《多媒体技术基础及应用》，关于多媒体基础知识的电子书

tvphone · 发表于 2005-10-29 21:58:00

多媒体技术基础及应用
第1章多媒体技术概要
　多媒体是融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体，使用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和电视图像(video)的。多媒体是超媒体系统中的一个子集，超媒体系统是使用超链接构成的全球信息系统，全球信息系统是因特网上使用TCP/IP协议和UDP/IP协议的应用系统。二维的多媒体网页使用HTML来编写，而三维的多媒体网页使用VRML来编写。在目前许多多媒体作品使用光盘存储器发行，在将来多媒体作品更多地使用网络来发行.
第2章数字声音及MIDI简介
　　声音是携带信息的极其重要的媒体，是多媒体技术研究中的一个重要内容。声音的种类繁多，如人的话音、乐器声、动物发出的声音、机器产生的声音以及自然界的雷声、风声、雨声、闪电声等。这些声音有许多共同的特性，也有它们各自的特性。在用计算机处理这些声音时，既要考虑它们的共性，又要利用它们的各自的特性。本章将介绍声音的基础知识，重点掌握声音数字化的两个最基本的概念。此外，还介绍在上网浏览或者脱机工作时你会经常遇到的声音文件存储格式和声音工具。
第3章话音编码
随着数字电话和数据通信容量日益增长的迫切要求，而又不希望明显降低传送话音信号的质量，除了提高通信带宽之外，对话音信号进行压缩是提高通信容量的重要措施。另一个可说明话音数据压缩的重要性的例子是，用户无法使用28.8 kb/s的调制解调器来接收因特网上的64 kb/s话音数据流，这是一种单声道、8位/样本、采样频率为8 kHz的话音数据流。ITU-TSS为此制定了并且继续制定一系列话音(speech)数据编译码标准。其中，G.711使用μ率和A率压缩算法，信号带宽为3.4 kHz，压缩后的数据率为64 kb/s；G.721使用ADPCM压缩算法，信号带宽为3.4 kHz，压缩后的数据率为32 kb/s；G.722使用ADPCM压缩算法，信号带宽为7 kHz，压缩后的数据率为64 kb/s。在这些标准基础还制定了许多话音数据压缩标准，例如G.723，G.723.1，G.728，G.729和G.729.A等。本章将重点介绍话音编码的基本思想，而详细计算则留给那些开发和具体设计编译码器软硬件的读者去研究，并可从本章所列的参考文献和站点中找到你满意的文献资料。
第5章彩色数字图像基础
图像是多媒体中携带信息的极其重要的媒体，有人发表过统计资料，认为人们获取的信息的70％来自视觉系统，实际就是图像和电视。但是，图像数字化之后的数据量非常大，在因特网上传输时很费时间，在盘上存储时很占“地盘”，因此就必须要对图像数据进行压缩。压缩的目的就是要满足存储容量和传输带宽的要求，而付出的代价是大量的计算。几十年来，许多科技工作者一直在孜孜不倦地寻找更有效的方法，用比较少的数据量表达原始的图像。
图像数据压缩主要根据下面两个基本事实来实现的。一个是图像数据中有许多重复的数据，使用数学方法来表示这些重复数据就可以减少数据量；另一个事实是人的眼睛对图像细节和颜色的辨认有一个极限，把超过极限的部分去掉，这也就达到压缩数据的目的。利用前一个事实的压缩技术就是无损压缩技术，利用后一个事实的压缩技术就是有损压缩技术。实际的图像压缩是综合使用各种有损和无损压缩技术来实现的。
