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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4

1．2．2两种类型的压缩4

1．2．3三种类型的编码4

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（W3C）11

1．6多媒体内容处理14

1．6．1内容是什么14

1．6．2内容处理16

1．6．3内容标记语言17

1．6．4多媒体内容检索20

1．7迈向信息时代21

练习与思考题21

参考文献和站点22

第一部分 多媒体压缩和编码25

第2章 数据无损压缩25

2．1数据冗余25

2．1．1冗余的概念25

2．1．2决策量26

2．1．3信息量26

2．1．4熵26

2．1．5数据冗余量26

2．2统计编码27

2．2．1香农-范诺编码27

2．2．2霍夫曼编码28

2．2．3算术编码29

2．3 RLE编码32

2．4词典编码33

2．4．1词典编码的思想33

2．4．2 LZ77算法34

2．4．3 LZSS算法35

2．4．4 LZ78算法36

2．4．5 LZW算法38

练习与思考题43

参考文献和站点44

第3章 数字声音编码45

3．1声音简介45

3．1．1声音是什么45

3．1．2声音的频率范围45

3．2声音信号数字化46

3．2．1从模拟过渡到数字46

3．2．2模拟信号与数字信号46

3．2．3声音信号数字化47

3．2．4声音质量与数据率48

3．3声音质量的MOS评分标准48

3．4脉冲编码调制（PCM）49

3．4．1 PCM的概念49

3．4．2均匀量化50

3．4．3非均匀量化50

3．5 PCM在通信中的应用51

3．5．1频分多路复用51

3．5．2时分多路复用51

3．5．3数字通信线路的数据传输率52

3．6增量调制与自适应增量调制53

3．6．1增量调制（DM）53

3．6．2自适应增量调制（ADM）54

3．7自适应差分脉冲编码调制55

3．7．1自适应脉冲编码调制（APCM）的概念55

3．7．2差分脉冲编码调制（DPCM）的概念55

3．7．3自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）56

3．7．4 G．726 ADPCM编译码器56

3．8 G．722 SB-ADPCM编译码器57

3．8．1子带编码（SBC）57

3．8．2子带-自适应差分脉冲编码调制（SB-ADPCM）58

3．9线性预测编码（LPC）的概念60

3．10 GSM声音简介61

3．11话音编码标准摘要62

3．11．1编码算法的性能62

3．11．2话音编码标准62

练习与思考题63

参考文献和站点64

第4章 彩色数字图像基础65

4．1视觉系统对颜色的感知65

4．2图像的颜色模型66

4．2．1显示彩色图像用RGB相加混色模型66

4．2．2打印彩色图像用CMY相减混色模型68

4．3图像的三个基本属性69

4．3．1图像分辨率69

4．3．2像素深度与阿尔法（α）通道70

4．3．3真彩色、伪彩色与直接色71

4．4图像的种类71

4．4．1矢量图与位图71

4．4．2灰度图与彩色图72

4．5伽马（γ）校正73

4．5．1 γ的概念73

4．5．2 γ校正74

4．6 JPEG压缩编码74

4．6．1 JPEG算法概要74

4．6．2 JPEG算法的主要计算步骤76

4．6．3 JPEG压缩和编码举例82

4．7图像文件格式84

4．7．1 BMP文件格式84

4．7．2 GIF文件格式85

4．7．3 JPEG格式86

4．7．4 PNG格式87

练习与思考题89

参考文献和站点89

第5章 颜色的度量体系91

5．1颜色科学简史91

5．2描述颜色的几个术语92

5．2．1什么是颜色92

5．2．2色调93

5．2．3饱和度93

5．2．4亮度94

5．2．5颜色空间95

5．3颜色的度量体系概要96

5．4 Munsell颜色系统97

5．5 Ostwald颜色系统98

5．6 CIE颜色系统98

5．6．1颜色科学史上的两次重要会议98

5．6．2 CIE 1931 RGB99

5．6．3 CIE 1931 XYZ100

5．6．4 CIE 1931 xyY102

5．6．5 CIE 1960 YUV和CIE YU′V′106

5．6．6 CIE 1976 LUV106

5．6．7 CIE 1976 LAB108

5．6．8 CIELUV LCh和CIELAB LCh109

练习与思考题110

参考文献和站点110

第6章 颜色空间变换111

6．1该用什么颜色空间111

6．1．1颜色空间的分类问题111

6．1．2颜色空间的变换问题112

6．1．3颜色空间的选择112

