數字視頻技術及應用圖書目錄

前言

第1章 數字視頻概述

1.1 什么是視頻

1.1.1 黑白視頻

1.1.2 彩色模擬視頻

1.2 什么是數字視頻

1.2.1 數字視頻的特點

1.2.2 廣義的數字視頻新概念

1.3 數字視頻的現狀

1.3.1 數字視頻的應用現狀

1.3.2 數字視頻的前沿技術問題

思考題

第2章 彩色數字視頻基礎

2.1 彩色電視原理和信號類型

2.1.1 彩色電視的原理

2.1.2 彩色電視信號的組成

2.1.3 彩色電視信號的類型

2.2 彩色電視制式與掃描特性

2.2.1 彩色電視制式

2.2.2 同步掃描特性

2.3 彩色電視圖像的數字化

2.3.1 關于數字化方案

2.3.2 A/D轉換與D/A轉換

2.3.3 數據壓縮編碼

2.3.4 彩色圖像子采樣

2.4 彩色電視圖像的數字化標準

2.4.1 色彩空間轉換

2.4.2 采樣頻率與相應時間基準的關系

2.4.3 圖像分辨率與每行有效像素

2.4.4 625掃描行系統中采樣格式分析

2.4.5 ITU-R BT.601標準摘要

思考題

第3章 廣義數字視頻及其分類

3.1 廣義的數字視頻

3.1.1 廣義數字視頻的表述

3.1.2 廣義數字視頻概念的幾個側重點

3.2 數字視頻的分類

3.2.1 基于演播室攝錄系統的數字視頻

3.2.2 基于磁帶介質存儲的數字視頻

3.2.3 基于光盤存儲的數字視頻

3.2.4 基于圖像序列的數字視頻

3.2.5 基于桌面處理的數字視頻

3.2.6 基于流式傳輸的數字視頻

3.2.7 基于固體存儲的數字視頻

3.2.8 基于硬盤存儲的數字視頻

3.2.9 基于視頻通信的數字視頻

3.2.10 基于3D動畫和虛擬現實系統的數字視頻

思考題

第4章 數字圖像與圖像

4.1 計算機表色模式與數字圖像

4.1.1 計算機表色模式

4.1.2 數字圖像的種類

4.1.3 數字圖像(位圖)的基本屬性

4.2 數字圖像編輯處理

4.2.1 數字圖像編輯處理軟件

4.2.2 Photoshop編輯操作的核心技術思想

4.2.3 Photoshop圖像處理的關鍵與效率

4.3 數字圖像編輯處理實踐單元

4.3.1 圖像合成制作

4.3.2 圖像設計制作

4.3.3 制作適用于視頻場合使用的圖像

4.4 常用的幾種圖像序列與數字視頻

4.4.1 圖像序列與數字視頻

4.4.2 常見的圖像序列視頻

4.4.3 圖像序列的相互轉換

思考題

第5章 攝錄系統的數字視頻

5.1 視頻攝錄系統的發(fā)展

5.1.1 視頻攝像機的發(fā)展簡述

5.1.2 視頻錄像機的發(fā)展

5.2 數字攝錄系統的分類和機種格式

5.2.1 數字攝錄系統的分類

5.2.2 數字攝錄系統的機種格式

5.2.3 數字攝錄機影像質量的比較

5.3 數字攝錄設備的選購

5.3.1 目標用途和性價比的綜合考慮

5.3.2 訂貨和驗貨的注意事項

思考題

第6章 數字視頻拍攝

6.1 認識數字攝錄機

6.1.1 數字攝錄一體機的組成

6.1.2 數字攝錄機的基本性能指標

6.1.3 數字攝像機的綜合指標

6.1.4 更高層次的性能指標

6.2 視頻拍攝實踐單元

6.2.1 數字攝錄機的基本設置

6.2.2 使用操作數字攝錄機遵循的步驟及其環(huán)節(jié)

