多媒體技術基礎

在第2版的基礎上，本版教材對部分章節的內容做了更新，增加了MPEG-4AVI/H.264和多媒體傳輸方面的內容。為保持多媒體技術基礎課程內容的完整性，《多媒體技術基礎》仍由四個部分組成：一是多媒體壓縮和編碼(第2～13章)，主要介紹聲音、圖像和數字電視媒體的基本知識、壓縮和編碼方法；二是多媒體存儲(第14～16章)，主要介紹CD、DVD、HD?-DVD和Blu-rayDisc存儲器的存儲原理和存儲格式；三是多媒體傳輸(第17～20章)，主要介紹多媒體網路應用、服務質量(QoS)、網際網路、TCP/IP協議和多媒體傳輸的基礎知識；四是多媒體內容處理語言(第21～22章)，主要介紹HTML和XML的基礎知識。每章附有練習和思考題以及參考文獻和站點。

第1章多媒體技術概要

1.1多媒體的概念

1.1.1多媒體是什麼

1.1.2超文本的概念

1.1.3超媒體的概念

1.1.4多媒體系統的結構

1.2多媒體數據壓縮與編碼

1.2.1為什麼要壓縮

1.2.2兩種類型的壓縮

1.2.3三種類型的編碼

1.2.4壓縮與編碼

1.3多媒體與光碟

1.4多媒體與網路

1.4.1網際網路是什麼

1.4.2萬維網是什麼

1.5多媒體國際標準

1.5.1國際電信聯盟（ITU）標準

1.5.2ISO/IEC標準

1.5.3網際網路技術標準

1.5.4萬維網協會（W3C）

1.6多媒體內容處理

1.6.1內容是什麼

1.6.2內容處理

1.6.3內容標記語言

1.6.4多媒體內容檢索

1.7邁向信息時代

練習與思考題

參考文獻和站點

第一部分多媒體壓縮和編碼

第2章數據無損壓縮

2.1數據冗餘

2.1.1冗餘的概念

2.1.2決策量

2.1.3信息量

2.1.4熵

2.1.5數據冗餘量

2.2統計編碼

2.2.1香農-范諾編碼

2.2.2霍夫曼編碼

2.2.3算術編碼

2.3RLE編碼

2.4詞典編碼

2.4.1詞典編碼的思想

2.4.2LZ77演演算法

2.4.3LZSS演演算法

2.4.4LZ78演演算法

2.4.5LZW演演算法

練習與思考題

參考文獻和站點

第3章數字聲音編碼

3.1聲音簡介

3.1.1聲音是什麼

3.1.2聲音的頻率範圍

3.2聲音信號數字化

3.2.1從模擬過渡到數字

3.2.2模擬信號與數字信號

3.2.3聲音信號數字化

3.2.4聲音質量與數據率

3.3聲音質量的MOS評分標準

3.4脈衝編碼調製（PCM）

3.4.1PCM的概念

3.4.2均勻量化

3.4.3非均勻量化

3.5PCM在通信中的應用

3.5.1頻分多路復用

3.5.2時分多路復用

3.5.3數字通信線路的數據傳輸率

3.6增量調製與自適應增量調製

3.6.1增量調製（DM）