为了了解人的视觉系统如何认识彩色、计算机系统中如何表示彩色图像从而更有效地减少数据量，本章将介绍表示数字彩色图像所需要的最基本的常识，以及目前使用得相当广泛的JPEG压缩标准。
第6章图像文件格式
本章从大量的图像文件格式中选择了三种常用的图像文件结构和一种正在推广的图像文件格式进行介绍，目的是为读者分析图像和编程提供一个概貌。BMP位图格式是Windows上画图软件(Paint)使用的格式，GIF和JFIF是因特网上几乎所有Web浏览器都支持的图像文件格式，使用GIF文件格式的动画软件也得到广泛使用。PNG是20世纪90年代中期开始开发的图像文件存储格式，其目的是企图替代GIF和TIFF文件格式。现在开发的几乎所有的图像处理软件都支持这些格式。学习本章内容时，重点是了解图像文件的组织和结构，为我们今后开发新的文件格式提供思路，因此只需要阅读每节开头的“简介”和“文件结构”即可，详细内容不必深究。若要编程，则需要仔细阅读本章内容以及本章后面提供的参考文献[1][2]。
第8章 MPEG简介
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MPEG标准一直是许多科研机构和大学的科研热点，也是工业界产品开发的热点。MPEG标准阐明了声音和电视图像的编码和解码过程，严格规定了声音和图像数据编码后组成比特数据流的句法，提供了解码器的测试方法等，但没有对所有内容都作严格规定，尤其是对压缩和解压缩的算法，这样既保证了解码器能对符合MPEG标准的声音数据和电视图像数据进行正确解码，又给MPEG标准的具体实现留有很大余地。人们可以不断改进编码和解码算法，提高声音和电视图像的质量以及编码效率。
本章介绍MPEG标准的概貌，为读者比较深入地了解MPEG提供最基本的背景材料。如果读者感兴趣可参考本章提供的参考文献[1]～[3]。
8.1 MPEG是什么
第9章 MPEG声音
与前面章节介绍的波形声音压缩编码(如ADPCM)和参数编码(如LPC)不同，MPEG-1和MPEG-2的声音数据压缩编码不是依据波形本身的相关性和模拟人的发音器官的特性，而是利用人的听觉系统的特性来达到压缩声音数据的目的，这种压缩编码称为感知声音编码(perceptual audio coding)。进入20世纪80年代之后，尤其最近几年，人类在利用自身的听觉系统的特性来压缩声音数据方面取得了很大的进展，先后制定了MPEG-1 Audio, MPEG-2 Audio和MPEG-2 AAC等标准。
本章涉及的许多具体算法已经超出本教材的要求。对于要求深入钻研的读者，请参考本章提供的参考文件或者浏览网址。
第10章 MPEG电视
MPEG-1和-2 Video标准有许多共同之处，基本概念类似，数据压缩编码方法基本相同，都采用以图像块作为基本单元进行变换、量化和移动补偿等技术来获得高压缩比。MPEG-4 Video部分采用内容基编码技术，它除与MPEG-1和-2 Video向后兼容外，还引入了电视图像对象(VO)的概念，在某些应用场合下，对场景中的图像分别进行编码可以获得很高的压缩比而服务质量也能满足要求。下面将简要介绍这些标准中压缩电视图像数据的基本方法。