6．2计算机图形颜色空间114

6．2．1 RGB、CMY和CMYK114

6．2．2 HSV和RGB116

6．2．3 HSL／HSB和RGB118

6．2．4 HSI和RGB120

6．3设备无关的颜色空间121

6．3．1 CIE XYZ和CIELAB121

6．3．2 CIE XYZ和CIELU V121

6．3．3 CIE XYZ和RGB、BT．601、BT．709122

6．4电视系统颜色空间124

6．4．1电视系统的颜色空间124

6．4．2 European Y′U′V′125

6．4．3 American Y′I′Q′126

6．4．4 SMPTE-C RGB128

6．4．5 ITU-R BT．601 Y′CbCr130

6．4．6 ITU-R BT．709 Y′CbCr132

6．4．7 SMPTE-240M Y′PbPr135

6．4．8 Kodak PhotoYCC颜色空间136

练习与思考题138

参考文献和站点138

第7章 小波与小波变换139

7．1小波介绍139

7．1．1小波简史139

7．1．2小波概念140

7．1．3小波分析141

7．1．4小波定义146

7．2哈尔函数146

7．2．1哈尔基函数146

7．2．2哈尔小波函数148

7．2．3函数的规范化149

7．2．4哈尔基的结构150

7．3哈尔小波变换150

7．4规范化算法152

7．5二维哈尔小波变换153

7．5．1二维小波变换举例153

7．5．2二维小波变换方法160

练习与思考题161

参考文献和站点162

第8章 小波图像编码163

8．1从子带编码到小波编码163

8．1．1子带编码163

8．1．2多分辨率分析163

8．1．3滤波器组与多分辨率164

8．1．4子带编码与小波编码164

8．1．5小波分解图像方法165

8．2 PSNR失真度量法165

8．3 EZW编码166

8．3．1介绍166

8．3．2算法167

8．3．3算法举例170

8．4 SPIHT编码178

8．4．1介绍178

8．4．2渐进图像的传输179

8．4．3分集排序算法179

8．4．4类型和变量180

8．4．5算法181

8．4．6算法举例182

8．5 EBCOT编码简介185

8．5．1介绍185

8．5．2质量层的概念186

8．6 JPEG 2000简介186

8．6．1 JPEG 2000是什么186

8．6．2 JPEG 2000的基本结构187

8．6．3 JPEG 2000的主要功能188

8．6．4 JPEG 2000标准的文档188

练习与思考题189

参考文献和站点190

第9章 数字电视基础191

9．1模拟彩色电视制191

9．1．1电视与电视制191

9．1．2重现彩色图像的过程191

9．1．3彩色电视制192

9．1．4国际彩色电视标准193

9．2电视扫描和同步194

9．2．1电视的扫描方式194

9．2．2 PAL制的扫描特性195

9．2．3 NTSC制的扫描特性196

9．2．4 SECAM制的扫描特性196

9．3彩色电视信号的类型197

9．3．1复合电视信号197

9．3．2分量电视信号197

9．3．3 S-Video信号198

9．4电视图像数字化198

9．4．1数字化方法198

9．4．2 BT．601数字化标准199

9．4．3 CIF电视图像格式200

9．5图像子采样201

9．5．1图像子采样概要201

9．5．2 4∶4∶4 YCbCr格式202

9．5．3 4∶2∶2 YCbCr格式202

9．5．4 4∶1∶1 YCbCr格式202

9．5．5 4∶2∶0 YCbCr格式203

9．6数字电视203

9．6．1数字电视是什么203

9．6．2数字电视的原理204

9．6．3数字电视的标准205

9．7数字电视图像格式206

9．7．1数字电视图像格式简介206

9．7．2数字电视图像格式参数207

9．7．3 SDTV格式208

9．7．4 EDTV格式209

9．7．5 HDTV格式209

练习与思考题210

参考文献和站点210

第10章 MPEG概要212

10．1 MPEG简介212

10．1．1 MPEG是什么212

10．1．2 MPEG文档的创建过程213

10．1．3 MPEG标准的重要性214

10．2 MPEG-1数字电视标准215

10．2．1 MPEG-1是什么215

10．2．2 MPEG-1的系统模型215

10．2．3 MPEG-1标准的文档216

10．3 MPEG-2数字电视标准217

10．3．1 MPEG-2是什么217

10．3．2 MPEG-2的系统模型217

10．3．3 MPEG-2视像的类型与等级218

10．3．4 MPEG-2标准的文档222

10．4 MPEG-4视听对象编码223

10．4．1 MPEG-4是什么223