3.6.2自適應增量調製（ADM）

3.7自適應差分脈衝編碼調製

3.7.1自適應脈衝編碼調製（APCM）的概念

3.7.2差分脈衝編碼調製（DPCM）的概念

3.7.3自適應差分脈衝編碼調製（ADPCM）

3.7.4G.726ADPCM編解碼器

3.8G.722SB-ADPCM編解碼器

3.8.1子帶編碼（SBC）

3.8.2子帶-自適應差分脈衝編碼調製（SB-ADPCM）

3.9線性預測編碼（LPC）的概念

3.10GSM聲音簡介

3.11話音編碼標準摘要

3.11.1編碼演演算法的性能

3.11.2話音編碼標準

練習與思考題

參考文獻和站點

第4章彩色數字圖像基礎

4.1視覺系統對顏色的感知

4.2圖像的顏色模型

4.2.1顯示彩色圖像用RGB相加混色模型

4.2.2列印彩色圖像用CMY相減混色模型

4.3圖像的三個基本屬性

4.3.1圖像解析度

4.3.2像素深度與阿爾法（α）通道

4.3.3真彩色、偽彩色與直接色

4.4圖像的種類

4.4.1矢量圖與點陣圖

4.4.2灰度圖與彩色圖

4.5伽馬（?γ?）校正

4.5.1?γ?的概念

4.5.2?γ?校正

4.6JPEG壓縮編碼

4.6.1JPEG演演算法概要

4.6.2JPEG演演算法的主要計算步驟

4.6.3JPEG壓縮和編碼舉例

4.7圖像文件格式

4.7.1BMP文件格式

4.7.2GIF文件格式

4.7.3JPEG格式

4.7.4PNG格式

練習與思考題

參考文獻和站點

第5章顏色的度量體系

5.1顏色科學簡史

5.2描述顏色的幾個術語

5.2.1什麼是顏色

5.2.2色調

5.2.3飽和度

5.2.4亮度

5.2.5顏色空間

5.3顏色的度量體系概要

5.4Munsell顏色系統

5.5Ostwald顏色系統

5.6CIE顏色系統

5.6.1顏色科學史上的兩次重要會議

5.6.2CIE1931RGB

5.6.3CIE1931XYZ

5.6.4CIE1931xyY

5.6.5CIE1960YUV和CIEYU′V′

5.6.6CIE1976LUV

5.6.7CIE1976LAB

5.6.8CIELUVLCh和CIELABLCh

練習與思考題

參考文獻和站點

第6章顏色空間變換

6.1該用什麼顏色空間

6.1.1顏色空間的分類問題

6.1.2顏色空間的變換問題

6.1.3顏色空間的選擇

6.2計算機圖形顏色空間

6.2.1RGB、CMY和CMYK

6.2.2HSV和RGB

6.2.3HSL/HSB和RGB

6.2.4HSI和RGB

6.3設備無關的顏色空間

6.3.1CIEXYZ和CIELAB

6.3.2CIEXYZ和CIELUV

6.3.3CIEXYZ和RGB、BT.601、BT.

