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第一部分 多媒体的表示和计算1

第1章 多媒体技术概要1

1.1 多媒体是交互信息传播媒体1

1.2 多媒体涉及的几个概念2

1.2.1 超文本的概念2

1.2.2 超媒体的概念3

1.2.3 标准通用标记语言(SGML)3

1.2.4 超文本标记语言(HTML)5

1.2.5 虚拟现实造型语言(VRML)5

1.3 多媒体与网络6

1.4 多媒体与光盘存储器6

1.5 多媒体的技术研究与应用开发7

练习与思考题7

第2章 数字声音及MIDI简介8

2.1 声音与听觉器官8

2.2 声音信号数字化9

2.2.1 从模拟过渡到数字9

2.2.2 模拟信号与数字信号9

2.2.3 声音信号数字化9

2.2.4 采样频率10

2.2.5 采样精度10

2.2.6 声音质量与数据率11

2.3 声音文件的存储格式11

2.4 声音工具12

2.5 声音质量的度量14

2.6 电子乐器数字接口(MIDI)系统14

2.6.1 MIDI简介14

2.6.2 频率调制(FM)合成声音15

2.6.3 乐音样本合成声音16

2.6.4 MIDI系统16

2.6.5 MIDI消息19

2.6.6 MIDI音序器和标准MIDI文件20

2.6.7 合成器的多音调和多音色20

2.6.8 通用MIDI(GM)21

练习与思考题21

参考文献和站点22

第3章 话音编码23

3.1 话音编码概要23

3.1.1 话音波形的特性23

3.1.2 三种话音编译码器25

3.2 脉冲编码调制(PCM)29

3.2.1 PCM的概念29

3.2.2 均匀量化30

3.2.3 非均匀量化31

3.2.4 μ律压扩31

3.2.5 A律压扩31

3.3 PCM在通信中的应用32

3.4 增量调制与自适应增量调制33

3.4.1 增量调制(DM)34

3.4.2 自适应增量调制(ADM)35

3.5 自适应差分脉冲编码调制35

3.5.1 自适应脉冲编码调制(APCM)的概念35

3.5.2 差分脉冲编码调制(DPCM)的概念36

3.5.3 自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)36

3.5.4 G.721 ADPCM编译码器37

3.6 G.722 SB-ADPCM编译码器38

3.6.1 子带编码(SBC)38

3.6.2 子带-自适应差分脉冲编码调制(SB-ADPCM)40

3.7 线性预测编码(LPC)的概念41

3.8 GSM编译码器简介42

练习与思考题43

参考文献和站点43

第4章 无损数据压缩45

4.1 香农-范诺与霍夫曼编码45

4.1.1 香农-范诺编码45

4.1.2 霍夫曼编码46

4.2 算术编码47

4.3 RLE编码51

4.4 词典编码52

4.4.1 词典编码的思想52

4.4.2 LZ77算法53

4.4.3 LZSS算法54

4.4.4 LZ78算法55

4.4.5 LZW算法57

练习与思考题61

参考文献和站点62

第5章 彩色数字图像基础63

5.1 视觉系统对颜色的感知63

5.2 图像的颜色模型64

5.2.1 显示彩色图像用RGB相加混合模型64

5.2.2 打印彩色图像用CMY相减混色模型66

5.3 图像的三个基本属性67

5.3.1 分辨率67

5.3.2 像素深度68

5.3.3 真彩色、伪彩色与直接色68

5.4 图像的种类70

5.4.1 矢量图与点位图70

5.4.2 灰度图与彩色图70

5.5 γ(伽马)校正71

5.5.1 γ的概念71

5.5.2 γ校正72

5.6 JPEG压缩编码73

5.6.1 JPEG算法概要73

5.6.2 JPEG算法的主要计算步骤74

5.6.3 应用JPEG算法举例77

5.7 图像文件格式79

5.7.1 BMP文件格式79

5.7.2 GIF文件格式80

5.7.3 JPEG格式81

5.7.4 PNG格式82

5.8 图像文件后缀一览表84

练习与思考题86

参考文献和站点87

第6章 颜色的度量体系88

6.1 颜色科学简史88

6.2 描述颜色的几个术语89

6.2.1 什么是颜色89

6.2.2 色调90