10．4．2 MPEG-4的系统模型223

10．4．3 MPEG-4标准的文档227

10．5 MPEG-7多媒体内容描述接口标准228

10．5．1 MPEG-7是什么228

10．5．2 MPEG-7标准化范围229

10．5．3 MPEG-7标准的文档230

10．6 MPEG-21多媒体框架标准231

10．6．1 MPEG-21是什么231

10．6．2 MPEG-21的结构232

10．6．3 MPEG-21标准的文档235

10．7 MPEG-A～MPEG-E235

10．7．1 MPEG-A多媒体应用格式236

10．7．2 MPEG-B系统技术237

10．7．3 MPEG-C视像技术237

10．7．4 MPEG-D声音技术238

10．7．5 MPEG-E多媒体中间件238

练习与思考题239

参考文献和站点239

第11章 MPEG声音240

11．1听觉系统的感知特性240

11．1．1对响度的感知240

11．1．2对音高的感知241

11．1．3掩蔽效应241

11．2感知声音编码244

11．2．1 MPEG声音的压缩依据244

11．2．2感知子带编码244

11．2．3杜比数字编码245

11．3 MPEG-1 Audio245

11．3．1声音编码246

11．3．2声音的性能246

11．3．3子带编码248

11．3．4多相滤波器组249

11．3．5编码层249

11．4 MPEG-2 Audio253

11．4．1 MPEG-2 Audio简介253

11．4．2 MPEG-2 Audio使用的环绕声254

11．4．3 MPEG-2 Audio的后向兼容结构254

11．5 MPEG-2 AAC255

11．5．1 MPEG-2 AAC是什么255

11．5．2 MPEG-2 AAC编解码器的结构256

11．5．3 MPEG-2 AAC的类型257

11．6 MPEG-4 Audio259

11．6．1 MPEG-4 Audio是什么259

11．6．2 MPEG-4 Audio工具与文档259

11．6．3 MPEG-4话音（speech）编码261

11．6．4 MPEG-4声音（audio）编码262

11．6．5 MPEG-4声音无损压缩（ALS）265

练习与思考题266

参考文献和站点266

第12章 MPEG视像269

12．1视像数据的冗余269

12．2视像数据的速率270

12．2．1 BT．601视像数据速率270

12．2．2 VCD视像的压缩比271

12．2．3 DVD视像的压缩比271

12．3 MPEG-1视像272

12．3．1视像数据的压缩算法272

12．3．2帧内图像I的压缩编码算法273

12．3．3预测图像P的压缩编码算法273

12．3．4双向预测图像B的压缩编码算法277

12．3．5帧图像的编排顺序277

12．3．6视像数据流的结构278

12．4 MPEG-2视像279

12．4．1视像编码器和解码器279

12．4．2视像数据位流的结构280

12．4．3视像质量可变编码280

12．5 MPEG-4 Visual视像285

12．5．1 MPEG-4 Visual简介285

12．5．2视像对象的编码与解码概要286

12．5．3可视对象的层次结构288

练习与思考题289

参考文献和站点289

第13章 MPEG-4 AVC／H．264视像291

13．1 MPEG-4 AVC／H．264的由来291

13．2提高编码效率的主要技术292

13．3视像数据的编码结构293

13．3．1分层处理的结构293

13．3．2视像数据的组织294

13．3．3三种类型的视像296

13．4编解码器的结构296

13．5帧内预测298

13．5．1 4×4亮度预测方式298

13．5．2 16×16亮度预测方式299

13．5．3 8×8色度预测方式300

13．6帧间预测300

13．6．1移动补偿块的大小300

13．6．2子像素移动矢量301

13．6．3移动矢量的预测301

13．7变换和量化302

13．7．1变换类型302

13．7．2 DCT和IDTC变换简化303

13．7．3正变换与量化304

13．7．4逆变换与逆量化307

13．7．5 4×4亮度DC残差系数的变换和量化309

13．7．6 2×2色度DC系数的变换和量化310

13．7．7变换与量化过程举例310

13．8熵编码312

13．8．1指数葛洛姆编码介绍313

13．8．2 CAVLC编码315

13．8．3 CABAC编码323

练习与思考题325

参考文献和站点325

第二部分 多媒体的存储329

第14章 光盘存储器329

14．1 CD329

14．1．1 CD工业史上的大事329

14．1．2 CD系列产品330

14．1．3 CD的结构330

14．1．4数据是怎样写入到CD上的331