6.4電視系統顏色空間

6.4.1電視系統的顏色空間

6.4.2EuropeanY′U′V′

6.4.3AmericanY′I′Q′

6.4.4SMPTE-CRGB

6.4.5ITU-RBT.601Y′CbCr

6.4.6ITU-RBT.709Y′CbCr

6.4.7SMPTE-240MY′PbPr

6.4.8KodakPhotoYCC顏色空間

練習與思考題

參考文獻和站點

第7章小波與小波變換

7.1小波介紹

7.1.1小波簡史

7.1.2小波概念

7.1.3小波分析

7.1.4小波定義

7.2哈爾函數

7.2.1哈爾基函數

7.2.2哈爾小波函數

7.2.3函數的規範化

7.2.4哈爾基的結構

7.3哈爾小波變換

7.4規範化演演算法

7.5二維哈爾小波變換

7.5.1二維小波變換舉例

7.5.2二維小波變換方法

練習與思考題

參考文獻和站點

第8章小波圖像編碼

8.1從子帶編碼到小波編碼

8.1.1子帶編碼

8.1.2多解析度分析

8.1.3濾波器組與多解析度

8.1.4子帶編碼與小波編碼

8.1.5小波分解圖像方法

8.2PSNR失真度量法

8.3EZW編碼

8.3.1介紹

8.3.2演演算法

8.3.3演演算法舉例

8.4SPIHT編碼

8.4.1介紹

8.4.2漸進圖像的傳輸

8.4.3分集排序演演算法

8.4.4類型和變數

8.4.5演演算法

8.4.6演演算法舉例

8.5EBCOT編碼簡介

8.5.1介紹

8.5.2質量層的概念

8.6JPEG2000簡介

8.6.1JPEG2000是什麼

8.6.2JPEG2000的基本結構

8.6.3JPEG2000的主要功能

8.6.4JPEG2000標準的文檔

練習與思考題

參考文獻和站點

第9章數字電視基礎

9.1模擬彩色電視制

9.1.1電視與電視制

9.1.2重現彩色圖像的過程

9.1.3彩色電視制

9.1.4國際彩色電視標準

9.2電視掃描和同步

9.2.1電視的掃描方式

9.2.2PAL制的掃描特性

9.2.3NTSC制的掃描特性

9.2.4SECAM制的掃描特性

9.3彩色電視信號的類型

9.3.1複合電視信號

9.3.2分量電視信號

9.3.3S-Video信號

9.4電視圖像數字化

9.4.1數字化方法

9.4.2BT.601數字化標準

9.4.3CIF電視圖像格式

9.5圖像子採樣

9.5.1圖像子採樣概要

9.5.24∶4∶4YCbCr格式

9.5.34∶2∶2YCbCr格式

9.5.44∶1∶1YCbCr格式

9.5.54∶2∶0YCbCr格式

9.6數字電視

9.6.1數字電視是什麼

9.6.2數字電視的原理

9.6.3數字電視的標準

9.7數字電視圖像格式

9.7.1數字電視圖像格式簡介

9.7.2數字電視圖像格式參數

9.7.3SDTV格式

9.7.4EDTV格式

9.7.5HDTV格式

練習與思考題

參考文獻和站點

第10章MPEG概要

10.1MPEG簡介

10.1.1MPEG是什麼

10.1.2MPEG文檔的創建過程

10.1.3MPEG標準的重要性

10.2MPEG-1數字電視標準

10.2.1MPEG-1是什麼

10.2.2MPEG-1的系統模型

10.2.3MPEG-1標準的文檔

10.3MPEG-2數字電視標準

10.3.1MPEG-2是什麼

10.3.2MPEG-2的系統模型

10.3.3MPEG-2視像的類型與等級

10.3.4MPEG-2標準的文檔

10.4MPEG-4視聽對象編碼

10.4.1MPEG-4是什麼

10.4.2MPEG-4的系統模型

10.4.3MPEG-4標準的文檔

10.5MPEG-7多媒體內容描述介面標準

10.5.1MPEG-7是什麼

10.5.2MPEG-7標準化範圍

10.5.3MPEG-7標準的文檔

10.6MPEG-21多媒體框架標準

10.6.1MPEG-21是什麼

10.6.2MPEG-21的結構

10.6.3MPEG-21標準的文檔

10.7MPEG-A～MPEG-E

10.7.1MPEG-A多媒體應用格式

10.7.2MPEG-B系統技術

