多媒體技術(shù)基礎(chǔ)

第一部分多媒體的表示和計算第1章多媒體技術(shù)概要1
1.1多媒體是交互式信息傳播媒體1
1.2多媒體涉及的幾個概念2
1.2.1超文本的概念2
1.2.2超媒體的概念3
1.2.3標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言(SGML)3
1.2.4超文本標(biāo)記語言(HTML)5
1.2.5虛擬現(xiàn)實造型語言(VRML)5
1.3多媒體與網(wǎng)絡(luò)6
1.4多媒體與光盤存儲器6
1.5多媒體的技術(shù)研究與應(yīng)用開發(fā)7
練習(xí)與思考題7第2章數(shù)字聲音及MIDI簡介8
2.1聲音與聽覺器官8
2.2聲音信號數(shù)字化9
2.2.1從模擬過渡到數(shù)字9
2.2.2模擬信號與數(shù)字信號9
2.2.3聲音信號數(shù)字化9
2.2.4采樣頻率10
2.2.5采樣精度10
2.2.6聲音質(zhì)量與數(shù)據(jù)率11
2.3聲音文件的存儲格式11
2.4聲音工具12
2.5聲音質(zhì)量的度量14
2.6電子樂器數(shù)字接口(MIDI)系統(tǒng)14
2.6.1MIDI簡介14
2.6.2頻率調(diào)制(FM)合成聲音15
2.6.3樂音樣本合成聲音16
2.6.4MIDI系統(tǒng)16
2.6.5MIDI消息19
2.6.6MIDI音序器和標(biāo)準(zhǔn)MIDI文件20
2.6.7合成器的多音調(diào)和多音色20
2.6.8通用MIDI(GM)21
練習(xí)與思考題21
參考文獻(xiàn)和站點22第3章話音編碼23
3.1話音編碼概要23
3.1.1話音波形的特性23
3.1.2三種話音編譯碼器25
3.2脈沖編碼調(diào)制(PCM)29
3.2.1PCM的概念29
3.2.2均勻量化30
3.2.3非均勻量化31
3.2.4μ律壓擴31
3.2.5A律壓擴31
3.3PCM在通信中的應(yīng)用32
3.4增量調(diào)制與自適應(yīng)增量調(diào)制33
3.4.1增量調(diào)制(DM)34
3.4.2自適應(yīng)增量調(diào)制(ADM)35
3.5自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制35
3.5.1自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制(APCM)的概念35
3.5.2差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)的概念36
3.5.3自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)36
3.5.4G.721 ADPCM編譯碼器37
3.6G.722 SBADPCM編譯碼器38
3.6.1子帶編碼(SBC)38
3.6.2子帶自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(SBADPCM)40
3.7線性預(yù)測編碼(LPC)的概念41
3.8GSM編譯碼器簡介42
練習(xí)與思考題43
參考文獻(xiàn)和站點43第4章無損數(shù)據(jù)壓縮45
4.1香農(nóng)范諾與霍夫曼編碼45
4.1.1香農(nóng)范諾編碼45
4.1.2霍夫曼編碼46
4.2算術(shù)編碼47
4.3RLE編碼51
4.4詞典編碼52
4.4.1詞典編碼的思想52
4.4.2LZ77算法53
4.4.3LZSS算法54
4.4.4LZ78算法55
4.4.5LZW算法57
練習(xí)與思考題61
參考文獻(xiàn)和站點62第5章彩色數(shù)字圖像基礎(chǔ)63
5.1視覺系統(tǒng)對顏色的感知63
5.2圖像的顏色模型64
5.2.1顯示彩色圖像用RGB相加混色模型64
5.2.2打印彩色圖像用CMY相減混色模型66
5.3圖像的三個基本屬性67
5.3.1分辨率67
5.3.2像素深度68
5.3.3真彩色、偽彩色與直接色68
5.4圖像的種類70
5.4.1矢量圖與點位圖70
5.4.2灰度圖與彩色圖70
5.5γ(伽馬)校正71
5.5.1γ的概念71
5.5.2γ校正72
5.6JPEG壓縮編碼73
5.6.1JPEG算法概要73
5.6.2JPEG算法的主要計算步驟74
5.6.3應(yīng)用JPEG算法舉例77
5.7圖像文件格式79
5.7.1BMP文件格式79
5.7.2GIF文件格式80
5.7.3JPEG格式81
5.7.4PNG格式82
5.8圖像文件后綴一覽表84
練習(xí)與思考題86
參考文獻(xiàn)和站點87第6章顏色的度量體系88
6.1顏色科學(xué)簡史88
6.2描述顏色的幾個術(shù)語89
6.2.1什么是顏色89
6.2.2色調(diào)90
6.2.3飽和度90
6.2.4亮度91
6.2.5顏色空間92