6.3 數字攝錄機的構畫技巧

6.3.1 攝影景別和拍攝角度

6.3.2 靜態(tài)構圖與動態(tài)構圖

6.4 數字攝錄機的用光技巧

6.4.1 對光及光線形式的認識

6.4.2 數字攝錄時對照明的要求

6.4.3 攝像照明的光線分析

6.5 數字攝錄機的數據傳輸與上載接口

6.5.1 IEEE 1394接口解析

6.5.2 SDI標準與SDI接口

6.5.3 SDTI壓縮串行數字接口

6.5.4 AES/EBU及S/PDIF數字音頻接口

6.5.5 FDDI光纖分布式數據接口

思考題

第7章 桌面數字視頻的獲取與格式轉換

7.1 桌面數字視頻的獲取概述

7.1.1 桌面數字視頻的獲取途徑

7.1.2 圖像采集的獲取方法

7.1.3 數據上載的獲取方法

7.1.4 光盤數據截取的獲取方法

7.2 桌面數字視頻的格式轉換

7.2.1 桌面數字視頻的格式

7.2.2 桌面數字視頻的格式轉換方法

思考題

第8章 視頻非線性編輯系統

8.1 視頻非線性編輯系統概述

8.1.1 非線性編輯與非線性編輯系統

8.1.2 非線性編輯系統的分類

8.2 專業(yè)化的板卡驅動非編系統

8.2.1 平臺構成

8.2.2 專業(yè)非編視頻卡

8.2.3 大容量數字存儲載體

8.2.4 方便實用的軟件

8.3 大眾化的軟件驅動非編系統

8.3.1 基于軟件加速的非編卡的出現

8.3.2 大眾化的軟件驅動非編系統

8.4 兩款專業(yè)非線性編輯系統概述

8.4.1 專業(yè)DPS非線性編輯系統簡介

8.4.2 DV Storm 2數字非線性編輯系統簡介

思考題

第9章 數字視頻編輯制作

9.1 數字視頻編輯制作概述

9.1.1 視頻編輯的幾個概念

9.1.2 非線性編輯制作的工作流程

9.2 通用平臺的非線性編輯軟件

9.2.1 通用平臺的非線性編輯軟件簡介

9.2.2 Adobe Premiere成為視頻編輯制作的主流工具

9.3 Premiere 6.5 軟件的編輯操作

9.3.1 Premiere 6.5 軟件編輯操作的核心思想

9.3.2 Premiere 6.5 編輯制作實例

9.4 Premiere Pro 2.0軟件的編輯操作

9.4.1 Premiere Pro 2.0軟件編輯操作的核心思想

9.4.2.Premiere Pro 2.0下的主要特效解析與圖示

9.5 Premiere Pro 2.0外掛插件的使用

9.5.1 。Premiere Pro 2.0外掛插件的安裝

9.5.2.Premiere Pro 2.0外掛插件的使用

9.6 Adobe Aiter Effects軟件編輯操作

9.6.1 Adobe After Effect軟件特點及其核心思想

9.6.2 AE視頻包裝軟件的實例

思考題

第10章 數字視頻的壓縮和桌面回放

10.1 數據壓縮編碼的幾個概念

10.1.1 數據冗余及其種類

10.1.2 數據壓縮的方法和類型

10.2 數字視頻壓縮編碼算法基礎

10.2.1 無損壓縮編碼算法

10.2.2 有損壓縮編碼算法及其種類

10.3 常用的混合編碼類型及國際圖像編碼技術標準

10.3.1 常用的混合編碼類型

10.3.2 JPEG標準及編碼方案要點

10.3.3 MPEG.1 標準及具體編碼方案要點

10.3.4 MPEG.2 標準及具體編碼方案要點

10.3.5 MPEG-4標準及具體編碼方案要點

10.3.6 H.261、H.263標準

10.4 桌面無硬件視頻回放壓縮編碼格式

10.4.1 AVI(含DV AVI)格式

10.4.2 MPEG格式(跨平臺)

10.4.3 MOV/QT格式

10.4.4 DV格式

思考題

