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第1章 多媒体技术概要1

1．1多媒体的概念1

1．1．1多媒体是什么1

1．1．2超文本的概念2

1．1．3超媒体的概念2

1．1．4多媒体系统的结构3

1．2多媒体数据压缩与编码3

1．2．1为什么要压缩3

1．2．2两种类型的压缩4

1．2．3三种类型的编码5

1．2．4压缩与编码5

1．3多媒体与光盘5

1．4多媒体与网络6

1．4．1因特网是什么6

1．4．2万维网是什么7

1．5多媒体国际标准8

1．5．1国际电信联盟（ITU）标准8

1．5．2 ISO／IEC标准9

1．5．3因特网技术标准10

1．5．4万维网协会11

1．6迈向信息时代14

练习与思考题15

参考文献和站点15

第一部分 多媒体压缩和编码19

第2章 数据无损压缩19

2．1数据冗余19

2．1．1冗余的概念19

2．1．2决策量20

2．1．3信息量20

2．1．4熵20

2．1．5数据冗余量21

2．2统计编码21

2．2．1香农-范诺编码21

2．2．2霍夫曼编码22

2．2．3算术编码23

2．3 RLE编码25

2．4词典编码26

练习与思考题27

参考文献和站点28

第3章 数字声音编码29

3．1声音简介29

3．1．1声音是什么29

3．1．2声音的频率范围29

3．2声音信号数字化30

3．2．1从模拟过渡到数字30

3．2．2模拟信号与数字信号30

3．2．3声音信号数字化31

3．2．4声音质量与数据率32

3．3声音工具32

3．3．1 Windows自带的声音工具33

3．3．2声音编辑工具Gold Wave33

3．3．3声音编辑工具Adobe Audition33

3．4声音质量的MOS评分标准34

3．5脉冲编码调制35

3．5．1 PCM的概念35

3．5．2均匀量化36

3．5．3非均匀量化36

3．6 PCM在通信中的应用37

3．6．1频分多路复用37

3．6．2时分多路复用37

3．6．3数字通信线路的数据传输率38

3．7增量调制与自适应增量调制39

3．7．1增量调制39

3．7．2自适应增量调制40

3．8自适应差分脉冲编码调制41

3．8．1自适应脉冲编码调制的概念41

3．8．2差分脉冲编码调制的概念41

3．8．3自适应差分脉冲编码调制42

3．9 G．722 SB-ADPCM编译码器42

3．9．1子带编码43

3．9．2子带-自适应差分脉冲编码调制44

3．10 GSM声音简介45

3．11话音编码标准摘要45

3．11．1编码算法的性能45

3．11．2话音编码标准46

练习与思考题47

参考文献和站点47

第4章 彩色数字图像基础49

4．1视觉系统对颜色的感知49

4．2图像的颜色模型49

4．2．1显示彩色图像用RGB相加混色模型50

4．2．2打印彩色图像用CMY相减混色模型52

4．3图像的3个基本属性52

4．3．1图像分辨率53

4．3．2像素深度与阿尔法（α）通道54

4．3．3真彩色、伪彩色与直接色54

4．4图像的种类55

4．4．1矢量图与位图55

4．4．2灰度图与彩色图56

4．5伽马（γ）校正57

4．5．1 γ的概念57

4．5．2 γ校正58

4．6图像文件格式58

4．6．1 BMP文件格式59

4．6．2 GIF文件格式60

4．6．3 PNG格式61

练习与思考题62

参考文献和站点62

第5章 JPEG图像压缩与编码63

5．1 JPEG算法概要63

5．1．1 JPEG是什么63

5．1．2 JPEG算法概要63

5．1．3 JPEG标准文档64

5．2 JPEG算法的主要计算步骤64

5．2．1离散余弦变换65

5．2．2量化66

5．2．3 Z字形编排66

5．2．4熵编码67

5．3 JPEG压缩和编码举例70

5．4 JPEG文件格式72

5．4．1颜色空间72

5．4．2文件结构73

5．5 JPEG 2000简介73

5．5．1 JPEG 2000是什么73

5．5．2 JPEG 2000的基本结构74

5．5．3 JPEG 2000的主要功能74

练习与思考题74

参考文献和站点75

第6章 颜色空间变换76

6．1描述颜色的几个术语76