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tvphone · 发表于 2005-10-29 22:17:00

第11章 只读光盘存储器
如何记录“0”和“1”，如何提高单位面积上的记录密度是计算机工业中的一个非常重要的技术研究和开发课题。在半个世纪中，科学家和工程技术人员开发了许多的记录技术，从电子管到半导体存储器，从磁记录到光记录都取得了辉煌的成就。光记录是20世纪70年代的重大发明，是80年代世界上的重大技术开发项目，是90年代得到广泛应用的技术。本章将从CD到DVD的发展过程中所采用的一些技术作一个介绍。
第12章光盘存储器的格式
CD格式包含逻辑格式和物理格式。逻辑格式实际上是文件格式的同义词，它规定如何把文件组织到光盘上以及指定文件在光盘上的物理位置，包括文件的目录结构、文件大小以及所需盘片数目等事项; 物理格式则规定数据如何放在光盘上，这些数据包括物理扇区的地址、数据的类型、数据块的大小、错误检测和校正码等。
CD格式详细记载在标准文件中，如图12-01所示。这些标准文件包括红皮书、黄皮书、ISO 9660、绿皮书、橙皮书和白皮书等，而且还在不断推出。CD的标准文件是用彩色封面包装的，所以又称为彩书标准。理解CD格式对于设计和使用CD产品都有很大帮助。
第13章 错误检测和校正
光盘、磁盘和磁带一类的数据记录媒体一样，由于盘的制作材料的性能、盘制造生产技术水平的限制、驱动器的性能以及使用不当等诸多原因，从盘上读出的数据不可能完全正确。据有关厂家的测试和统计，一片未使用过的只读光盘，某原始误码率约为3×10－4；沾有指纹的盘的误码率约为6×10－4；有伤痕的盘的误码率约为5×10－３。针对这种情况，激光盘存储器采用了功能强大的错误码检测和纠正措施。采用的具体对策归纳起来有三种：
(1) 错误检测：采用CRC(Cyclic Redundancy Code)检测读出数据是否有错。
(2) 错误校正码：采用里德－索洛蒙码(Reed－Solomon Code)，简称为RS码，进行纠错。RS码被认为是性能很好的纠错码。
(3) 交叉交插里德－索洛蒙码CIRC(Cross Interleaved Reed－Solomon Code), 这个码的含义可理解为在用RS编译码前后，对数据进行交插处理和交叉处理。
对这些码的理论分析和计算有许多专著作了详尽的深入论述，对不需要开发纠错技术的读者仅需要了解错误检测和校正的一些基本概念即可。
13.1 CRC错误检测原理
第14章 多媒体网络应用及交换技术
因特网上已经开发了很多应用，归纳起来大致可分成两类，一类是以文本为主的数据通信，包括文件传输、电子邮件、远程登录、网络新闻和Web等，另一类是以声音和电视图像为主的通信。通常把任何一种声音通信和图像通信的网络应用称为多媒体网络应用(multimedia networking application)。网络上的多媒体通信应用和数据通信应用有比较大的差别，多媒体应用要求在客户端播放声音和图像时要流畅，声音和图像要同步，因此对网络的时延和带宽要求很高。而数据通信应用则把可靠性放在第一位，对网络的时延和带宽的要求不那么苛刻。
多媒体网络技术(multimedia networking)是目前网络应用开发的最热门的技术之一。从本章开始到17章将围绕多媒体网络应用的话题来介绍，第14章介绍多媒体网络应用和信息交换技术的基本概念，第15章将介绍Internet与TCP/IP的基础知识，第16章将介绍网际多目标广播(IP Multicast)，第17章将介绍多媒体通信系统技术。
第15章 因特网与TCP/IP
因特网(Internet)是全世界使用TCP/IP协议堆和网关设备(gateway)组成的网络，TCP/IP实际上已成为因特网的代名词。为对多媒体网络应用有比较深入的理解，就需要了解因特网的基本术语、结构和协议。因特网上使用的协议非常多，本章只选择了最普通的几个协议作了简单介绍，这些协议是HTTP、UDP、TCP和IP。在介绍协议过程中自然要涉及到协议定义的各种内部结构，这是为了更好地理解协议的功能和执行这些协议的软件。
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tvphone · 发表于 2005-10-29 22:45:00

第16章 网际多目标广播简介
进入20世纪90年代之后，组合声音、电视和数据流的多媒体网络应用的开发和研究迅速增加，近年来也不断有产品投入市场，用户也渴望得到服务质量好、服务费用低的产品，像电视会议、协同工作、远程教学、可视电话等等的多媒体网络应用都是非常受欢迎的应用。这些应用都是实时的交互应用，而且即使采用了很好的压缩技术，传输多媒体数据所需要的带宽也是巨大的。在实现这些令人兴奋的应用中，正在开发的网际多目标广播(IP multicast)技术将会并且正在起着越来越重要的作用。使用这多目标广播技术不仅可以节省宝贵的网络资源(主要是带宽)和服务器资源，而且可以保证服务质量。
如同因特网上的其他应用技术一样，多目标广播的核心技术体现在各种各样的协议上。协议是技术的精华，是人类智慧的结晶。如果不带着问题去阅读协议是很枯燥的，但如果要了解多目标广播技术就要了解协议的思想，如果要开发产品就要深入研究协议的细节，如果没有协议可遵循就自己制定和提交新的协议，让大家使用你提出的协议。为此，编者从2500多个RFC文件中挑选了与多目标广播关系最密切的RFC文件，列在本章的“参考文献和站点”中供感兴趣的读者进一步研究。
 
