、H.264和VP8/WebM，增強JPEG，詳細的信息編碼及MPEG-2係統，數字視頻處理中的元數據。

作者簡介

英國電影電視工程師協會（SMPTE）金牌會員，從事數字彩色成像係統，包括數字視頻，高清晰度電視，數字電影的製作，目前主要從事視頻技術的計算和通信的結閤的研究。

目錄

齣版者的話
譯者序
前言
緻謝
第一部分引言
第1章光柵圖像2
1��1幅型比概念3
1��2幾何4
1��3圖像采樣4
1��4數字化4
1��4��1量化5
1��4��2一維采樣5
1��4��3二維采樣5
1��5感知均勻性5
1��6色彩6
1��7亮度和色差分量6
1��8數字圖像的錶示方法7
1��9標清和高清8
1��10方形采樣8
1��11幅型比的比較9
1��12幅型比9
1��13幀頻11
第2章圖像的采樣和顯示12
2��1圖像狀態12
2��2EOCF標準13
2��3娛樂節目14
2��4圖像獲取14
2��5麵嚮消費者的視頻獲取14
2��6消費類電子顯示器15
第3章綫性光和感知均勻性16
3��1對比16
3��2對比度17
3��3感知均勻性18
3��4“編碼100”難題和非綫性圖像編碼18
3��5綫性和非綫性21
第4章量化22
4��1綫性度22
4��2分貝22
4��3噪聲、信號和靈敏度23
4��4量化誤差24
4��5全擺幅24
4��6演播室擺幅（下餘量和上餘量）25
4��7接口偏移量26
4��8處理編碼26
4��9二進製補碼迴繞27
第5章對比度和明亮度28
5��1感知特性28
5��2顯示處理信號的曆史28
5��3數字驅動電平29
5��4信號和明度之間的關係30
5��5算法31
5��6黑色電平設置33
5��7對比度和明亮度控製的影響33
5��8交替傳譯35
5��9LCD中的明亮度和對比度控製36
5��10PDP中的明亮度和對比度控製36
5��11桌麵圖形的明亮度和對比度控製36
第6章計算中的光柵圖像38
6��1特徵圖像的描述39
6��2光柵圖像39
6��2��1二值圖像39
6��2��2灰度圖像40
6��2��3真彩色圖像40
6��2��4僞彩色圖像41
6��3不同類型之間的轉換41
6��4圖像文件42
6��5計算機圖形學中的“分辨率”42
第7章圖像結構43
7��1圖像重建43
7��2采樣孔徑44
7��3光斑輪廓45
7��4“箱”分布46
7��5高斯分布46
第8章光柵掃描47
8��1閃爍率、刷新率和幀頻47
8��2掃描簡介48
8��3掃描參數48
8��4隔行掃描49
8��5抖動50
8��6模擬係統中的隔行掃描51
8��7隔行掃描和逐行掃描51
8��8掃描錶示法52
8��9運動描繪53
8��10分段幀（24PsF）53
8��11視頻係統的分類53
8��12係統之間的轉換53
第9章分辨率55
9��1幅頻響應和帶寬55
9��2視覺靈敏度56
9��3觀看距離和角度56
9��4剋爾效應57
9��5分辨率58
9��6視頻中的分辨率59
9��7觀看距離59
9��8再談隔行掃描59
第10章恒定照度61
10��1恒定照度原理61
10��2CRT補償62
10��3從恒定照度的分離62
10��4亮度63
10��5照度轉換成色度的“泄露”63
第11章圖片渲染66
11��1環繞效果 66
11��2色調比例調整66
11��3渲染閤並67
11��4桌麵計算中的圖像渲染68
第12章亮度和色度簡介69
12��1亮度69
12��2照度簡述69
12��3色差編碼（色度）69
12��3��1Y′PBPR70
12��3��2Y′CBCR70
12��3��3Y′UV70
12��3��4Y′IQ70
12��4色度亞采樣71
12��4��14∶4∶471
12��4��24∶2∶271
12��4��34∶1∶171
12��4��44∶2∶071
12��5色度亞采樣符號71
12��6色度亞采樣濾波器72
12��7復閤NTSC和PAL的色度73
第13章SD分量介紹74
13��1掃描標準74
13��2寬屏（16∶9）SD76
13��3方形和非方形采樣76
13��4重采樣77
第14章復閤NTSC和PAL的介紹78
14��1NTSC和PAL編碼78
14��2NTSC和PAL解碼79
14��3S視頻接口80
14��4頻率交織80
14��5復閤模擬SD80
第15章HD介紹81
15��1HD掃描81
15��2BT��709 HD彩色編碼83
第16章視頻壓縮簡介84
16��1數據壓縮84
16��2圖像壓縮84
16��3有損壓縮84
16��4JPEG85
16��5運動JPEG85
16��6JPEG 200086
16��7夾層壓縮86
16��8MPEG87
16��9圖像編碼類型（I、P、B）87
16��10重排 89
16��11MPEG��189
16��12MPEG��289
16��13其他MPEG標準90
16��14MPEG IMX90
16��15MPEG��490
16��16H��26490
16��17幀內AVC91
16��18WM9、WM10、VC��1編解碼91
16��19CE采樣壓縮91
16��20HDV91
16��21AVCHD92
16��22IP傳輸到用戶的壓縮92
16��23VP8（WebM）編解碼92
16��24狄拉剋（基本）92
第17章流和文件93
17��1曆史概述93
17��2物理層94
17��3流接口94
17��4IEEE 1394（火綫接口、i�盠INK）95
17��5HTTP實時流媒體（HLS）96
第18章元數據97
18��1元數據例1：CD�睤A97
18��2元數據例2：�眣uv文件98
18��3元數據例3：RFF98
18��4元數據例4：JPEG或JFIF99
18��5元數據例5：序列顯示擴展100
18��6小結102
第19章立體（三維）視頻104
19��1圖像獲取104
19��2S3D顯示104
19��3立體電影104
19��4時間多路復用105
19��5偏光法105
19��6波長復用（光譜立體/杜比）106
19��7裸眼立體顯示106
19��8視差屏障顯示106
19��9立體光柵顯示106
19��10錄製和壓縮107
19��11用戶接口和顯示107
19��12幻影108
19��13聚散度和調節108
第二部分理論
第20章濾波和采樣110
20��1采樣定理110
20��2對頻率為0��5fS的信號進行采樣111
20��3幅頻響應112
20��4矩形函數的幅頻響應113
20��5sinc（·）加權函數114
20��6點采樣的頻率響應114
20��7傅裏葉變換對115
20��8模擬濾波器116
20��9數字濾波器116
20��10衝激響應119
20��11有限衝激響應濾波器119
20��12濾波器的實際可實現性120
20��13

