數(shù)字視頻處理與顯示

前言

　　本書是電子、信息、通信、電氣、自動化、計算機等相關專業(yè)的高年級本科生和研究生教材。全書分為八章。第1章是數(shù)字視頻信號與表示，主要介紹人眼與視覺感知特性、視頻信號的概念與分類，重點闡述計算機視頻、攝像機視頻、SR（、B視頻、YCRCB視頻、TMI）S視頻、LVDS視頻等信號的物理特征；第2章是數(shù)字視頻模型，主要介紹數(shù)字視頻的數(shù)學模型、分析模型和變換模型，重點闡述反射模型、統(tǒng)計模型、線性變換模型和正交變換模型；第3章是視頻時空域采樣，主要介紹抽樣和量化的原理、計算機視頻時空域采樣方法、攝像機視頻時空域采樣方法，重點闡述視頻采樣的空間結構、頻譜分析、電路原理、梳狀濾波方法、ITI_1656規(guī)范與RAW協(xié)議；第4章是數(shù)字視頻壓縮，主要介紹視頻壓縮基本原理與方法、視頻壓縮標準與應用、視頻壓縮新方法與發(fā)展趨勢，重點闡述視頻壓縮的必要性與可能性、PCM與預測編碼、無損壓縮編碼、DCT與DWT變換編碼、JPEG標準、H.263與H.264標準、MPEG4與MPEG7標準、AVS標準；第5章是數(shù)字視頻濾波，主要介紹數(shù)字視頻畸變模型與失真分析、數(shù)字視頻濾波方法、數(shù)字視頻增強方法，重點闡述數(shù)字視頻噪聲濾波原理與算法、數(shù)字視頻的塊效應和蚊式噪聲、數(shù)字視頻細節(jié)增強、數(shù)字視頻色彩變換與膚色校正、數(shù)字視頻運動模糊與處理、電子穩(wěn)像原理與方法；第6章是數(shù)字視頻分析，主要介紹數(shù)字視頻的數(shù)據(jù)組織、數(shù)字視頻分析理論與算法、數(shù)字視頻運動估計方法，重點闡述鏡頭變換檢測與表達、關鍵幀提取、鏡頭聚類與場景分割、視頻內(nèi)容提取與檢索、運動檢測與估計；第7章是數(shù)字視頻變換，主要介紹數(shù)字視頻格式變換、分辨率變換、數(shù)字視頻校正、數(shù)字視頻融合與OSD方法，重點闡述色度空間表示與變換方法、掃描變換、幀頻變換、視頻縮放與旋轉(zhuǎn)方法、幾何校正與（校正；第8章是數(shù)字視頻顯示，主要介紹視頻顯示原理與器件、視頻顯示系統(tǒng)及應用、數(shù)字視頻顯示新技術。重點闡述液晶顯示原理與器件、OLED顯示原理與器件、視頻顯示終端原理與技術、嵌入式視頻顯示技術?！　”緯亲髡呤嗄辍皵?shù)字視頻處理”、“信息顯示系統(tǒng)”、“信息可視化技術”等課程教學體會的歸納；是作者20多年科研實踐的總結，包括“九五”國防預研課題“靈境技術中實時圖形圖像生成技術”、921項目“XX通用視頻顯控系統(tǒng)”；“十五"863項目“XX可見光場景產(chǎn)生器”、航空基金項目“XX三維地圖與視頻圖像處理關鍵算法、921項目“：XX儀表系統(tǒng)用彩色液晶顯示器部件”、國防型譜課題“液晶顯示器件及顯示器”、國防型號重點項目“XX多功能顯示器（MFD）”；“十一五”863重大專項“XX一體化信息處理系統(tǒng)”、國防預研項目“XX數(shù)字視頻處理與格式變換方法”、中國人民銀行金融安全重大專項“基于數(shù)字視頻技術的銀行票據(jù)防偽鑒別技術”；“十一五”國家數(shù)字電視標準項目“地面數(shù)字電視傳輸標準研究”；“十一五”安全攻關課題“基于安全控制的手指靜脈視頻信息處理算法”、“甚低碼率高質(zhì)量遠程視頻編解碼算法”、“視頻圖像智能識別與反恐預警系統(tǒng)”、“車載信息綜合處理與可視化系統(tǒng)”、“基于視頻分析的疲勞檢測與安全預警系統(tǒng)”、“車載設備數(shù)字視頻處理新方法”、“數(shù)字視頻在智能家居中的應用技術”、“基于安全監(jiān)視的數(shù)字視頻錄像新方法”、“基于數(shù)字視頻理解的身份識別與認證新方法”、“基于達芬奇平臺的網(wǎng)絡攝像機和手機監(jiān)控”；國防重點工程項目“視頻處理與可視化關鍵技術”、國家直播衛(wèi)星型號項目“高清晰數(shù)字視頻處理與可視化關鍵技術”等。