第11章 可編輯數字視頻的導出與存儲

11.1 桌面可編輯數字視頻的導出

11.1.1 借助通用平臺非編軟件Premiere的導出

11.1.2 借助其他專業(yè)非編系統平臺的導出

11.2 數字視頻的存儲媒體

11.2.1 光盤存儲媒體

11.2.2 磁帶存儲媒體

11.2.3 硬盤陣列存儲

思考題

第12章 數字視頻的流式傳輸技術

12.1 流式傳輸技術概述

12.1.1 流式傳輸技術和相關概念

12.1.2 流式傳輸的方式與特點

12.1.3 流式傳輸的歷史與發(fā)展及主要應用領域

12.2 流式傳輸的工作原理與協議

12.2.1 流式傳輸的工作原理

12.2.2 流式傳輸的協議

12.3 三種主流流式傳輸平臺體系

12.3.1 RealSystem流式傳輸平臺體系

12.3.2 QuickTime流式傳輸平臺體系

12.3.3 Windows Media流式傳輸平臺體系

12.4 流媒體服務器的架設與運行

12.4.1 流媒體系統架設流程

12.4.2 架設Windows Media Service服務器的步驟

12.5 P2P流媒體系統概述

12.5.1 P2P流媒體系統播送方式

12.5.2 P2P流媒體中的關鍵技術

12.5.3 P2P流媒體的應用

思考題

第13章 數字視頻與多媒體通信

13.1 寬帶多媒體視頻通信

13.1.1 寬帶多媒體視頻通信簡介

13.1.2 寬帶多媒體視頻通信編碼標準

13.1.3 網絡電視

13.2 無線移動多媒體視頻通信

13.2.1 無線移動多媒體視頻通信簡介

13.2.2 移動手機電視

思考題

參考文獻

該書是對數字多媒體環(huán)境下，數字視頻從攝錄、采集、編輯制作到存儲與傳輸等各個環(huán)節(jié)，以及適應不同場合、不同應用的壓縮編碼、格式轉換等進行了系統的討論。本書可作為高等院校數字媒體、教育技術、廣告、攝影、新聞傳播等相關專業(yè)的教材，也可作為從事多媒體影視制作的相關人員以及DV攝影愛好者的參考書或培訓教材。

本書內容主要包括:數字視頻基礎、廣義數字視頻及其分類、數字圖像與圖像序列視頻、攝錄系統的數字視頻、數字視頻拍攝、數字視頻非線性編輯制作、數字視頻的壓縮和桌面回放、桌面可編輯數字視頻的導出與存儲媒體、數字視頻的流式傳輸技術、數字視頻與多媒體通信等。

隨著電視技術向數字化發(fā)展，電視監(jiān)控行業(yè)也出現了很多數字設備，數字系統已成為目前的熱點，于是出現了數字視頻矩陣的概念，一些廠家也推出了純數字視頻矩陣設備。

采用數字視頻矩陣方案，只需一臺設備就可以同時實現視頻矩陣和DVR的功能，大大的節(jié)省了成本。對矩陣的控制和DVR的控制集成在一起，方便靈活。如果采用模擬矩陣，至少需要一臺矩陣主機和一臺DVR主機，安裝調試復雜，除了DVR的成本外，還要為模擬矩陣付出高額的成本。此外，對于模擬矩陣的控制，可能還需要外接其他設備，比如顯示設備、矩陣控制器，矩陣控制鍵盤等，有些復雜的功能甚至需要專門的PC機來進行配置。模擬矩陣的方案還需要視頻信號的分配、復用設備來實現DVR的錄像功能，而采用數字矩陣，則只需在DVR的基礎之上，增加簡單的矩陣模塊即可，成本相對低廉，且數字矩陣、錄像系統的集成度高，穩(wěn)定性增強，也降低了以后維護的成本。

在模擬矩陣+DVR方案中，矩陣和DVR各自為政，需要分別控制，模擬矩陣提供的操作方式復雜，易操作性很差，且功能單一，如果要實現比較復雜的功能，需要很繁瑣的操作流程;而采用數字矩陣，通過一個控制平臺即可實現對切換矩陣和DVR的同時控制，操作界面可由二次開發(fā)商在Windows或Linux下自由開發(fā)，可以根據自己客戶的需求定制應用程序，定制各種功能，所構建的系統，完全取決于開發(fā)商自己的軟件。