前言/序言

　　前言自2003年年初本書第1版問世以來，視頻技術不斷發展，視頻和計算機圖形學兩者進一步地“融閤”（JimBlinn稱之為碰撞）。電視正在沒落，而計算機技術和網絡傳輸正高奏凱歌。如今，哪怕“TV”這個縮寫也是值得懷疑的：在過去的半個世紀中，TV意味著廣播，但今天大部分的視頻——來自蘋果的iTunes商店、Hulu、Netflix、YouTube等——都不是傳統意義上的廣播。在這一版中，我用SD（標清）和HD（高清）取代SDTV（標清電視）和HDTV（高清電視）。

　　現在，數字視頻無處不在，而圖P��1所示的模擬掃描已過時。在這一版中，我把像素陣列提高到首要地位。第1版介紹瞭掃描綫，而這一版改用圖像行和圖像列。這一版刪除瞭微秒，改用樣本計數；刪除瞭毫伏，改用像素值。第1版中“巨大的數據容量”等已經被“相當大”或甚至“適中的數據容量”代替。�∫丫�過時。在現代視頻和高清中，圖像為像素陣列的形式。任何著作若用此類圖描述圖像的采集或顯示，都沒有準確地描述數字視頻圖P��1模擬掃描�≡諼�1996年齣版的第一本書《數字視頻技術介紹》和本書第1版中，我先介紹編碼，然後介紹解碼。從工程角度來看，這樣的順序是有道理的。然而，現在我認為這樣的順序裏隱藏著一條深深的哲學裂痕。一旦節目素材準備就緒，經過解碼並在演播室的參考顯示器上播放，同時進行加工，也就是在下行流最終審定播齣後，隻有解碼和顯示過程纔重要。為瞭在再次觀看時顯示一幅逼真的圖像而進行圖像數據采樣和編碼還算方便，但在加工時解碼並顯示圖像數據的難度太高。如果創作人員在編碼時為瞭達到某個美學效果而歪麯瞭顔色，例如，他們將黑電平提升0��15倍，或將色調鏇轉123°——經典編碼方程便不再適用，但這些圖像數據的修改並不是編碼齣錯引起的，而是創作意圖運用的結果。傳統的觀念認為編碼過程是固定的，但真正重要的是解碼過程纔是固定的。我提倡的原則很像MPEG的原則，精確定義瞭解碼器，而隻要産生的是閤法的位流，編碼器被允許做任何事。這一版裏我強調解碼。第2章作為新的一章，概述瞭這一哲學觀點。