10.7.3MPEG-C視像技術

10.7.4MPEG-D聲音技術

10.7.5MPEG-E多媒體中間件

練習與思考題

參考文獻和站點

第11章MPEG聲音

11.1聽覺系統的感知特性

11.1.1對響度的感知

11.1.2對音高的感知

11.1.3掩蔽效應

11.2感知聲音編碼

11.2.1MPEG聲音的壓縮依據

11.2.2感知子帶編碼

11.2.3杜比數字編碼

11.3MPEG-1Audio

11.3.1聲音編碼

11.3.2聲音的性能

11.3.3子帶編碼

11.3.4多相濾波器組

11.3.5編碼層

11.4MPEG-2Audio

11.4.1MPEG-2Audio簡介

11.4.2MPEG-2Audio使用的環繞聲

11.4.3MPEG-2Audio的後向兼容結構

11.5MPEG-2AAC

11.5.1MPEG-2AAC是什麼

11.5.2MPEG-2AAC編解碼器的結構

11.5.3MPEG-2AAC的類型

11.6MPEG-4Audio

11.6.1MPEG-4Audio是什麼

11.6.2MPEG-4Audio工具與文檔

11.6.3MPEG-4話音（speech）編碼

11.6.4MPEG-4聲音（audio）編碼

11.6.5MPEG-4聲音無損壓縮（ALS）

練習與思考題

參考文獻和站點

第12章MPEG視像

12.1視像數據的冗餘

12.2視像數據的速率

12.2.1BT.601視像數據速率

12.2.2VCD視像的壓縮比

12.2.3DVD視像的壓縮比

12.3MPEG-1視像

12.3.1視像數據的壓縮演演算法

12.3.2幀內圖像I的壓縮編碼演演算法

12.3.3預測圖像P的壓縮編碼演演算法

12.3.4雙向預測圖像B的壓縮編碼演演算法

12.3.5幀圖像的編排順序

12.3.6視像數據流的結構

12.4MPEG-2視像

12.4.1視像編碼器和解碼器

12.4.2視像數據位流的結構

12.4.3視像質量可變編碼

12.5MPEG-4Visual視像

12.5.1MPEG-4Visual簡介

12.5.2視像對象的編碼與解碼概要

12.5.3可視對象的層次結構

練習與思考題

參考文獻和站點

第13章MPEG-4AVC/H.264視像

13.1MPEG-4AVC/H.264的由來

13.2提高編碼效率的主要技術

13.3視像數據的編碼結構

13.3.1分層處理的結構

13.3.2視像數據的組織

13.3.3三種類型的視像

13.4編解碼器的結構

13.5幀內預測

13.5.14×4亮度預測方式

13.5.216×16亮度預測方式

13.5.38×8色度預測方式

13.6幀間預測

13.6.1移動補償塊的大小

13.6.2子像素移動矢量

13.6.3移動矢量的預測

13.7變換和量化

13.7.1變換類型

13.7.2DCT和IDTC變換簡化

13.7.3正變換與量化

13.7.4逆變換與逆量化

13.7.54×4亮度DC殘差係數的變換和量化

13.7.62×2色度DC係數的變換和量化

13.7.7變換與量化過程舉例

13.8熵編碼

13.8.1指數葛洛姆編碼介紹

13.8.2CAVLC編碼

13.8.3CABAC編碼

練習與思考題

參考文獻和站點

第二部分多媒體的存儲

第14章光碟存儲器

14.1CD

14.1.1CD工業史上的大事

14.1.2CD系列產品

14.1.3CD的結構

14.1.4數據是怎樣寫入到CD上的

14.1.5數據是怎樣從CD讀出的

14.1.6激光唱盤標準摘要

14.2CD?-Audio

14.2.1採樣頻率和樣本大小

14.2.2聲道數

14.2.3聲音數據的通道編碼

14.2.4CD如何批量生產

14.3DVD

14.3.1DVD是什麼

14.3.2DVD的規格

14.3.3DVD的存儲容量是怎樣提高的

14.4VCD與DVD播放機

14.4.1VCD簡介

14.4.2VCD播放機的基本結構

14.4.3DVD播放機的基本結構

14.5HDDVD與BD

14.5.1HDDVD與BD是什麼

14.5.2HDDVD與BD技術規範

練習與思考題

參考文獻和站點