6.2.3 饱和度90

6.2.4 亮度91

6.2.5 颜色空间92

6.3 颜色的度量体系93

6.4 Munsell颜色系统94

6.5 Ostwald颜色系统95

6.6 CIE颜色系统95

6.6.1 颜色科学史上的两次重要会议95

6.6.2 CIE 1931 RGB96

6.6.3 CIE 1931 XYZ98

6.6.4 CIE 1931 xyY100

6.6.5 CIE 1960 YUV和CIE YU′V′104

6.6.6 CIE 1976 LUV104

6.6.7 CIE 1976 LAB106

6.6.8 CIELUV LCh和CIELAB LCh108

练习与思考题108

参考文献和站点109

第7章 颜色空间变换110

7.1 该用什么颜色空间110

7.1.1 颜色空间的分类问题110

7.1.2 颜色空间的变换问题111

7.1.3 什么颜色空间适合我111

7.2 计算机图形颜色空间114

7.2.1 RGB，CMY和CMYK114

7.2.2 HSV和RGB115

7.2.3 HSL/HSB和RGB118

7.2.4 HSI和RGB119

7.3 设备无关的颜色空间120

7.3.1 CIE XYZ和CIELAB120

7.3.2 CIE XYZ和CIELUV121

7.3.3 CIE XYZ和RGB，BT.601，BT.709122

7.4 电视系统颜色空间124

7.4.1 电视系统的颜色空间124

7.4.2 European Y′U′V′125

7.4.3 American Y′I′Q′127

7.4.4 SMPTE-C RGB129

7.4.5 ITU-R BT.601 Y′CbCr130

7.4.6 ITU-R BT.709 Y′CbCr133

7.4.7 SMPTE-240M Y′PbPr136

7.4.8 Kodak PhotoYCC颜色空间137

练习与思考题139

参考文献和站点139

第8章 小波与小波变换140

8.1 小波介绍140

8.1.1 小波简史140

8.1.2 小波概念141

8.1.3 小波分析142

8.1.4 小波定义148

8.2 哈尔函数148

8.2.1 哈尔基函数148

8.2.2 哈尔小波函数150

8.2.3 函数的规范化151

8.2.4 哈尔基的结构152

8.3 哈尔小波变换152

8.4 规范化算法154

8.5 二维哈尔小波变换156

8.5.1 二维小波变换举例156

8.5.2 二维小波变换方法163

练习与思考题165

参考文献和站点165

第9章 小波图像编码166

9.1 从子带编码到小波编码166

9.1.1 子带编码166

9.1.2 多分辨率分析166

9.1.3 滤波器组与多分辨率167

9.1.4 从子带编码到小波编码167

9.1.5 小波分解图像方法168

9.2 失真的度量方法168

9.3 EZW编码169

9.3.1 介绍169

9.3.2 算法170

9.3.3 算法举例173

9.4 SPIHT编码182

9.4.1 介绍182

9.4.2 渐进图像的传输182

9.4.3 分集排序算法183

9.4.4 类型和变量184

9.4.5 算法185

9.4.6 算法举例186

9.5 EBCOT编码简介189

9.5.1 介绍189

9.5.2 质量层的概念190

9.5.3 位速率失真最佳190

9.6 JPEG 2000简介191

9.6.1 JPEG 2000是什么191

9.6.2 JPEG 2000的基本结构191

9.6.3 JPEG 2000的主要功能192

练习与思考题193

参考文献和站点193

第10章 彩色数字电视基础195

10.1 彩色电视制式195

10.1.1 简介195

10.1.2 电视扫描和同步196

10.1.3 彩色电视198

10.2 彩色电视信号的类型199

10.2.1 复合电视信号199

10.2.2 分量电视信号199

10.2.3 S-Video信号200

10.3 电视图像数字化201

10.3.1 数字化的方法201

10.3.2 数字化标准201

10.4 图像子采样204

10.4.1 图像子采样概要204

10.4.2 4:4:4 YCbCr格式204