　　視頻技術涉及的領域很廣。對於本書重點闡述的圖像編碼，尤其是視覺科學、色彩學、圖像學、信號處理與視頻技術之間的關係。

　　如果彆處有關於某一章主題的延伸、權威的信息，那麼該章的結尾處會有“延伸閱讀”部分。

　　SMPTE是許多老式標準和現代標準的根源。在本書第1版和第2版相隔齣版的時間裏，SMPTE棄用瞭許多曆史標準的M後綴，而給標準加上ST前綴（並列使用EG錶示工程指南，以及RP錶示實踐建議）。本書根據新的命名引用近期的SMPTE標準。

　　來到2012年，我們可以肯定地說，模擬電視技術和復閤電視技術已經過時。寫作本書第1版時，我把精力集中在我認為不會迅速改變的事情上。然而，第1版中可能有15%或20%的內容介紹瞭現在會被歸類為“老式”的技術，主要是模擬電視和復閤電視，以及NTSC和PAL。由於對自己花瞭數百或數韆小時寫就的內容難以割捨，我雖然把這部分內容拿掉瞭，但卻將其放在《CompositeNTSCandPAL:LegacyVideoSystems》書中，在www�眕oynton�眂om/CNPLVS/上可免費獲得。

　　據說一本書中每齣現一個公式就會讓潛在的讀者減少一半。對於本書,我希望讀者在計算過10個公式之後，數量下降到2-10！本書保留瞭部分公式，但這些公式一般對於理解概念並非必需。如果你被某個公式嚇到瞭，可跳過它，如果你願意計算的話，也可以稍後再迴來。我希望讀者能用Bringhurst建議的關於頁麵組成原則的數學描述的方法來看待數學公式。在其經典著作《字體風格的要素》的第8章，Bringhurst說道：“數學在此不是強加給任何人的苦差事。相反，它們在此完全是為瞭娛樂。它們的目的是為瞭愉悅那些也許是希望把事情做得更好而樂意檢驗自己正在做的或要做的或已做的事情的讀者。那些在任何時候都更喜歡直接行動而把分析留給彆人的讀者，在本章中也會滿足於研究圖畫而忽略文字。”

　　在寫作本書時，我小心翼翼地避免引入錯誤。不過，盡管我和我的審稿人盡瞭最大的努力，但仍可能會有一些錯誤。就像我的前一本書一樣，我將為這本書編寫勘誤錶，並放在www�眕oynton�眂om/DVAI2/中。請在此頁麵報告您發現的任何錯誤，我將努力訂正它並把這歸功於你！

　　CharlesPoynton2012年1月於多倫多緻謝我對數字視頻的入門是在很多年前為由JohnLowry構想而由RichardKupnicki設計的硬件寫微代碼。RossVideo的創始人Ross繼續瞭我在視頻方麵的教育。感謝這三個人。

　　應CJOH的工程副總裁AustinReeve之邀，我花瞭很多時間在加拿大渥太華的CJOH�睺V測試我的理論。感謝他的自信、幽默和耐心。

　　非常感激這幾十年來不僅是我同事，更是我密友的4個人：C�盧�盋aillouet、PierreDeguire、CharliePantuso和MarkSchubin。

　　感謝鼓勵我參加這個項目的同事，他們都在不同階段審閱瞭我的手稿：DavidBancroft、GeorgeJoblove、PeterSymes，還有DaveLehoty——在很久以前就建議瞭本書所用的書名！

　　以下諸位審閱瞭部分手稿並指齣瞭錯誤：DonCraig、JosephGoldstone和AdamWilt。也嚮他們緻歉，因為這次無法把他們所有的建議都包含進來。

　　感謝為第1版提供錯誤報告的網友，特彆是KenGreenebaum、DraganMatkovic＇和AndrewMurray；特彆感謝JayZipnick關於顔色計算的幾點建議。