第17章 多媒体通信系统技术
<v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path connecttype="rect" gradientshapeok="t" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata><w:wrap type="square"></w:wrap></v:shape>进入20世纪90年代以来，因特网对公众开放使人们使用电话线路的方式发生了明显的变化，这就是越来越多的人使用电话线路传输数据，而且增长的速度越来越快。公共网络正在将线路交换网络(circuit switched networks)和信息包交换网络(packet switched networks)紧密地融合在一起，这是当前的网络技术和信息工业的发展趋势。典型的线路交换网络是公众交换电话网络(PSTN)，它可提供高质量的声音通信，但没有存储信息资源的能力；典型的信息包交换网络是IP网络(包括因特网和内联网等)，它们存储有极其丰富的信息资源，但目前提供的声音通信质量还不如PSTN。至于电视图像的分辨率和质量，将由可利用的网络带宽来决定。
为了在这两种类型的网络上开发人们最喜欢和最自然的多媒体通信，国际电信联盟(ITU)制定了许多标准。其中，T.120, H.320, H.323和H.324标准组成了多媒体通信的核心技术标准。T.120是实时数据会议标准；H.320是综合业务数字网(ISDN)电视会议标准；H.323是局域网上的多媒体通信标准；H.324是公众交换电话网络上的多媒体通信标准。
本章主要介绍多媒体通信中的一些基本概念和两个最令人重视的标准：H.323和H.324。我们已经用PC机开发了一个采用H.324标准的可视电话模拟系统，深切感到在有国际标准或者有事实标准可用的情况下，要尽量采用国际标准，在没有标准可循的情况下要力争把科研成果变成标准。本章的侧重点是系统技术而不是单项技术。多媒体通信核心技术标准中用到的像声音、图像的核心算法已经在第2～10章中作了介绍，如果研究或者技术开发工作需要了解各种标准的细节，则建议阅读原文标准。
第18章 超文本标记链接语言(HTML)
HTML是组织多媒体文档的重要语言，它不仅用来编写Web网页，而且也越来越多地使用HTML来制作光盘上的多媒体节目。HTML可用来编排文档、创建列表、建立链接、插入声音和影视片断。目前市场上已有很多很好的HTML编辑器可以用来编写多媒体文档。虽然编写多媒体文档不一定要直接使用HTML语言，但为了更好地理解和使用HTML编辑器，添加一些你遇到的编辑器所不支持的功能，学习一些HTML的基础知识是相当必要的。
第19章 使用JavaScript
JavaScript是一种解释语言，使用它可以使你的网页制作得更加科学、生动和美观，人-机界面更加友好。本章将提供大量的程序实例介绍JavaScript的基本概念和应用，为读者进一步深入学习JavaScript和其他描述性语言打下基础。
除了19.10节和19.11节中的部分源程序，本章所示的程序都是在Netscape公司的Communicator 4.04浏览器和微软公司的Internet Explorer 3.0以上版本的浏览器上运行过的，如果使用Netscape公司和微软公司较低版本的浏览器时，有可能会出现异常.
 
 
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idinc · 发表于 2005-10-31 12:48:00

中文的还是英文的？

kkwd · 发表于 2005-11-9 09:43:00

还拆开来卖啊！

tanghuifeng · 发表于 2005-11-20 13:57:00

太黑，强烈要求降价

menglong994 · 发表于 2005-11-24 11:32:00

好啊好哈好啊好

weizhishu11 · 发表于 2005-11-25 12:36:00

tvphone已经是大富翁了，希望照顾一下新来者

shliu8833 · 发表于 2005-12-5 16:09:00

版主，能不能降低点门槛？？？可怜新人吧

jjyy · 发表于 2005-12-22 13:15:00

還拆開賣...太貴了...降點價吧...就算是日行一善, 幫助新人吧

bajie22 · 发表于 2006-7-28 13:21:00

抢钱啊

yjgtw · 发表于 2006-8-24 15:12:00

跟抢银行有啥区别

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