第15章光碟存儲格式

15.1CD標準系列

15.2激光唱盤標準——紅皮書

15.2.1CD上的音樂節目是如何組織的

15.2.2CD?-DA的通道：P-W

15.2.3CD?-G是什麼

15.3CD?-ROM標準——黃皮書

15.3.1CD?-ROMMode

15.3.2CD?-ROMMode

15.3.3混合方式

15.4CD?-ROM/XA

15.4.1CD?-ROM/XAMode2Form

15.4.2CD?-ROM/XAMode2Form

15.4.3CD?-ROM/XA中的聲音

15.5CD?-I標準——綠皮書

15.5.1CD?-I格式

15.5.2CD?-IReady格式

15.5.3CD?-Bridge

15.6可錄CD標準——橙皮書

15.6.1橙皮書概要

15.6.2橙皮書第一部分

15.6.3橙皮書第二部分

15.7CD?-ROM文件系統

15.7.1ISO9660概要

15.7.2CD?-ROM的邏輯結構

15.7.3目錄結構

15.7.4路徑表

15.7.5卷結構

15.8VCD標準——白皮書

15.8.1VCD的組織

15.8.2VCD的文件目錄結構

15.8.3MPEG-Audio/Video扇區的結構

15.9通用磁碟格式（UDF）

練習與思考題

參考文獻和站點

第16章錯誤檢測和校正

16.1CRC錯誤檢測原理與檢測碼

16.1.1CRC錯誤檢測原理

16.1.2CD上的錯誤檢測碼

16.2RS編碼和糾錯演演算法

16.2.1GF（2??m?）域

16.2.2RS的編碼演演算法

16.2.3RS碼的糾錯演演算法

16.3CIRC糾錯技術

16.3.1交插技術

16.3.2交叉交插技術

16.4RSPC碼

練習與思考題

參考文獻和站點

第三部分多媒體的傳輸

第17章多媒體網路應用與服務質量

17.1多媒體網路技術是什麼

17.1.1網路是什麼

17.1.2多媒體網路是什麼

17.1.3多媒體網路技術是什麼

17.2網上數據的交換方法

17.2.1線路交換

17.2.2數據包交換

17.2.3消息的類型

17.2.4關於packetswitching的中文術語

17.3流媒體的傳輸方法

17.3.1流媒體與媒體流播

17.3.2先下載后播放——用Web伺服器實現

17.3.3邊流邊播——用Web伺服器實現

17.3.4邊流邊播——用流媒體伺服器實現

17.3.5媒體播放器的主要功能

17.4多媒體網路的典型應用

17.4.1多媒體廣播

17.4.2IP電話

17.4.3IP電視會議

17.4.4IP電視

17.4.5IP影視點播

17.4.6IP聲音點播

17.4.7IP遠程教育系統

17.5多媒體服務質量（QoS）

17.5.1服務質量的概念

17.5.2服務質量的衡量

17.5.3多媒體的服務質量

17.5.4提高服務質量的技術

17.5.5綜合服務（IntServ）保障法

17.5.6區分服務（DiffServ）保障法

練習與思考題

參考文獻和站點

第18章網際網路介紹

18.1網際網路是計算機網路

18.1.1計算機網路的概念

18.1.2計算機網路的結構

18.1.3計算機連網的部件

18.1.4計算機網路的類型

18.1.5網際網路是計算機網路

18.2電話網路上的網路

18.2.1電話網路

18.2.2ISDN網路

18.2.3DSL網路

18.3網際網路接入方法

18.3.1通過電話網路接入

18.3.2通過DSL網路接入

18.3.3通過有線電視網路接入

練習與思考題

參考文獻和站點

第19章TCP/?IP協議套

19.1網際網路的參考模型

19.1.1ISO/OSI參考模型

19.1.2網際網路參考模型

19.1.3面向連接服務與無連接服務

19.1.4TCP/IP的核心協議

19.2網際網路上的地址

19.2.1電子郵件地址

19.2.2網際協議（IPv4）地址

19.2.3網際協議（IPv6）地址

19.2.4MAC地址

19.2.5域名地址和域名系統

19.2.6統一資源地址（URL）

19.3應用層上的協議

19.3.1應用層簡介