　　寫作本書之時，我正在BrianFunt的指導下攻讀博士學位。感謝他對本書的貢獻，其中許多相關內容都可在本書中找到。

　　DianeCerra是我第一本書以及本書第1版的耐心細緻的編輯。她的意見和辛勤工作使第2版成形。SaraBinns、LauraLewin、SaraScott和GrahamSmith是MorganKaufmann齣版社負責本書的全體專業編輯，感謝他們。也感謝優秀的文字編輯CharlesRoumeliotis。

　　感謝我的傢人，感謝他們的愛和鼓勵：Peg、Al、Kim、Brenna、Alana、爸爸，還有Jean。也感謝Jeri、Corot、Ben和Paige。

　　感謝Barbara，我生命中的愛，以及我們的女兒Quinn和Georgia。

　　譯者序圖像是人類認識世界並且傳遞信息的重要技術手段，數字視頻就是以數字形式記錄的連續圖像信息。隨著計算機技術和智能設備的快速發展，數字視頻與高清技術已經滲透到人們的日常生活、工作和社會生産中。數字視頻技術的發展必然會影響人們生活和工作的方方麵麵，隨著科學技術的不斷發展，數字視頻技術的應用領域將會不斷擴大。

　　本書從基本概念、基礎理論、實際問題、演播室標準、視頻壓縮、發行標準6個大的方麵係統闡述瞭數字視頻與高清技術。作者多年從事數字視頻與高清技術方麵的學術及工程應用研究，在書中對基本概念的詮釋極為精準，這使得本書在同類書籍中脫穎而齣。希望本書中文版的發行能吸引我國更多的科研人員從事相關的理論研究和係統研製，提高國內學者在數字視頻和高清技術方麵的基礎素養，為將來的創新研究打下基礎。

　　全書由褚晶輝、呂衛、馬永濤和宮霄霖共同翻譯，全書的譯文由劉開華教授統一術語、格式，並進行一緻性檢查和統稿。在翻譯的過程中，譯者對原著關於圖的細微描述做瞭刪減，對原著的排版格式進行瞭修改，以適應國內讀者的習慣。劉開華教授課題組的研究生薛濛濛、付偉、汪忠偉、徐文會、張忍、王晶、瀋郭浩、申倩偉、曾亞輝對本書翻譯做齣很大貢獻，在此錶示謝意！感謝機械工業齣版社積極引進本書，使得本書中文版能夠盡快與讀者見麵。

　　在本書的翻譯過程中，我們力求忠實、準確地錶達原著的本意，同時保留原著的寫作風格。盡管數字視頻與高清技術是譯者從事科學研究的重要方嚮，但由於水平有限，譯文中難免存在一些錯誤和不當之處，敬請廣大讀者批評指正。

　　本書適閤作為高等院校計算機、電子與信息工程、通信工程、數字媒體等相關專業高年級本科生和研究生的“數字視頻技術”課程教材或教學參考書；也可作為工程技術人員的參考資料或培訓教材；還可供在視頻技術、圖像處理與通信、電視工程技術、影視技術、多媒體技術、電影技術等領域從事研究、開發、生産及維護的科技人員閱讀、參考。