14．1．5数据是怎样从CD读出的332

14．1．6激光唱盘标准摘要333

14．2 CD-Audio334

14．2．1采样频率和样本大小334

14．2．2声道数334

14．2．3声音数据的通道编码335

14．2．4 CD如何批量生产336

14．3 DVD337

14．3．1．DVD是什么337

14．3．2 DVD的规格337

14．3．3 DVD的存储容量是怎样提高的338

14．4 VCD与DVD播放机340

14．4．1 VCD简介340

14．4．2 VCD播放机的基本结构341

14．4．3 DVD播放机的基本结构342

14．5 HD DVD与BD343

14．5．1 HD DVD与BD是什么343

14．5．2 HD DVD与BD技术规范343

练习与思考题346

参考文献和站点347

第15章 光盘存储格式348

15．1 CD标准系列348

15．2激光唱盘标准——红皮书348

15．2．1 CD上的音乐节目是如何组织的349

15．2．2 CD-DA的通道：P-W350

15．2．3 CD -G是什么351

15．3 CD-ROM标准——黄皮书351

15．3．1 CD-ROM Mode 1351

15．3．2 CD-ROM Mode 2352

15．3．3混合方式352

15．4 CD-ROM／XA352

15．4．1 CD-ROM／XA Mode 2 Form 1353

15．4．2 CD-ROM／XA Mode 2 Form 2353

15．4．3 CD-ROM／XA中的声音354

15．5 CD-I标准——绿皮书354

15．5．1 CD-I格式354

15．5．2 CD-I Ready格式354

15．5．3 CD-Bridge355

15．6可录CD标准——橙皮书355

15．6．1橙皮书概要355

15．6．2橙皮书第一部分356

15．6．3橙皮书第二部分356

15．7 CD-ROM文件系统357

15．7．1 ISO 9660概要357

15．7．2 CD-ROM的逻辑结构359

15．7．3目录结构360

15．7．4路径表362

15．7．5卷结构364

15．8 VCD标准——白皮书366

15．8．1 VCD的组织367

15．8．2 VCD的文件目录结构368

15．8．3 MPEG-Audio／Video扇区的结构369

15．9通用磁盘格式（UDF）369

练习与思考题370

参考文献和站点370

第16章 错误检测和校正371

16．1 CRC错误检测原理与检测码371

16．1．1 CRC错误检测原理371

16．1．2 CD上的错误检测码372

16．2 RS编码和纠错算法373

16．2．1 GF（2m）域373

16．2．2 RS的编码算法374

16．2．3 RS码的纠错算法376

16．3 CIRC纠错技术376

16．3．1交插技术377

16．3．2交叉交插技术377

16．4 RSPC码378

练习与思考题382

参考文献和站点382

第三部分 多媒体的传输385

第17章 多媒体网络应用与服务质量385

17．1多媒体网络技术是什么385

17．1．1网络是什么385

17．1．2多媒体网络是什么386

17．1．3多媒体网络技术是什么386

17．2网上数据的交换方法387

17．2．1线路交换387

17．2．2数据包交换388

17．2．3消息的类型390

17．2．4关于packet switching的中文术语390

17．3流媒体的传输方法390

17．3．1流媒体与媒体流播390

17．3．2先下载后播放——用Web服务器实现392

17．3．3边流边播——用Web服务器实现393

17．3．4边流边播——用流媒体服务器实现393

17．3．5媒体播放器的主要功能394

17．4多媒体网络的典型应用394

17．4．1多媒体广播395

17．4．2 IP电话395

17．4．3 IP电视会议395

17．4．4 IP电视395

17．4．5 IP影视点播396

17．4．6 IP声音点播396

17．4．7 IP远程教育系统396

17．5多媒体服务质量（QoS）397

17．5．1服务质量的概念397

17．5．2服务质量的衡量397

17．5．3多媒体的服务质量399

17．5．4提高服务质量的技术400

17．5．5综合服务（IntServ）保障法401

17．5．6区分服务（DiffServ）保障法402

练习与思考题406

参考文献和站点406

第18章 因特网介绍408

18．1因特网是计算机网络408

18．1．1计算机网络的概念408

18．1．2计算机网络的结构409

18．1．3计算机连网的部件410

18．1．4计算机网络的类型412

18．1．5因特网是计算机网络414

18．2电话网络上的网络415

18．2．1电话网络415

18．2．2 ISDN网络416