6．1．1颜色是什么76

6．1．2色调77

6．1．3饱和度78

6．1．4亮度78

6．1．5颜色空间79

6．2该用什么颜色空间80

6．2．1颜色空间的分类问题80

6．2．2颜色空间的选择81

6．3计算机图形颜色空间82

6．3．1 RGB、CMY和CMYK82

6．3．2 HSV83

6．3．3 HSL/HSB83

6．3．4 HSI84

6．4电视系统颜色空间84

6．4．1电视系统颜色空间概述84

6．4．2 European Y′U′V′85

6．4．3 American Y′I′Q′86

6．4．4 SMPTE-C RGB87

6．4．5 ITU-R BT．601 Y′CbCr87

6．4．6 ITU-R BT．709 Y′CbCr89

6．4．7 SMPTE-240M Y′PbPr91

练习与思考题91

参考文献和站点92

第7章 小波与小波变换93

7．1小波介绍93

7．1．1小波简史93

7．1．2小波概念94

7．1．3小波分析95

7．1．4小波定义100

7．2哈尔函数100

7．2．1哈尔基函数101

7．2．2哈尔小波函数102

7．2．3函数的规范化103

7．2．4哈尔基的结构104

7．3哈尔小波变换104

7．4规范化算法106

7．5二维哈尔小波变换107

7．5．1二维小波变换举例107

7．5．2二维小波变换方法114

练习与思考题115

参考文献和站点116

第8章 数字电视基础117

8．1模拟彩色电视制117

8．1．1电视与电视制117

8．1．2重现彩色图像的过程117

8．1．3彩色电视制118

8．1．4国际彩色电视标准119

8．2电视扫描和同步120

8．2．1电视的扫描方式120

8．2．2 PAL制的扫描特性122

8．2．3 NTSC制的扫描特性122

8．2．4 SECAM制的扫描特性123

8．3彩色电视信号的类型123

8．3．1复合电视信号123

8．3．2分量电视信号123

8．3．3 S-Video信号124

8．4电视图像数字化124

8．4．1数字化方法124

8．4．2 BT．601数字化标准125

8．4．3 CIF电视图像格式126

8．5图像子采样127

8．5．1图像子采样概要127

8．5．2 4∶4∶4 YCbCr格式128

8．5．3 4∶2∶2 YCbCr格式128

8．5．4 4∶1∶1 YCbCr格式128

8．5．5 4∶2∶0 YCbCr格式128

8．6数字电视129

8．6．1数字电视是什么129

8．6．2数字电视的原理129

8．6．3数字电视的标准130

8．7数字电视图像格式132

8．7．1数字电视图像格式简介132

8．7．2数字电视图像格式参数133

8．7．3 SDTV格式134

8．7．4 EDTV格式135

8．7．5 HDTV格式135

练习与思考题136

参考文献和站点136

第9章 MPEG概要138

9．1 MPEG简介138

9．1．1 MPEG是什么138

9．1．2 MPEG文档的创建过程140

9．1．3 MPEG标准的重要性140

9．2 MPEG-1数字电视标准141

9．2．1 MPEG-1是什么141

9．2．2 MPEG-1的系统模型141

9．3 MPEG-2数字电视标准142

9．3．1 MPEG-2是什么142

9．3．2 MPEG-2的系统模型143

9．4 MPEG-4视听对象编码144

9．4．1 MPEG-4是什么144

9．4．2 MPEG-4的系统模型144

9．5 MPEG-7多媒体内容描述接口标准146

9．5．1 MPEG-7是什么146

9．5．2 MPEG-7标准化范围146

9．6 MPEG-21多媒体框架标准148

9．6．1 MPEG-21是什么148

9．6．2 MPEG-21的结构149

练习与思考题152

参考文献和站点152

第10章 MPEG声音153

10．1听觉系统的感知特性153

10．1．1对响度的感知153

10．1．2对音高的感知154

10．1．3掩蔽效应154

10．2感知声音编码157

10．2．1 MPEG声音的压缩依据157

10．2．2感知子带编码157

10．2．3杜比数字编码158