　　譯者2017年4月

《數字視頻與高清：原理、實踐與未來》 一、 深入數字視頻的內核：從信號到內容 本書旨在為廣大讀者提供一個全麵而深入的數字視頻世界導覽，從最基礎的信號采集與處理，到最終的內容呈現與應用，層層剖析其背後的科學原理與技術實現。我們關注的不僅僅是“是什麼”，更是“為什麼”和“如何”。 1. 視覺信息的捕捉與編碼：還原真實世界的基石 一切數字視頻的起點，都在於如何將三維的現實世界轉化為計算機能夠理解的二維圖像序列。這一過程充滿瞭科學與藝術的融閤。 圖像傳感器技術： 從CCD到CMOS，傳感器技術的演進直接決定瞭成像質量的上限。我們將詳細解析這些微觀世界的精密構造，它們如何將光子轉化為電信號，以及這些信號在不同傳感器類型下的差異與優劣。像素的密度、尺寸、感光度、量子效率等關鍵參數，都將一一剖析，幫助讀者理解為何某些場景下傳感器錶現更佳，又為何在高動態範圍下細節得以保留。 色彩空間與色彩模型： 人眼感知到的色彩是連續而豐富的，但數字係統需要離散的錶示。本書將詳細闡述RGB、YCbCr、HSV等主流色彩空間的定義、轉換原理及其在視頻處理中的應用。我們將深入探討色度子采樣（Chroma Subsampling）的概念，如4:4:4、4:2:2、4:2:0，解釋為何它們能在顯著減小數據量的同時，對人眼視覺感知的影響微乎其微，並分析不同采樣率在視頻編碼中的權衡。 采樣與量化： 將連續的模擬信號轉化為離散的數字信號是數字化的核心。我們將深入探討時域采樣和空域采樣的原理，理解奈奎斯特定理在視頻信號處理中的重要性，以及如何通過高采樣率捕捉更細膩的運動和空間細節。量化則是將模擬幅度範圍離散為有限的數字級，我們將分析不同量化策略（如均勻量化、非均勻量化）對視頻質量的影響，以及量化誤差如何成為視頻壓縮的挑戰之一。 視頻信號的數字化： 從模擬視頻信號到數字視頻流，這中間經曆瞭怎樣的轉換？我們將介紹模數轉換器（ADC）的工作原理，以及采樣率、位深等關鍵參數如何決定瞭數字視頻信號的精度和動態範圍。高位深（如10-bit, 12-bit）的引入，如何顯著提升瞭色彩錶現力和後期處理的彈性，我們將通過實例進行說明。 2. 視頻壓縮技術：讓高清觸手可及的魔術 海量的原始視頻數據是無法直接傳輸和存儲的。視頻壓縮技術應運而生，它是一門精妙的藝術，也是一門深奧的科學，其目標是在可接受的視覺質量損失前提下，最大限度地降低數據量。 冗餘分析與利用： 視頻數據中蘊含著豐富的冗餘，包括空間冗餘（同一幀圖像中相鄰像素的相似性）、時間冗餘（連續幀之間的相似性）和統計冗餘（不同數據的齣現頻率不同）。我們將係統地介紹各種冗餘的來源，並深入探討如何通過編碼技術有效地去除這些冗餘。 基於幀內壓縮（Intra-frame Compression）： 即使是單個視頻幀，也包含著大量的空間冗餘。本書將詳細闡述離散餘弦變換（DCT）或其變種（如整數變換）如何將圖像塊分解到頻率域，將能量集中到低頻係數，從而便於量化和編碼。同時，我們將深入分析塊預測（Block Prediction）和運動補償（Motion Compensation）在幀內編碼中的作用，以及不同預測模式的選擇策略。 基於幀間壓縮（Inter-frame Compression）： 視頻序列中最主要的冗餘體現在時間上。運動估計（Motion Estimation）與運動補償（Motion Compensation）是幀間壓縮的核心。我們將詳細解析塊匹配算法（Block Matching Algorithms），如全搜索（Full Search）、三步搜索（Three-Step Search）、快速搜索（Fast Search）等，以及它們在運動矢量預測中的效率與精度權衡。同時，我們將闡述預測幀（P-frame）和雙嚮預測幀（B-frame）的生成原理，以及它們如何高效地利用前後幀的信息。 熵編碼（Entropy Coding）： 在去除空間和時間冗餘後，剩餘的數據仍然可以通過統計學方法進一步壓縮。我們將詳細講解霍夫曼編碼（Huffman Coding）、算術編碼（Arithmetic Coding）以及更現代的變長編碼（Variable Length Coding, VTC）和上下文自適應變長編碼（Context-Adaptive Variable Length Coding, CAVLC）、上下文自適應二進製算術編碼（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding, CABAC）等技術，揭示它們如何為數據分配最優的碼長，實現接近理論極限的壓縮。 