內(nèi)容概要

　　 本書系統(tǒng)地介紹了視頻信號的概念、數(shù)字視頻模型、時空域采樣、數(shù)字視頻壓縮等經(jīng)典內(nèi)容；精辟地闡述了視頻失真模型、數(shù)字視頻濾波、數(shù)字視頻分析、運動估計、數(shù)字視頻變換、平板顯示器件、液晶顯示系統(tǒng)等前沿技術和成果，深入地論述了海量視頻處理、智能視頻分析和高清顯示技術。    本書是作者十多年“數(shù)字視頻處理”、“信息顯示系統(tǒng)”、“信息可視化技術”等課程教學體會的歸納，是作者20多年科研實踐的總結。本書可作為電子、信息、通信、電氣、自動化、計算機等相關專業(yè)的高年級本科生和研究生教材，是從事智能視頻監(jiān)控、數(shù)字電視系統(tǒng)、高清晰視頻顯示系統(tǒng)等領域研發(fā)工作的科技人員極其重要的參考資料。

書籍目錄

第1章　數(shù)字視頻信號　　  1.1　視覺感知特性　　  1.2　模擬視頻信號 　　1.2.1　計算機視頻信號　　　1.2.2　攝像機視頻信號　　   1.3　數(shù)字視頻信號 　　1.3.1　YCbCr　　　　　　1.3.2　TMDS　　　　 　　1.3.3　LVDS　　　　 第2章　數(shù)字視頻模型　　  2.1　數(shù)字視頻的數(shù)學模型　　 　　2.1.1　視頻圖像的定義　　　　 　　2.1.2　視頻圖像的反射模型　　 　　2.1.3　視頻圖像的統(tǒng)計模型　　　　 　　2.1.4　視頻圖像的相關矩陣　  2.2　數(shù)字視頻的分析模型　　　　2.2.1　視頻圖像的灰度變化檢測　　　　 　　2.2.2　視頻圖像的邊緣提取　  2.3　數(shù)字視頻的線性變換　　　　2.3.1　線性變換的表示方法　　 　　2.3.2　線性變換的實質(zhì)　　　　  2.4　數(shù)字視頻的正交變換  　　2.4.1　離散傅里葉變換（DFT）　　　　 　　2.4.2　沃爾什—哈達瑪變換　　　　　　2.4.3　小波變換　　　　　　2.4.4　離散小波變換　第3章　視頻時空域采樣    3.1　視頻抽樣　　  3.2　視頻量化   3.3　攝像機視頻時空域采樣 　　3.3.1　攝像機視頻Decode原理　　 　　3.3.2　梳狀濾波原理與方法　　　3.3.3　ITU656?601規(guī)范　　　　 　　3.3.4　CMOS的RAW規(guī)范　　 　　3.3.5　SAA7113原理及應用　　　　   3.4　計算機視頻時空域采樣　　 　　3.4.1　計算機視頻頻譜分析　　　　　　3.4.2　計算機視頻ADC原理　　　　　　3.4.3　AD9888原理及應用　第4章　數(shù)字視頻壓縮   4.1　數(shù)字視頻壓縮原理  　　4.1.1　視頻壓縮的必要性　　　　 　　4.1.2　視頻壓縮的可能性　　　　　　4.1.3　無損壓縮原理　　　　 　　4.1.4　有損壓縮原理　　　4.1.5　數(shù)字視頻壓縮框架　　   4.2　變換編碼　　　　4.2.1　DCT變換編碼　　　　　　4.2.2　DWT變換編碼　　　4.2.3　整數(shù)變換編碼　  4.3　預測編碼　　4.3.1　DPCM編碼　　　　　　4.3.2　幀內(nèi)預測編碼　　 　　4.3.3　幀間預測編碼　　　　   4.4　視頻壓縮新方法　　　　4.4.1　基于模型的視頻編解碼　　　　 　　4.4.2　子帶編解碼　　 　　4.4.3　分形編解碼　　 　　4.4.4　Wyner?Ziv熵與分布式視頻編碼　  4.5　壓縮視頻質(zhì)量評價方法　　 　　4.5.1　主觀質(zhì)量測量　　　4.5.2　客觀質(zhì)量測量　　　　  4.6　視頻壓縮標準與應用  　　4.6.1　MJPEG標準　　　4.6.2　Motion—JPEG2000標準　　　4.6.3　MPEG—X標準　　　　　　4.6.4　H.26X標準　　　　　　4.6.5　AVS標準　第5章　數(shù)字視頻濾波　　  5.1　數(shù)字視頻校正　　　　5.1.1　數(shù)字視頻畸變　　　　 　　5.1.2　數(shù)字視頻畸變校正　　　　   5.2　數(shù)字視頻降噪  　　5.2.1　視頻雜波分析　　　　　　5.2.2　時空域濾波方法　　　5.2.3　變換域濾波方法　　　　5.2.4　椒鹽噪聲濾波方法　　 　　