10.4.3 4:2:2 YCbCr格式205

10.4.4 4:1:1 YCbCr格式205

10.4.5 4:2:0 YCbCr格式206

练习与思考题206

参考文献和站点207

第11章 MPEG简介208

11.1 MPEG是什么208

11.1.1 MPEG概述208

11.1.2 MPEG文件的创建过程208

11.2 MPEG-1 数字电视标准209

11.3 MPEG-2 数字电视标准210

11.4 MPEG-4 多媒体应用标准213

11.5 MPEG-7 多媒体的内容描述接口215

练习与思考题215

参考文献和站点215

第12章 MPEG声音216

12.1 听觉系统的感知特性216

12.1.1 对响度的感知216

12.1.2 对音高的感知217

12.1.3 掩蔽效应217

12.2 MPEG Audio与感知特性220

12.3 MPEG-1 Audio221

12.3.1 声音编码221

12.3.2 声音的性能222

12.3.3 子带编码223

12.3.4 多相滤波器组225

12.3.5 编码层225

12.4 MPEG-2 Audio229

12.5 MPEG-2 AAC230

12.5.1 MPEG-2 AAC是什么230

12.5.2 MPEG-2 AAC的配置231

12.5.3 MPEG-2 AAC的基本模块232

12.6 MPEG-4 Audio233

12.6.1 自然声音233

12.6.2 合成声音234

练习与思考题236

参考文献和站点236

第13章 MPEG电视238

13.1 电视图像的数据率238

13.1.1 ITU-R BT.601标准数据率238

13.1.2 VCD电视图像数据率的估算239

13.1.3 DVD电视图像数据率的估算239

13.2 数据压缩算法239

13.2.1 简介239

13.2.2 帧内图像I的压缩编码算法240

13.2.3 预测图像P的压缩编码算法240

13.2.4 双向预测图像B的压缩编码算法244

13.2.5 电视图像的结构244

13.3 MPEG-2 的配置和等级245

13.4 MPEG-4 电视图像编码247

13.4.1 电视图像对象区的概念247

13.4.2 电视图像编码方案248

13.4.3 电视图像分辨率可变编码250

13.5 HDTV格式251

练习与思考题251

参考文献和站点252

第二部分 多媒体的存储253

第14章 只读光盘存储器253

14.1 CD简历253

14.1.1 CD工业史上的几件大事253

14.1.2 CD系列产品254

14.2 CD的工作原理255

14.2.1 CD盘片结构255

14.2.2 CD盘的光道结构255

14.2.3 数据是怎样写入到CD盘上的256

14.2.4 数据是怎样从CD盘读出的257

14.2.5 激光唱盘标准摘要258

14.3 CD-Audio259

14.3.1 采样频率和样本大小259

14.3.2 声道数259

14.3.3 声音数据的通道编码259

14.3.4 CD盘如何批量生产260

14.4 DVD简介262

14.5 DVD的规格263

14.6 DVD的存储容量是怎样提高的264

14.7 VCD与DVD播放机的结构266

14.7.1 简介266

14.7.2 VCD播放机的基本结构267

14.7.3 DVD播放机的基本结构268

练习与思考题269

参考文献和站点269

第15章 光盘存储器的格式270

15.1 CD盘上的物理格式270

15.1.1 激光唱盘标准——红皮书270

15.1.2 CD-ROM标准——黄皮书273

15.1.3 CD-ROM/XA274

15.1.4 CD-I标准——绿皮书276

15.1.5 CD-I Ready格式276

15.1.6 CD-Bridge盘277

15.1.7 可录(写)CD盘标准——橙皮书277

15.2 CD-ROM的逻辑格式(ISO 9660)279

15.2.1 ISO 9660和重要性279

15.2.2 逻辑结构的设计思想280

15.2.3 逻辑扇区和逻辑块281

15.2.4 文件282

15.2.5 目录283

15.2.6 路径表284

15.2.7 卷285

15.3 VCD标准——白皮书288