主流視頻編碼標準解析： 從MPEG-2到H.264/AVC，再到H.265/HEVC，直至AV1等新興標準，我們將逐一解析這些裏程碑式的編碼技術。重點將放在H.264/AVC和H.265/HEVC上，深入探討它們在編碼效率、復雜度、魯棒性等方麵的進步，以及它們如何支持更高分辨率、更高幀率和更廣色域的視頻。例如，HEVC引入的CU（Coding Unit）和PU（Prediction Unit）的概念，將極大地提升編碼的靈活性。 3. 高清視頻的挑戰與機遇：超越像素的體驗 高清（HD）和超高清（UHD）視頻不僅僅是分辨率的提升，它對整個視頻處理鏈都提齣瞭更高的要求。 分辨率的飛躍： 從720p到1080p，再到4K和8K，分辨率的指數級增長對存儲、帶寬和處理能力帶來瞭巨大的挑戰。我們將分析不同分辨率下像素數量的幾何級增長，以及這對編解碼器、傳輸協議和顯示設備提齣的要求。 幀率與動態範圍： 高幀率（High Frame Rate, HFR）視頻能帶來更流暢的運動視覺體驗，但其數據量是普通幀率的兩倍以上。高動態範圍（High Dynamic Range, HDR）技術則能捕捉更寬廣的亮度範圍，呈現更逼真的光影效果，但其對編碼和顯示的要求也更為苛刻。我們將探討HDR的元數據（Metadata）如何工作，以及PQ（Perceptual Quantizer）和HLG（Hybrid Log-Gamma）等EOTF（Electro-Optical Transfer Function）的作用。 色域擴展（Wide Color Gamut, WCG）： 相較於傳統的Rec.709，Rec.2020等更廣闊的色域能夠呈現更豐富、更飽和的色彩。我們將解析這些色域標準，以及它們如何改變色彩錶示和編碼的方式。 二、 數字視頻的傳輸與接口：連接視聽世界的橋梁 采集和壓縮後的數字視頻信號需要通過各種接口和傳輸協議進行傳遞，纔能最終呈現在我們眼前。 1. 視頻接口標準：連接設備的核心 HDMI（High-Definition Multimedia Interface）： 作為消費電子領域事實上的標準，HDMI經曆瞭多個版本的迭代。我們將詳細介紹HDMI 1.4、2.0、2.1等版本的主要特性，包括帶寬的提升、對4K/8K、HDR、高幀率、可變刷新率（VRR）、自動低延遲模式（ALLM）等功能的支持。我們將解析其物理連接方式，以及TMDS（Transition Minimized Differential Signaling）信號傳輸的原理。 DisplayPort： DisplayPort是PC和顯示器領域常用的接口，以其高帶寬和靈活性著稱。我們將介紹DisplayPort的獨特之處，如多通道傳輸、MST（Multi-Stream Transport）技術，以及它與VESA（Video Electronics Standards Association）共同製定的其他相關標準，如HDR10+。 USB Type-C（配閤DisplayPort Alt Mode）： USB Type-C接口的通用性使其能夠承載多種功能，包括視頻信號的傳輸。我們將解析DisplayPort Alt Mode如何在USB Type-C接口上傳輸DisplayPort信號，以及其帶來的便利性。 傳統接口迴顧與比較： 盡管HDMI和DisplayPort已成為主流，但DVI、VGA等老式接口在特定場景下仍有應用。我們將簡要迴顧這些接口的原理和局限性，並將其與現代接口進行對比。 2. 傳輸協議與網絡傳輸：讓高清內容無處不在 IP網絡傳輸： 隨著互聯網的普及，IP網絡已成為視頻傳輸的重要載體。我們將探討Real-time Transport Protocol (RTP) 和RTCP（RTP Control Protocol）在實時音視頻傳輸中的作用，以及它們如何保證傳輸的實時性和可靠性。 流媒體協議： RTMP（Real-Time Messaging Protocol）、HLS（HTTP Live Streaming）和MPEG-DASH（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）等流媒體協議，是實現在綫視頻播放的關鍵。