在數字矩陣中，基于對圖像的數字處理:可以在實現視頻切換的同時，對圖像進行很多處理，比如迭加字符、迭加圖像，區(qū)域遮蓋等，這些都是目前DVR所普遍具有的功能，但是對于模擬矩陣，由于它的核心是基于模擬信號的處理，在面對這些功能時，則顯得力不從心。這里以字符迭加功能為例，模擬矩陣往往需要外接字符迭加芯片來實現，通常只能實現AS CII碼也就是英文字符的迭加，而能夠實現漢字迭加的模擬則可以說是寥寥無幾，更不用說同時支持簡體、繁體，甚至日文了。至于圖像迭加等功能，在模擬信號層基本是無法實現的。

數字矩陣可以提供更豐富的圖像顯示模式。傳統的模擬矩陣只能進行最簡單的1:1的圖像輸出;而數字矩陣在此基礎上還可以實現N→1(通過對圖像的縮放處理，可以實現多路圖像在一個窗口顯示)和1→N(一個輸入圖像同時在多個輸出端顯示)的顯示方式，甚至是畫中畫等高級功能。

最后是系統穩(wěn)定性，數字矩陣+DVR的方案，系統集成度高、功耗低，穩(wěn)定性高;而采用模擬矩陣方案，由于需要多臺設備，出問題的概率則大大增加。

模擬矩陣控制系統目前已經非常成熟，其產品的結構和功能在近幾年，甚至是十幾年內，都沒有發(fā)生大的變化，可挖掘的潛力已經十分有限。

而數字矩陣則完全不同，目前數字技術的發(fā)展可以用日新月異、前途廣闊來形容。首先，隨著硬件性能的提高，在高速總線方面:66M的PCI總線已經很成熟和普及，比如PCI-E或其它的高速串行總線也不斷的提出;在芯片技術上:已經出現了600M、720M甚至是1GHz的高性能DSP，可以說，得益于硬件平臺性能的不斷提高，必然使數字矩陣的功能不斷的提升，不斷的向高端發(fā)展。與此同時，軟件的進步同樣不可忽略，不斷有新圖像的壓縮、處理算法提出，圖像壓縮的效率不斷提高，也不斷有更復雜、更智能的圖像處理算法得到應用，比如智能的移動檢測、智能識別技術(人臉識別，指紋識別、車牌識別、簽名識別)目前都已經有了比較成熟的應用，這些更高層次的圖像處理技術，利用目前硬件平臺，已經可以應用到我們的數字視頻系統中。因此隨著軟、硬件水平的的飛速提高，我們有理由相信，數字矩陣的發(fā)展空間會非常廣，無論是在性能上還是在功能上必然會全面超過模擬矩陣。

和以前的H卡和D卡分別使用各自的SDK不同，新的SDK將同時支持H卡、HC卡和MD卡。只需通過一個SDK即可以同時實現編碼、解碼、和矩陣控制，新的SDK中編碼、解碼部分和原有SDK中的編碼、解碼部分兼容，用戶只需增加矩陣控制部分即可，極大的降低了用戶進行二次開發(fā)的復雜性。同時:H卡、HC卡和MD卡可以混插，便于對現有的工程進行維護和擴展。

數字視頻監(jiān)控系統(digital video surveillance system)，除顯示設備外的視頻設備之間以數字視頻方式進行傳輸的監(jiān)控系統，使用數字網絡傳輸，所以又稱網絡視頻監(jiān)控系統。

數字視頻監(jiān)控系統以其信息量大、視覺直觀、現場信息便于保存分析、系統功能齊全、控制靈活、能節(jié)省大量安全保衛(wèi)巡邏人力物力、安全防范嚴密及時等特點，在安全防范技術中得到越來越多的應用。

隨著科學技術的發(fā)展，數字視頻監(jiān)控系統設備價格越來越低，綜合性能不斷提高。數字視頻監(jiān)控系統，集圖像、聲音和防盜報警于一體，已經成為安全防范自動化技術的主要發(fā)展方向。