10．3 MPEG-1 Audio159

10．3．1声音编码159

10．3．2声音的性能160

10．3．3子带编码161

10．3．4多相滤波器组162

10．3．5编码层163

10．4 MPEG-2 Audio166

10．4．1 MPEG-2 Audio简介166

10．4．2 MPEG-2 Audio使用的环绕声167

10．4．3 MPEG-2 Audio的后向兼容结构167

练习与思考题168

参考文献和站点169

第11章 MPEG视像172

11．1视像数据的冗余172

11．2视像数据的速率173

11．2．1 BT．601视像数据速率173

11．2．2 VCD视像的压缩比174

11．2．3 DVD视像的压缩比174

11．3 MPEG-1视像175

11．3．1视像数据的压缩算法175

11．3．2帧内图像I的压缩编码算法176

11．3．3预测图像P的压缩编码算法176

11．3．4双向预测图像B的压缩编码算法180

11．3．5帧图像的编排顺序180

11．3．6视像数据流的结构181

11．4 MPEG-2视像182

11．4．1视像编码器和解码器182

11．4．2视像数据位流的结构183

11．4．3视像质量可变编码183

11．5 MPEG-4 AVC／H．264视像188

11．5．1 MPEG-4 AVC／H．264的由来188

11．5．2提高编码效率的主要技术189

11．5．3视像数据的编码结构191

11．5．4编译码器的结构192

练习与思考题194

参考文献和站点194

第二部分 多媒体的存储199

第12章 光盘存储器199

12．1 CD199

12．1．1 CD工业史上的大事199

12．1．2 CD的结构200

12．1．3数据是怎样写入到CD上的201

12．1．4数据是怎样从CD上读出的201

12．1．5激光唱盘标准摘要202

12．2 CD-Audio203

12．2．1采样频率和样本大小203

12．2．2声道数204

12．2．3声音数据的通道编码204

12．2．4 CD如何批量生产205

12．3 DVD206

12．3．1 DVD是什么206

12．3．2 DVD的规格207

12．3．3 DVD的存储容量是怎样提高的208

12．4 VCD与DVD播放机210

12．4．1 VCD简介210

12．4．2 VCD播放机的基本结构210

12．4．3 DVD播放机的基本结构211

12．5 HD DVD与BD212

12．5．1 HD DVD与BD是什么212

12．5．2 HD DVD与BD技术规范213

练习与思考题215

参考文献和站点216

第13章 光盘存储格式217

13．1 CD标准系列217

13．2激光唱盘标准——红皮书217

13．2．1 CD上的音乐节目是如何组织的217

13．2．2 CD-DA的通道：P-W219

13．2．3 CD-G是什么220

13．3 CD-ROM标准——黄皮书220

13．3．1 CD-ROM Mode 1220

13．3．2 CD-ROM Mode 2221

13．3．3混合方式221

13．4 CD-ROM／XA221

13．4．1 CD-ROM／XA Mode 2 Form 1222

13．4．2 CD-ROM／XA Mode 2 Form 2222

13．4．3 CD-ROM／XA中的声音222

13．5 CD-I标准——绿皮书223

13．5．1 CD-I格式223

13．5．2 CD-I Ready格式223

13．5．3 CD-Bridge223

13．6可录CD标准——橙皮书224

13．6．1橙皮书概要224

13．6．2橙皮书第1部分225

13．6．3橙皮书第2部分225

13．7 VCD标准——白皮书226

13．7．1 VCD的组织226

13．7．2 VCD的文件目录结构227

13．7．3 MPEG-Audio／Video扇区的结构228

13．8通用磁盘格式229

13．9错误检测原理229

13．9．1错误检测和校正简介229

13．9．2 CRC错误检测原理229

13．9．3 CD上的错误检测码231

练习与思考题231

参考文献和站点232

第三部分 多媒体传输235

第14章 多媒体网络应用与服务质量235