15.3.1 VCD盘的组织288

15.3.2 VCD的文件目录结构290

15.3.3 MPEG-Audio/Video扇区的结构291

练习与思考题292

参考文献和站点292

第16章 错误检测与校正293

16.1 CRC错误检测原理293

16.2 RS编码和纠错算法295

16.2.1 GF(2m)域295

16.2.2 RS的编码算法297

16.2.3 RS码的纠错算法299

16.3 CIRC纠错技术299

16.3.1 交插技术299

16.3.2 交叉交插技术300

16.4 里德-索洛蒙乘积码(RSPC)301

练习与思考题305

参考文献和站点305

第三部分 多媒体网络应用306

第17章 多媒体网络应用及交换技术306

17.1 多媒体网络应用306

17.1.1 应用举例306

17.1.2 应用分类308

17.1.3 应用开发面临的问题308

17.1.4 改善服务质量309

17.1.5 多媒体网络应用的争论309

17.2 因特网上存取声音和电视的方法309

17.2.1 通过Web浏览器把声音/电视从Web服务器传送给媒体播放器310

17.2.2 直接把声音/电视从Web服务器传送给媒体播放器310

17.2.3 直接把声音/电视从多媒体流放服务器传送给媒体播放器311

17.2.4 媒体播放器的主要功能312

17.3 网络上的信息交换技术312

17.3.1 概述312

17.3.2 线路交换313

17.3.3 信息包交换314

17.3.4 消息交换与信息包交换315

17.3.5 面向连接服务与无连接服务316

17.3.6 网络分类318

练习与思考题318

参考文献和站点319

第18章 因特网与TCP/IP320

18.1 因特网320

18.1.1 因特网的结构320

18.1.2 因特网地址的概念321

18.1.3 网际协议地址323

18.1.4 域名和域名系统324

18.1.5 统一资源地址325

18.2 TCP/IP的参数模型326

18.2.1 协议层次和协议的概念326

18.2.2 TCP/IP和OSI模型327

18.2.3 部分网络设备执行的协议329

18.2.4 TCP/IP与以太网330

18.3 网络应用层协议330

18.3.1 网络应用与应用层协议330

18.3.2 超文本传送协议(HTTP)332

18.4 网络传输层协议337

18.4.1 传输层简介337

18.4.2 端口号和套接号的概念337

18.4.3 用户数据包协议(UDP)339

18.4.4 传输控制协议(TCP)340

18.5 网络层上的网际协议344

练习与思考题346

参考文献和站点346

第19章 网际多目标广播简介348

19.1 多目标广播的概念348

19.2 多目标广播所需要的环境349

19.3 多目标广播树的概念350

19.4 IP多目标广播的地址和主机组的管理351

19.4.1 IP多目标广播的地址351

19.4.2 网际主机组管理协议352

19.4.3 接收端如何参与多目标广播353

19.5 多目标广播路径选择简介353

19.5.1 两种基本的路径选择法353

19.5.2 密集型多目标广播路由协议354

19.5.3 稀疏型多目标广播路由协议358

19.5.4 协同工作360

19.6 实时传输协议和实时控制协议360

19.6.1 RTP简介360

19.6.2 RTP信息包标题域362

19.6.3 实时传输控制协议363

19.6.4 实时流放协议364

19.7 资源保留协议364

19.7.1 资源保留协议(RSVP)简介365

19.7.2 不同种类的接收器365

19.7.3 接纳测试367

19.7.4 路径消息367

练习与思考题367

参考文献和站点368

第20章 多媒体通信系统技术370

20.1 多媒体通信系统概要370

20.1.1 体系结构370

20.1.2 网关的功能和结构372

20.1.3 会务器的功能和结构374

20.2 H.323电视会议377

20.2.1 H.323的拓扑结构377

20.2.2 H.323终端378

20.2.3 H.323网关378

20.2.4 H.323会务器379

20.2.5 H.323多点控制单元380