6.3顏色的度量體系93
6.4Munsell顏色系統(tǒng)94
6.5Ostwald顏色系統(tǒng)95
6.6CIE顏色系統(tǒng)95
6.6.1顏色科學(xué)史上的兩次重要會議95
6.6.2CIE 1931 RGB96
6.6.3CIE 1931 XYZ98
6.6.4CIE 1931 xyY100
6.6.5CIE 1960 YUV和CIE YU′V′104
6.6.6CIE 1976 LUV104
6.6.7CIE 1976 LAB106
6.6.8CIELUV LCh和CIELAB LCh108
練習(xí)與思考題108
參考文獻(xiàn)和站點109第7章顏色空間變換110
7.1該用什么顏色空間110
7.1.1顏色空間的分類問題110
7.1.2顏色空間的變換問題111
7.1.3什么顏色空間適合我111
7.2計算機圖形顏色空間114
7.2.1RGB，CMY和CMYK114
7.2.2HSV和RGB115
7.2.3HSL/HSB和RGB118
7.2.4HSI和RGB119
7.3設(shè)備無關(guān)的顏色空間120
7.3.1CIE XYZ和CIELAB120
7.3.2CIE XYZ和CIELUV121
7.3.3CIE XYZ和RGB，BT.601, BT.709122
7.4電視系統(tǒng)顏色空間124
7.4.1電視系統(tǒng)的顏色空間124
7.4.2European Y′U′V′125
7.4.3American Y′I′Q′127
7.4.4SMPTE\|C RGB129
7.4.5ITU\|R BT.601 Y′CbCr130
7.4.6ITU\|R BT.709 Y′CbCr133
7.4.7SMPTE\|240M Y′PbPr136
7.4.8Kodak PhotoYCC顏色空間137
練習(xí)與思考題139
參考文獻(xiàn)和站點139第8章小波與小波變換140
8.1小波介紹140
8.1.1小波簡史140
8.1.2小波概念141
8.1.3小波分析142
8.1.4小波定義148
8.2哈爾函數(shù)148
8.2.1哈爾基函數(shù)148
8.2.2哈爾小波函數(shù)150
8.2.3函數(shù)的規(guī)范化151
8.2.4哈爾基的結(jié)構(gòu)152
8.3哈爾小波變換152
8.4規(guī)范化算法154
8.5二維哈爾小波變換156
8.5.1二維小波變換舉例156
8.5.2二維小波變換方法163
練習(xí)與思考題165
參考文獻(xiàn)和站點165第9章小波圖像編碼166
9.1從子帶編碼到小波編碼166
9.1.1子帶編碼166
9.1.2多分辨率分析166
9.1.3濾波器組與多分辨率167
9.1.4從子帶編碼到小波編碼167
9.1.5小波分解圖像方法168
9.2失真的度量方法168
9.3EZW編碼169
9.3.1介紹169
9.3.2算法170
9.3.3算法舉例173
9.4SPIHT編碼182
9.4.1介紹182
9.4.2漸進(jìn)圖像的傳輸182
9.4.3分集排序算法183
9.4.4類型和變量184
9.4.5算法185
9.4.6算法舉例186
9.5EBCOT編碼簡介189
9.5.1介紹189
9.5.2質(zhì)量層的概念190
9.5.3位速率失真最佳190
9.6JPEG 2000簡介191
9.6.1JPEG 2000是什么191
9.6.2JPEG 2000的基本結(jié)構(gòu)191
9.6.3JPEG 2000的主要功能192
練習(xí)與思考題193
參考文獻(xiàn)和站點193第10章彩色數(shù)字電視基礎(chǔ)195
10.1彩色電視制式195
10.1.1簡介195
10.1.2電視掃描和同步196
10.1.3彩色電視198
10.2彩色電視信號的類型199
10.2.1復(fù)合電視信號199
10.2.2分量電視信號199
10.2.3S\|Video信號200
10.3電視圖像數(shù)字化201
10.3.1數(shù)字化的方法201
10.3.2數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)201
10.4圖像子采樣204
10.4.1圖像子采樣概要204
10.4.24∶4∶4 YCbCr格式204
10.4.34∶2∶2 YCbCr格式205
10.4.44∶1∶1 YCbCr格式205
10.4.54∶2∶0 YCbCr格式206
練習(xí)與思考題206
參考文獻(xiàn)和站點207第11章MPEG簡介208
11.1MPEG是什么208
11.1.1MPEG概述208
11.1.2MPEG文件的創(chuàng)建過程208
11.2MPEG1數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)209
11.3MPEG2數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)210