5.2.5　方塊效應及處理方法　　　5.2.6　環(huán)效應及處理方法　　　　  5.3　數(shù)字視頻增強方法　　　　5.3.1　數(shù)字視頻細節(jié)增強  　　5.3.2　微光視頻圖像增強　　　　5.3.3　數(shù)字視頻色彩增強　　　　 　　5.3.4　運動模糊與恢復　　 　　5.3.5　電子穩(wěn)像原理與方法　　　　第6章　數(shù)字視頻分析　　  6.1　數(shù)字視頻格式  　　6.1.1　本地視頻格式　　　　 　　6.1.2　網(wǎng)絡視頻格式　　　　  6.2　數(shù)字視頻分析理論與算法　　 　　6.2.1　MPEG關鍵幀提取　　 　　6.2.2　鏡頭變換檢測與表達　　　　　　6.2.3　鏡頭聚類與場景分割　　　　 　　6.2.4　灰度共生矩陣方法　　　　 　　6.2.5　二維熵分割方法　　　6.2.6　OTSU分割算法　　　　   6.3　運動估計方法　　　　6.3.1　塊匹配算法　　　　 　　6.3.2　像素法　　　6.3.3　特征法和相位法　　   6.4　運動目標檢測  　　6.4.1　時間差分法　　 　　6.4.2　背景差分法　　　　　　6.4.3　光流計算法　　 附錄  第7章　　 數(shù)字視頻變換　　  7.1　視頻格式變換　　 　　7.1.1　視頻格式　　　　 　　7.1.2　TMDS變換　　　　　　7.1.3　LVDS變換　　　　   7.2　色度空間變換　　　　7.2.1　色度空間表示　　 　　7.2.2　YUV與RGB變換　　　　 　　7.2.3　YIQ與RGB變換　　　　　　7.2.4　YCrCb與RGB變換　　　　 　　7.2.5　HSI與RGB變換　　　　   7.3　掃描變換　　　　7.3.1　逐行掃描　　　7.3.2　隔行掃描　　　　 　　7.3.3　圖像頻譜　　　　 　　7.3.4　視頻頻譜　　　　　　7.3.5　去隔行原理　　 　　7.3.6　去隔行方法　  7.4　分辨率變換  　　7.4.1　視頻圖像插值原理　　　7.4.2　視頻圖像插值方法　　7.4.3　基于內(nèi)容分割的數(shù)字視頻插值  7.5　幀頻變換    7.6　幾何校正與Gamma校正　　  7.7　數(shù)字視頻融合與OSD方法　　　　7.7.1　數(shù)字視頻融合方法　　7.7.2　數(shù)字視頻OSD方法　　7.7.3　基于FPGA的OSD實現(xiàn)方法  7.8　視頻圖像旋轉(zhuǎn)方法　　第8章  數(shù)字視頻顯示  8.1　視頻顯示器件　　 　　8.1.1　LCD　　8.1.2　PDP　　8.1.3　OLED　　8.1.4　VFD　　8.1.5　DLP    8.2　視頻顯示系統(tǒng)　　　　8.2.1　LCD控制模塊　　8.2.2　基于SOC的LCD顯示方法　　8.2.3　基于FPGA的LCD顯示方法　　8.2.4　基于ARM的LCD顯示方法  8.3　視頻顯示發(fā)展趨勢 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　分形圖像編碼技術從提出到現(xiàn)在才二十幾年，但是發(fā)展速度之快令人驚訝，國際上發(fā)表的相關文獻逐年增加，商業(yè)化的軟件、硬件已在市場上有所出售?！　》中螆D像編碼存在著編碼時間長，壓縮比在無人工干預的情況下不夠高等問題。但是隨著計算機技術特別是人工智能技術的不斷發(fā)展并取得突破后，快速、極高壓縮比的分形圖像編碼將逐漸實現(xiàn)?！　》中螆D像編碼是目前公認的最有前途的編碼方法之一，對信源的先驗知識要求極少，不必對圖像進行先驗統(tǒng)計得出最佳方案，作為一種新的圖像編碼方法，它考慮圖像中更多的信息，非常適合那些存在大量的自相似性或自仿射性的圖像。為了解決分形圖像編碼的不足，分形圖像編碼研究將在以下幾個方面展開：　?。?）綜合分析當前自動編碼的各種算法，繼續(xù)尋找具有較快編碼速度、高壓縮比、改善壓縮效果的突破性改進方法?！　。?）研究按分形維數(shù)分割圖像、將分形維數(shù)相同的區(qū)域塊用分形方法進行編碼的理論、方法和算法。　?。?）繼續(xù)尋找分形編碼與其他編碼方法相結合的新方法，特別是與小波分析相結合的編碼方法。

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