20.2.6 H.323多点电视会议380

20.2.7 H.323协议堆381

20.3 H.324可视电话382

20.3.1 H.324系列标准382

20.3.2 产品类型和预期质量382

20.3.3 H.324多媒体系统383

20.3.4 H.324多媒体电话终端384

20.3.5 H.324多媒体电话终端参考设计385

20.4 IP电话385

20.4.1 IP电话的概念385

20.4.2 IP电话与PSTN电话的技术差别386

20.4.3 IP电话的通话方式387

20.4.4 IP电话标准388

练习与思考题389

参考文献和站点389

第四部分 多媒体内容编辑语言390

第21章 超文本标记语言(HTML)390

21.1 HTML文档391

21.1.1 Web与HTML391

21.1.2 元素和标签的概念391

21.1.3 HTML文档的结构392

21.2 HTML标签和属性393

21.2.1 基本标签393

21.2.2 标签的属性400

21.3 字符样式400

21.3.1 物理样式和逻辑样式400

21.3.2 字符实体402

21.4 超链接403

21.4.1 超链接的概念403

21.4.2 文档的相对路径与绝对路径404

21.4.3 使用URL404

21.4.4 文档内部之间的链接405

21.4.5 链接电子邮件程序406

21.4.6 链接内联图像407

21.4.7 用图像作超链接408

21.4.8 用图像作网页的背景408

21.4.9 链接外联图像409

21.4.10 在文档中链接和嵌入声音文件410

21.4.11 在文档中连接和嵌入影视文件411

21.5 表格标签和属性412

练习与思考题415

参考文献和站点416

第22章 可扩展标记语言(XML)417

22.1 XML是什么417

22.1.1 XML不是标记语言417

22.1.2 XML文档什么样418

22.2 XML元素418

22.2.1 什么是XML元素418

22.2.2 XML元素的命名规则419

22.2.3 XML元素的特性419

22.2.4 XML元素的属性421

22.3 XML文档和语法422

22.3.1 XML文档的基本结构422

22.3.2 XML语法423

22.4 XML文档类型425

22.4.1 什么是合格XML文档425

22.4.2 什么是有效XML文档425

22.5 XML与Web浏览器426

22.5.1 XML Web浏览器426

22.5.2 XML文档显示426

22.5.3 XML数据岛428

22.6 XML与XSL429

22.6.1 HTML样式与CSS429

22.6.2 XML样式与XSL430

22.6.3 XSL浏览器430

22.6.4 用XSLT显示XML文档430

22.6.5 XSL元素433

22.6.6 XSL在客户机上438

22.6.7 XSL在服务机上441

22.7 XML与DTD441

22.7.1 DTD介绍441

22.7.2 内部DTD442

22.7.3 外部DTD443

22.8 XML名称空间443

22.8.1 名称冲突问题443

22.8.2 名称空间的属性444

22.8.3 默认的名称空间444

22.9 XML模板语言445

22.9.1 XML模板的目标445

22.9.2 XML文档与XML模板445

22.9.3 简单型元素的概念448

22.9.4 复杂型元素的概念449

练习与思考题450

参考文献和站点451

第23章 可扩展超文本标记语言(XHTML)452

23.1 XHTML是什么452

23.1.1 XHTML是什么452

23.1.2 XHTML和HTML的差别452

23.2 XHTML语法453

23.3 XHTML的文档类型定义456

23.3.1 XHTML文档结构456

23.3.2 三种文档类型定义457

23.4 从HTML到XHTML457

23.5 XHTML 1.0一览表458

23.5.1 XHTML标签458

23.5.2 XHTML标签的属性461

23.5.3 XHTML事件的属性462

练习与思考题463

参考文献和站点464

附录 缩略语汇编465