18．2．3 DSL网络417

18．3因特网接入方法418

18．3．1通过电话网络接入419

18．3．2通过DSL网络接入422

18．3．3通过有线电视网络接入425

练习与思考题426

参考文献和站点426

第19章 TCP／IP协议套427

19．1因特网的参考模型427

19．1．1 ISO／OSI参考模型427

19．1．2因特网参考模型428

19．1．3面向连接服务与无连接服务430

19．1．4 TCP／IP的核心协议432

19．2因特网上的地址432

19．2．1电子邮件地址433

19．2．2网际协议（IPv4）地址433

19．2．3网际协议（IPv6）地址435

19．2．4 MAC地址437

19．2．5域名地址和域名系统438

19．2．6统一资源地址（URL）440

19．3应用层上的协议441

19．3．1应用层简介441

19．3．2超文本传输协议（HTTP）442

19．3．3部分常用协议介绍445

19．4传输层上的协议448

19．4．1传输层简介448

19．4．2端口和套接口的概念448

19．4．3 TCP协议450

19．4．4 UDP协议453

19．5网络层上的协议455

19．5．1网络层简介455

19．5．2网际协议（IPv4）455

19．5．3网际协议（IPv6）457

19．5．4相关的核心协议458

练习与思考题459

参考文献和站点459

第20章 多媒体的传输460

20．1多媒体应用协议套460

20．1．1多媒体应用协议套460

20．1．2多媒体应用相关协议摘要462

20．2实时传输和控制协议463

20．2．1实时传输协议（RTP）463

20．2．2实时控制协议（RTCP）466

20．3实时流播协议467

20．3．1 RTSP协议概要467

20．3．2 RTSP协议原理468

20．4资源保留协议469

20．4．1 RSVP协议概要469

20．4．2 RSVP协议原理470

20．4．3 RSVP文件471

20．5会话启动协议471

20．5．1 SIP概要471

20．5．2 SIP的请求和响应472

20．5．3 SIP服务器474

20．5．4 SIP的消息结构476

20．6会话描述和会话通告协议477

20．6．1会话描述协议（SDP）477

20．6．2会话通告协议（SAP）478

20．7多目标广播479

20．7．1多目标广播的概念479

20．7．2多目标广播地址482

20．7．3网际机组管理协议（IGMP）484

20．7．4多目标广播路径选择简介485

20．8下一代网络（NGN）技术489

练习与思考题490

参考文献和站点490

第四部分 多媒体内容处理语言495

第21章 HTML语言495

21．1 HTML文档495

21．1．1 HTML与网页495

21．1．2元素和标签的概念495

21．1．3 HTML文档什么样496

21．2 HTML标签和属性497

21．2．1基本标签497

21．2．2标签的属性503

21．3字符样式504

21．3．1物理样式和逻辑样式504

21．3．2字符实体505

21．4超链接507

21．4．1超链接的概念507

21．4．2文档的相对路径与绝对路径507

21．4．3使用URL508

21．4．4文档内部之间的链接509

21．4．5链接电子邮件程序510

21．4．6链接内联图像510

21．4．7用图像作超链接511

21．4．8用图像作网页的背景512

21．4．9链接外联图像512

21．4．10在文档中链接和嵌入声音文件513

21．4．11在文档中链接和嵌入影视文件514

21．5表格标签和属性515

练习与思考题518

参考文献和站点519

第22章 XML语言520

22．1 XML是什么语言520

22．2 XML文档的语言基础520

22．2．1 XML文档什么样520

22．2．2 XML文档元素521

22．2．3 XML文档结构525

22．2．4 XML文档语法526

22．2．5 XML文档类型528

22．2．6 XML文档的名称空间529

22．3 XML文档的显示方法531

22．3．1在浏览器中查看XML文档531

22．3．2使用CSS显示XML文档532

22．3．3使用JavaScript显示XML文档533

22．3．4使用数据岛显示XML文档535

22．4 XML文档的模式语言537

22．4．1 DTD——文档类型定义537

22．4．2 XML Schema——XML模式541

22．5 XML文档的样式语言550

22．5．1 XSL系列规范550

22．5．2 XPath路径语言552

22．5．3 XSLT转换语言557

22．5．4 XSL-F（）格式对象语言566

练习与思考题578

参考文献和站点579

附录 缩略语汇编580