我們將深入分析它們的傳輸機製、適應性流（Adaptive Streaming）的概念，以及它們如何在不同網絡環境下提供最佳的觀看體驗。 內容分發網絡（CDN）： 為瞭應對海量視頻數據的傳輸壓力，CDN技術應運而生。我們將解釋CDN如何通過全球分布的服務器緩存內容，縮短用戶訪問距離，提高播放流暢度。 5G與未來網絡： 5G等新一代通信技術將極大地提升網絡帶寬和降低延遲，為超高清視頻、VR/AR視頻等新型視頻應用提供強大的網絡支持。我們將探討這些新興網絡技術對視頻傳輸帶來的變革。 三、 數字視頻的播放與處理：從解碼到交互 解碼是數字視頻播放的起點，而更高級的視頻處理和交互則拓展瞭視頻的應用場景。 1. 視頻解碼器：還原壓縮數據的鑰匙 解碼流程： 我們將詳細闡述視頻解碼器的工作流程，包括比特流解析、熵解碼、逆量化、反DCT（或反變換）、幀內/幀間預測、運動補償等關鍵步驟，最終將壓縮數據還原為像素數據。 硬件解碼與軟件解碼： 兩種解碼方式各有優劣。我們將分析GPU（Graphics Processing Unit）和專用硬件解碼器在效率上的優勢，以及CPU（Central Processing Unit）軟件解碼的靈活性。 不同編碼標準的解碼器實現： 針對H.264、HEVC、AV1等主流編碼標準，我們將探討其解碼器的具體實現策略和性能優化方法。 2. 視頻後期處理與特效：點石成金的魔法 色彩校正與調色： 如何通過調整亮度、對比度、飽和度等參數，以及使用LUT（Look-Up Table）等工具，來達到預期的視覺效果。 視頻增強技術： 降噪（Denoising）、銳化（Sharpening）、超分辨率（Super-Resolution）等技術如何提升視頻質量，特彆是對於低質量源素材。 視覺特效（VFX）： 綠幕摳像（Chroma Keying）、運動追蹤（Motion Tracking）、粒子係統（Particle Systems）等復雜特效的原理和實現。 非綫性編輯（NLE）： 現代視頻編輯軟件的工作流程，如何進行素材導入、剪輯、轉場、音頻混閤、字幕添加等操作。 3. 交互式視頻與沉浸式體驗：視頻的未來形態 360度視頻與VR（Virtual Reality）： 360度視頻的拍攝、拼接、編碼和播放技術，以及VR頭顯如何實現沉浸式觀看體驗。 AR（Augmented Reality）： 虛擬信息疊加到現實世界的技術，及其在視頻內容中的應用。 遊戲引擎與實時渲染： Unreal Engine、Unity等遊戲引擎如何用於創建高質量的實時渲染視頻內容，為遊戲、虛擬製作等領域帶來革命。 四、 數字視頻的未來展望：技術前沿與發展趨勢 數字視頻技術日新月異，本書將帶領讀者展望未來的發展方嚮。 AI在視頻處理中的應用： 從智能編碼、內容識彆、自動剪輯到AI生成的視頻，人工智能正在深刻地改變著視頻産業的各個環節。 更高分辨率與更高比特率： 8K甚至更高分辨率視頻的普及，以及更復雜的編碼技術將繼續推動視頻質量的提升。 雲原生視頻處理： 基於雲計算的視頻處理和分發將成為主流，提供更靈活、可擴展的服務。 更豐富的交互與沉浸式體驗： VR/AR、全息投影等技術將進一步模糊虛擬與現實的界限，為用戶帶來前所未有的觀看體驗。 本書將通過理論講解、技術分析、案例研究和適度的技術細節，力求為讀者構建一個清晰、完整、深入的數字視頻知識體係。無論您是影視製作人員、技術開發者，還是對數字視頻充滿好奇的愛好者，本書都將是您探索這個精彩世界的寶貴嚮導。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的價值遠遠超齣瞭我的期待。作為一名資深的視頻後期製作師，我一直對視頻信號的處理和優化過程充滿好奇，但過去接觸到的資料多以軟件操作為主，技術原理部分總是語焉不詳。 《數字視頻和高清：算法和接口（原書第2版）》正好填補瞭這一空白。它深入淺齣地講解瞭數字視頻的各個層麵，從最底層的采樣理論，到復雜的編碼算法，再到各種傳輸接口的標準。我尤其欣賞書中對“接口”這一概念的詳盡剖析，它不僅列舉瞭各種主流接口（如 SDI, HDMI），更重要的是分析瞭它們在不同應用場景下的技術優勢和局限性，以及它們在數據傳輸過程中所扮演的關鍵角色。這本書讓我理解瞭為什麼我們需要不同的接口，以及這些接口是如何確保高清視頻數據能夠高效、準確地傳輸的。它為我提供瞭看待視頻製作流程的更深層次的視角，讓我能夠更好地理解和利用各種工具，從而提升我的工作效率和作品質量。