11.4MPEG4多媒體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)213
11.5MPEG7多媒體內(nèi)容描述接口215
練習(xí)與思考題215
參考文獻(xiàn)和站點215第12章MPEG聲音216
12.1聽覺系統(tǒng)的感知特性216
12.1.1對響度的感知216
12.1.2對音高的感知217
12.1.3掩蔽效應(yīng)217
12.2MPEG Audio與感知特性220
12.3MPEG1 Audio221
12.3.1聲音編碼221
12.3.2聲音的性能222
12.3.3子帶編碼223
12.3.4多相濾波器組225
12.3.5編碼層225
12.4MPEG2 Audio229
12.5MPEG2 AAC230
12.5.1MPEG2 AAC是什么230
12.5.2MPEG2 AAC的配置231
12.5.3MPEG2 AAC的基本模塊232
12.6MPEG4 Audio233
12.6.1自然聲音233
12.6.2合成聲音234
練習(xí)與思考題236
參考文獻(xiàn)和站點236第13章MPEG電視238
13.1電視圖像的數(shù)據(jù)率238
13.1.1ITUR BT.601標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率238
13.1.2VCD電視圖像數(shù)據(jù)率的估算239
13.1.3DVD電視圖像數(shù)據(jù)率的估算239
13.2數(shù)據(jù)壓縮算法239
13.2.1簡介239
13.2.2幀內(nèi)圖像I的壓縮編碼算法240
13.2.3預(yù)測圖像P的壓縮編碼算法240
13.2.4雙向預(yù)測圖像B的壓縮編碼算法244
13.2.5電視圖像的結(jié)構(gòu)244
13.3MPEG2的配置和等級245
13.4MPEG4電視圖像編碼247
13.4.1電視圖像對象區(qū)的概念247
13.4.2電視圖像編碼方案248
13.4.3電視圖像分辨率可變編碼250
13.5HDTV格式251
練習(xí)與思考題251
參考文獻(xiàn)和站點252
第二部分多媒體的存儲第14章只讀光盤存儲器253
14.1CD簡歷253
14.1.1CD工業(yè)史上的幾件大事253
14.1.2CD系列產(chǎn)品254
14.2CD的工作原理255
14.2.1CD盤片結(jié)構(gòu)255
14.2.2CD盤的光道結(jié)構(gòu)255
14.2.3數(shù)據(jù)是怎樣寫入到CD盤上的256
14.2.4數(shù)據(jù)是怎樣從CD盤讀出的257
14.2.5激光唱盤標(biāo)準(zhǔn)摘要258
14.3CDAudio259
14.3.1采樣頻率和樣本大小259
14.3.2聲道數(shù)259
14.3.3聲音數(shù)據(jù)的通道編碼259
14.3.4CD盤如何批量生產(chǎn)260
14.4DVD簡介262
14.5DVD的規(guī)格263
14.6DVD的存儲容量是怎樣提高的264
14.7VCD與DVD播放機的結(jié)構(gòu)266
14.7.1簡介266
14.7.2VCD播放機的基本結(jié)構(gòu)267
14.7.3DVD播放機的基本結(jié)構(gòu)268
練習(xí)與思考題269
參考文獻(xiàn)和站點269第15章光盤存儲器的格式270
15.1CD盤上的物理格式270
15.1.1激光唱盤標(biāo)準(zhǔn)——紅皮書270
15.1.2CDROM標(biāo)準(zhǔn)——黃皮書273
15.1.3CDROM/XA274
15.1.4CDI標(biāo)準(zhǔn)——綠皮書276
15.1.5CDI Ready格式276
15.1.6CDBridge盤277
15.1.7可錄(寫)CD盤標(biāo)準(zhǔn)——橙皮書277
15.2CDROM的邏輯格式(ISO 9660)279
15.2.1ISO 9660的重要性279
15.2.2邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想280
15.2.3邏輯扇區(qū)和邏輯塊281
15.2.4文件282
15.2.5目錄283
15.2.6路徑表284
15.2.7卷285
15.3VCD標(biāo)準(zhǔn)——白皮書288
15.3.1VCD盤的組織288
15.3.2VCD的文件目錄結(jié)構(gòu)290
15.3.3MPEGAudio/Video扇區(qū)的結(jié)構(gòu)291
練習(xí)與思考題292
參考文獻(xiàn)和站點292第16章錯誤檢測和校正293
16.1CRC錯誤檢測原理293
16.2RS編碼和糾錯算法295
16.2.1GF(2m)域295
16.2.2RS的編碼算法297
16.2.3RS碼的糾錯算法299
16.3CIRC糾錯技術(shù)299
16.3.1交插技術(shù)299