19.3.2超文本傳輸協議（HTTP）

19.3.3部分常用協議介紹

19.4傳輸層上的協議

19.4.1傳輸層簡介

19.4.2埠和套介面的概念

19.4.3TCP協議

19.4.4UDP協議

19.5網路層上的協議

19.5.1網路層簡介

19.5.2網際協議（IPv4）

19.5.3網際協議（IPv6）

19.5.4相關的核心協議

練習與思考題

參考文獻和站點

第20章多媒體的傳輸

20.1多媒體應用協議套

20.1.1多媒體應用協議套

20.1.2多媒體應用相關協議摘要

20.2實時傳輸和控制協議

20.2.1實時傳輸協議（RTP）

20.2.2實時控制協議（RTCP）

20.3實時流播協議

20.3.1RTSP協議概要

20.3.2RTSP協議原理

20.4資源保留協議

20.4.1RSVP協議概要

20.4.2RSVP協議原理

20.4.3RSVP文件

20.5會話啟動協議

20.5.1SIP概要

20.5.2SIP的請求和響應

20.5.3SIP伺服器

20.5.4SIP的消息結構

20.6會話描述和會話通告協議

20.6.1會話描述協議（SDP）

20.6.2會話通告協議（SAP）

20.7多目標廣播

20.7.1多目標廣播的概念

20.7.2多目標廣播地址

20.7.3網際機組管理協議（IGMP）

20.7.4多目標廣播路徑選擇簡介

20.8下一代網路（NGN）技術

練習與思考題

參考文獻和站點

第四部分多媒體內容處理語言

第21章HTML語言

21.1HTML文檔

21.1.1HTML與網頁

21.1.2元素和標籤的概念

21.1.3HTML文檔什麼樣

21.2HTML標籤和屬性

21.2.1基本標籤

21.2.2標籤的屬性

21.3字元樣式

21.3.1物理樣式和邏輯樣式

21.3.2字元實體

21.4超鏈接

21.4.1超鏈接的概念

21.4.2文檔的相對路徑與絕對路徑

21.4.3使用URL

21.4.4文檔內部之間的鏈接

21.4.5鏈接電子郵件程序

21.4.6鏈接內聯圖像

21.4.7用圖像作超鏈接

21.4.8用圖像作網頁的背景

21.4.9鏈接外聯圖像

21.4.10在文檔中鏈接和嵌入聲音文件

21.4.11在文檔中鏈接和嵌入影視文件

21.5表格標籤和屬性

練習與思考題

參考文獻和站點

第22章XML語言

22.1XML是什麼語言

22.2XML文檔的語言基礎

22.2.1XML文檔什麼樣

22.2.2XML文檔元素

22.2.3XML文檔結構

22.2.4XML文檔語法

22.2.5XML文檔類型

22.2.6XML文檔的名稱空間

22.3XML文檔的顯示方法

22.3.1在瀏覽器中查看XML文檔

22.3.2使用CSS顯示XML文檔

22.3.3使用JavaScript顯示XML文檔

22.3.4使用數據島顯示XML文檔

22.4XML文檔的模式語言

22.4.1DTD——文檔類型定義

22.4.2XMLSchema——XML模式

22.5XML文檔的樣式語言

22.5.1XSL系列規範

22.5.2XPath路徑語言

22.5.3XSLT轉換語言

22.5.4XSL-FO格式對象語言

練習與思考題

參考文獻和站點

附錄縮略語彙編

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清華大學計算機系列教材

這套教材已伴隨著計算機科學與技術的飛速發展茁壯成長了二十餘年，獲得了國家科學技術進步獎、國家級優秀教材特等獎等29項部級以上獎勵，被幾百所高校選作教材，教學效果非常好。現經修訂和增加新品種、新內容，基本涵蓋了本科生和碩士研究生的主要課程。這套系列教材體系完整、結構嚴謹。理論結合實際、注重素質培養。

《多媒體技術基礎(第3版)》特點：

原理清楚解釋準確深入淺出選材實用內容豐富。

林福宗，清華大學計算機科學與技術系教授，1970年畢業於清華大學自動控制系。從1989年開始對多媒體產生興趣，其後一直從事多媒體技術基礎的教學與應用研究，出版圖書9本，包括《英漢多媒體技術辭典》、《多媒體技術基礎》和《多媒體與CD-ROM》，在國內外學術期刊和會議上發表文章70多篇。