評分☆☆☆☆☆

老實說，在入手這本書之前，我對“數字視頻”和“高清”這兩個詞的理解還停留在“清晰度更高”、“畫麵更流暢”這樣的錶麵認知。直到我開始閱讀《數字視頻和高清：算法和接口（原書第2版）》，我纔意識到背後隱藏著如此龐大而精密的科學體係。這本書仿佛打開瞭一個全新的世界，讓我看到瞭像素是如何被捕捉、編碼、傳輸，最終呈現在我們眼前的。我最震撼的是關於壓縮算法的章節，它用一種非常巧妙的方式解釋瞭如何用更少的比特來錶示更豐富的圖像信息，比如我以前就不知道原來運動補償是這麼工作的。還有關於色彩科學的部分，講解得非常細緻，讓我對RGB、YUV這些色彩空間有瞭更深入的理解，也明白瞭為什麼不同設備上看同一個畫麵會有差異。這本書的語言風格也很好，雖然是技術書籍，但並不枯燥，作者用瞭很多生動的比喻和例子，讓那些復雜的概念變得更容易消化。我現在看電視、看電影，都會不由自主地去想背後的技術原理，這真是一種奇妙的體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我最近工作中的救星！作為一名剛入行不久的視頻工程師，我對數字視頻和高清背後的技術細節一直感到一知半解。之前嘗試過一些網絡上的教程和零散的資料，但總是碎片化，缺乏係統性。直到我翻開這本《數字視頻和高清：算法和接口（原書第2版）》，感覺就像打通瞭任督二脈。雖然我還沒有深入到每一個算法的推導，但光是那些清晰的概念解釋和圖示，就足以讓我茅塞頓開。特彆是關於編碼壓縮的章節，我以前一直覺得這東西太抽象，但作者用一種非常直觀的方式，把熵編碼、運動補償這些復雜的概念講得明明白白。還有接口標準的部分，像HDMI、SDI的介紹，讓我對不同設備之間如何“對話”有瞭全新的認識。這本書不僅提供瞭理論知識，更讓我看到瞭這些理論是如何在實際應用中落地生根的。我甚至開始嘗試閱讀一些相關的技術文檔，發現理解起來比以前輕鬆瞭不止一個檔次。這本書絕對是那種可以反復翻閱，每次都能獲得新領悟的寶藏。它為我構建瞭一個紮實的數字視頻技術知識體係，為我未來的職業發展奠定瞭堅實的基礎。我強烈推薦給所有對數字視頻和高清技術感興趣的同行，特彆是像我一樣希望係統學習和深入理解的工程師們。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度確實超齣瞭我的預期。作為一個資深媒體技術研究員，我一直在尋找能夠提供最新技術洞見和深入算法分析的書籍。 《數字視頻和高清：算法和接口（原書第2版）》在這一點上做得非常齣色。它不僅僅停留在概念的介紹，而是對數字視頻的核心算法進行瞭詳盡的闡述，包括但不限於幀內/幀間預測、變換編碼、量化以及環路濾波等，這些都是現代視頻編碼標準（如H.264/AVC, H.265/HEVC）的基礎。書中對這些算法的數學原理和計算過程的解釋，雖然需要一定的數學基礎，但對於理解其內在機製至關重要。同時，它也涵蓋瞭各種接口標準，例如串行數字接口（SDI）在專業廣播領域的應用，以及高清多媒體接口（HDMI）在消費電子市場的普及，並分析瞭它們的技術特性和演進。我尤其對書中關於接口協議中的錯誤檢測和糾錯機製的討論感興趣，這對於保證視頻傳輸的穩定性和可靠性至關重要。這本書為我的研究工作提供瞭寶貴的參考資料，也讓我對未來視頻技術的發展方嚮有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的排版和內容組織方式，在技術書籍裏算得上是相當用心瞭。作為一名對視頻處理流程很感興趣的業餘愛好者，我之前看過的很多技術書，要麼過於晦澀難懂，要麼就隻是蜻蜓點水。但《數字視頻和高清：算法和接口（原書第2版）》給我帶來瞭驚喜。它的邏輯非常清晰，從最基礎的信號采集開始，一步步深入到編碼、傳輸、顯示等各個環節，就像一條完整的生産綫一樣展現在眼前。我特彆喜歡它在介紹每個概念時，都會配上詳細的插圖和流程圖，這對於我這種視覺型學習者來說，簡直是福音。很多復雜的數學公式，在結閤圖示後，也變得容易理解多瞭。書中的例子也很有代錶性，讓我能夠將理論知識與實際的視頻應用聯係起來。比如，關於色彩空間和色度采樣那一章，作者花瞭很大篇幅去講解YUV、YCbCr等概念，並且解釋瞭它們在視頻壓縮中的作用，這讓我對我們平時看到的“色彩鮮艷”有瞭更深的理解。雖然我還在學習過程中，但這本書已經幫助我建立起瞭一個非常宏觀的認知框架，讓我知道在龐大的數字視頻領域，哪些是關鍵的技術點，哪些是需要深入研究的方嚮。