16.3.2交叉交插技術(shù)300
16.4里德索洛蒙乘積碼(RSPC)301
練習(xí)與思考題305
參考文獻(xiàn)和站點305第三部分多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用第17章多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及交換技術(shù)306
17.1多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用306
17.1.1應(yīng)用舉例306
17.1.2應(yīng)用分類308
17.1.3應(yīng)用開發(fā)面臨的問題308
17.1.4改善服務(wù)質(zhì)量309
17.1.5多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的爭論309
17.2因特網(wǎng)上存取聲音和電視的方法309
17.2.1通過Web瀏覽器把聲音/電視從Web服務(wù)器傳送給
媒體播放器310
17.2.2直接把聲音/電視從Web服務(wù)器傳送給媒體播放器310
17.2.3直接把聲音/電視從多媒體流放服務(wù)器傳送給媒體播放器311
17.2.4媒體播放器的主要功能312
17.3網(wǎng)絡(luò)上的信息交換技術(shù)312
17.3.1概述312
17.3.2線路交換313
17.3.3信息包交換314
17.3.4消息交換與信息包交換315
17.3.5面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)316
17.3.6網(wǎng)絡(luò)分類318
練習(xí)與思考題318
參考文獻(xiàn)和站點319第18章因特網(wǎng)與TCP/IP320
18.1因特網(wǎng)320
18.1.1因特網(wǎng)的結(jié)構(gòu)320
18.1.2因特網(wǎng)地址的概念321
18.1.3網(wǎng)際協(xié)議地址323
18.1.4域名和域名系統(tǒng)324
18.1.5統(tǒng)一資源地址325
18.2TCP/IP的參考模型326
18.2.1協(xié)議層次和協(xié)議的概念326
18.2.2TCP/IP和OSI模型327
18.2.3部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行的協(xié)議329
18.2.4TCP/IP與以太網(wǎng)330
18.3網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議330
18.3.1網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與應(yīng)用層協(xié)議330
18.3.2超文本傳送協(xié)議(HTTP)332
18.4網(wǎng)絡(luò)傳輸層協(xié)議337
18.4.1傳輸層簡介337
18.4.2端口號和套接號的概念337
18.4.3用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UDP)339
18.4.4傳輸控制協(xié)議(TCP)340
18.5網(wǎng)絡(luò)層上的網(wǎng)際協(xié)議344
練習(xí)與思考題346
參考文獻(xiàn)和站點346第19章網(wǎng)際多目標(biāo)廣播簡介348
19.1多目標(biāo)廣播的概念348
19.2多目標(biāo)廣播所需要的環(huán)境349
19.3多目標(biāo)廣播樹的概念350
19.4IP多目標(biāo)廣播的地址和主機組的管理351
19.4.1IP多目標(biāo)廣播的地址351
19.4.2網(wǎng)際主機組管理協(xié)議352
19.4.3接收端如何參與多目標(biāo)廣播353
19.5多目標(biāo)廣播路徑選擇簡介353
19.5.1兩種基本的路徑選擇法353
19.5.2密集型多目標(biāo)廣播路由協(xié)議354
19.5.3稀疏型多目標(biāo)廣播路由協(xié)議358
19.5.4協(xié)同工作360
19.6實時傳輸協(xié)議和實時控制協(xié)議360
19.6.1RTP簡介360
19.6.2RTP信息包標(biāo)題域362
19.6.3實時傳輸控制協(xié)議363
19.6.4實時流放協(xié)議364
19.7資源保留協(xié)議364
19.7.1資源保留協(xié)議(RSVP)簡介365
19.7.2不同種類的接收器365
19.7.3接納測試367
19.7.4路徑消息367
練習(xí)與思考題367
參考文獻(xiàn)和站點368第20章多媒體通信系統(tǒng)技術(shù)370
20.1多媒體通信系統(tǒng)概要370
20.1.1體系結(jié)構(gòu)370