14．1多媒体网络技术是什么235

14．1．1网络是什么235

14．1．2多媒体网络是什么236

14．1．3多媒体网络技术是什么236

14．2网上数据的交换方法237

14．2．1线路交换237

14．2．2数据包交换238

14．2．3消息的类型240

14．2．4关于packet switching的中文术语240

14．3流媒体的传输方法240

14．3．1流媒体与媒体流播240

14．3．2先下载后播放——用Web服务器实现242

14．3．3边流边播——用Web服务器实现243

14．3．4边流边播——用流媒体服务器实现243

14．3．5媒体播放器的主要功能244

14．4多媒体网络的典型应用244

14．4．1多媒体广播244

14．4．2 IP电话245

14．4．3 IP电视会议245

14．4．4 IP电视245

14．4．5 IP影视点播245

14．4．6 IP声音点播246

14．4．7 IP远程教育系统246

14．5多媒体服务质量246

14．5．1服务质量的概念247

14．5．2服务质量的衡量247

14．5．3多媒体的服务质量248

14．5．4提高服务质量的技术250

14．5．5综合服务保障法251

14．5．6区分服务保障法252

练习与思考题253

参考文献和站点253

第15章 因特网介绍255

15．1因特网是计算机网络255

15．1．1计算机网络的概念255

15．1．2计算机网络的结构256

15．1．3计算机连网的部件257

15．1．4计算机网络的类型259

15．1．5因特网是计算机网络261

15．2电话网络上的网络262

15．2．1电话网络262

15．2．2 ISDN网络263

15．2．3 DSL网络264

15．3因特网接入方法265

15．3．1通过电话网络接入266

15．3．2通过DSL网络接入269

15．3．3通过有线电视网络接入272

练习与思考题273

参考文献与站点273

第16章 TCP／IP协议套274

16．1因特网的参考模型274

16．1．1 ISO／OSI参考模型274

16．1．2因特网参考模型276

16．1．3面向连接服务与无连接服务277

16．1．4 TCP／IP的核心协议279

16．2因特网上的地址280

16．2．1电子邮件地址280

16．2．2网际协议（IPv4）地址280

16．2．3网际协议（IPv6）地址283

16．2．4 MAC地址284

16．2．5域名地址和域名系统285

16．2．6统一资源地址287

16．3应用层上的协议288

16．3．1应用层简介288

16．3．2超文本传输协议289

16．3．3部分常用协议介绍292

16．4传输层上的协议294

16．4．1传输层简介295

16．4．2端口和套接口的概念295

16．4．3 TCP协议297

16．4．4 UDP协议300

16．5网络层上的协议301

16．5．1网络层简介301

16．5．2网际协议IPv4302

16．5．3网际协议IPv6304

16．5．4相关的核心协议305

练习与思考题305

参考文献和站点305

第17章 多媒体传输307

17．1多媒体应用协议套307

17．1．1多媒体应用协议的类型307

17．1．2协议套中的主要协议307

17．2实时传输和控制协议309

17．2．1实时传输协议309

17．2．2实时控制协议312

17．3实时流播协议313

17．3．1 RTSP协议概要313

17．3．2 RTSP协议原理314

17．4资源保留协议315

17．4．1 RSVP协议概要315

17．4．2 RSVP协议原理315

17．5会话启动协议317

17．5．1 SIP协议是什么317

17．5．2 SIP的请求和响应317

17．5．3 SIP服务器319

17．5．4 SIP的消息结构321

17．6会话描述和会话通告协议322

17．6．1会话描述协议322

17．6．2会话通告协议323

17．7多目标广播324

17．7．1多目标广播的概念324

17．7．2多目标广播地址326

17．7．3网际机组管理协议327

17．8下一代网络技术329

练习与思考题330

参考文献和站点330

附录 缩略语汇编331