20.1.2網(wǎng)關(guān)的功能和結(jié)構(gòu)372
20.1.3會務(wù)器的功能和結(jié)構(gòu)374
20.2H.323電視會議377
20.2.1H.323的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)377
20.2.2H.323終端378
20.2.3H.323網(wǎng)關(guān)378
20.2.4H.323會務(wù)器379
20.2.5H.323多點控制單元380
20.2.6H.323多點電視會議380
20.2.7H.323協(xié)議堆381
20.3H.324可視電話382
20.3.1H.324系列標(biāo)準(zhǔn)382
20.3.2產(chǎn)品類型和預(yù)期質(zhì)量382
20.3.3H.324多媒體系統(tǒng)383
20.3.4H.324多媒體電話終端384
20.3.5H.324多媒體電話終端參考設(shè)計385
20.4IP電話385
20.4.1IP電話的概念385
20.4.2IP電話與PSTN電話的技術(shù)差別386
20.4.3IP電話的通話方式387
20.4.4IP電話標(biāo)準(zhǔn)388
練習(xí)與思考題389
參考文獻(xiàn)和站點389
第四部分多媒體內(nèi)容編輯語言第21章超文本標(biāo)記語言(HTML)390
21.1HTML文檔391
21.1.1Web與HTML391
21.1.2元素和標(biāo)簽的概念391
21.1.3HTML文檔的結(jié)構(gòu)392
21.2HTML標(biāo)簽和屬性393
21.2.1基本標(biāo)簽393
21.2.2標(biāo)簽的屬性400
21.3字符樣式400
21.3.1物理樣式和邏輯樣式400
21.3.2字符實體402
21.4超鏈接403
21.4.1超鏈接的概念403
21.4.2文檔的相對路徑與絕對路徑404
21.4.3使用URL404
21.4.4文檔內(nèi)部之間的鏈接405
21.4.5鏈接電子郵件程序406
21.4.6鏈接內(nèi)聯(lián)圖像407
21.4.7用圖像作超鏈接408
21.4.8用圖像作網(wǎng)頁的背景408
21.4.9鏈接外聯(lián)圖像409
21.4.10在文檔中鏈接和嵌入聲音文件410
21.4.11在文檔中鏈接和嵌入影視文件411
21.5表格標(biāo)簽和屬性412
練習(xí)與思考題415
參考文獻(xiàn)和站點416第22章可擴展標(biāo)記語言(XML)417
22.1XML是什么417
22.1.1XML不是標(biāo)記語言417
22.1.2XML文檔什么樣418
22.2XML元素418
22.2.1什么是XML元素418
22.2.2XML元素的命名規(guī)則419
22.2.3XML元素的特性419
22.2.4XML元素的屬性421
22.3XML文檔和語法422
22.3.1XML文檔的基本結(jié)構(gòu)422
22.3.2XML語法423
22.4XML文檔類型425
22.4.1什么是合格XML文檔425
22.4.2什么是有效XML文檔425
22.5XML與Web瀏覽器426
22.5.1XML Web瀏覽器426
22.5.2XML文檔顯示426
22.5.3XML數(shù)據(jù)島428
22.6XML與XSL429
22.6.1HTML樣式與CSS429
22.6.2XML樣式與XSL430
22.6.3XSL瀏覽器430
22.6.4用XSLT顯示XML文檔430
22.6.5XSL元素433
22.6.6XSL在客戶機上438
22.6.7XSL在服務(wù)機上441
22.7XML與DTD441
22.7.1DTD介紹441
22.7.2內(nèi)部DTD442
22.7.3外部DTD443
22.8XML名稱空間443
22.8.1名稱沖突問題443
22.8.2名稱空間的屬性444
22.8.3默認(rèn)的名稱空間444
22.9XML模板語言445
22.9.1XML模板的目標(biāo)445
22.9.2XML文檔與XML模板445
22.9.3簡單型元素的概念448
22.9.4復(fù)雜型元素的概念449
練習(xí)與思考題450
參考文獻(xiàn)和站點451第23章可擴展超文本標(biāo)記語言(XHTML)452
23.1XHTML是什么452
23.1.1XHTML是什么452
23.1.2XHTML和HTML的差別452
23.2XHTML語法453
23.3XHTML的文檔類型定義456
23.3.1XHTML文檔結(jié)構(gòu)456
23.3.2三種文檔類型定義457
23.4從HTML到XHTML457
23.5XHTML 1.0一覽表458
23.5.1XHTML標(biāo)簽458
23.5.2XHTML標(biāo)簽的屬性461
23.5.3XHTML事件的屬性462
練習(xí)與思考題463
參考文獻(xiàn)和站點464附錄縮略語匯編465