多媒體技術基礎（第2版）(2002年清華大學出版社出版的教材)

成書過程

該教材在第1版的基礎上，參考了美國、加拿大和歐洲等大學有關多媒體課程的教學大綱之後擬定，刪改了部分章節，增加了小波變換、顏色科學、XML和HTML方面的內容，具體改動如下：

1.第2版教材保留了第1版教材中的大部分內容，刪除了第1版教材中的第6章“圖像檔案格式”的大部分內容和第19章“使用JavaScript”，但它們的電子版將繼續留在教學站點上。第2版教材增加了6章，三個方面的內容。

2.顏色科學方面的兩章：顏色的度量體系和顏色空間變換。顏色科學基礎對理解和開發多媒體技術有很大幫助。例如，理解和開發圖形、圖像和電視技術都需要有比較系統和深入的顏色科學基礎。在基於圖像內容檢索方面，顏色是一個非常重要的特徵。

3.小波技術方面的兩章：小波與小波變換和小波圖像編碼。小波分析是20世紀末才發展起來並迅速套用到圖像處理和語音分析等眾多領域的一種數學工具，是繼傅立葉（Joseph Fourier）分析之後的又一個重大突破，無論是對古老的自然學科還是對高新技術套用學科都產生了強烈衝擊。

4.Web語言方面的兩章：可擴展標記語言（XML）和可擴展超文本標記語言（XHTML）。XML是全球資訊網協會（W3C）推薦的一個開放標準，是構造Web上的文檔和數據的通用格式，它有著越來越廣泛的套用前景。XHTML是用XML重寫的HTML版本，是新一代的Web標準。這些標準將為日益增長的多媒體網路套用、多媒體移動通信和多媒體電子出版業等產生深遠的影響。

2002年9月1日，《多媒體技術基礎（第2版）》由清華大學出版社出版發行。

內容簡介

該教材由4個部分組成：①多媒體的表示和計算（第2～13章），主要介紹聲音、圖像和數位電視媒體的基本知識和編碼方法。②多媒體的存儲（第14～16章），主要介紹CD和DVD存儲器的存儲原理和多媒體在存儲器中的存放格式。③多媒體網路套用（第17～20章），主要介紹多媒體網路套用的特點、網際網路、多目標廣播和多媒體通信系統的基礎知識。④多媒體內容編輯語言（第21～23章），主要介紹超文本標記語言（HTML）、可擴展標記語言（XML）和可擴展超文本標記語言的基礎知識。每章後面附有“思考和練習題”，第2章～第23章後面還附有“參考文獻和站點”。

教材目錄

第一部分多媒體的表示和計算

第1章多媒體技術概要1

1.1多媒體是互動式信息傳播媒體1

1.2多媒體涉及的幾個概念2

1.2.1超文本的概念2

1.2.2超媒體的概念3

1.2.3標準通用標記語言(SGML)3

1.2.4超文本標記語言(HTML)5

1.2.5虛擬現實造型語言(VRML)5

1.3多媒體與網路6

1.4多媒體與光碟存儲器6

1.5多媒體的技術研究與套用開發7

練習與思考題7

第2章數字聲音及MIDI簡介8

2.1聲音與聽覺器官8

2.2聲音信號數位化9

2.2.1從模擬過渡到數字9

2.2.2模擬信號與數位訊號9

2.2.3聲音信號數位化9

2.2.4採樣頻率10

2.2.5採樣精度10

2.2.6聲音質量與數據率11

2.3聲音檔案的存儲格式11

2.4聲音工具12

2.5聲音質量的度量14

2.6電子樂器數字接口(MIDI)系統14

2.6.1MIDI簡介14

2.6.2頻率調製(FM)合成聲音15

2.6.3樂音樣本合成聲音16

2.6.4MIDI系統16

2.6.5MIDI訊息19

2.6.6MIDI音序器和標準MIDI檔案20

2.6.7合成器的多音調和多音色20

2.6.8通用MIDI(GM)21

練習與思考題21

參考文獻和站點22

第3章話音編碼23

3.1話音編碼概要23

3.1.1話音波形的特性23

3.1.2三種話音編解碼器25

3.2脈衝編碼調製(PCM)29

3.2.1PCM的概念29

3.2.2均勻量化30

3.2.3非均勻量化31

3.2.4μ律壓擴31

3.2.5A律壓擴31

3.3PCM在通信中的套用32

3.4增量調製與自適應增量調製33

3.4.1增量調製(DM)34

3.4.2自適應增量調製(ADM)35

3.5自適應差分脈衝編碼調製35

3.5.1自適應脈衝編碼調製(APCM)的概念35

3.5.2差分脈衝編碼調製(DPCM)的概念36

3.5.3自適應差分脈衝編碼調製(ADPCM)36

3.5.4G.721 ADPCM編解碼器37

3.6G.722 SBADPCM編解碼器38

3.6.1子帶編碼(SBC)38

3.6.2子帶自適應差分脈衝編碼調製(SBADPCM)40

3.7線性預測編碼(LPC)的概念41

3.8GSM編解碼器簡介42

練習與思考題43

參考文獻和站點43

第4章無損數據壓縮45

4.1香農范諾與霍夫曼編碼45

4.1.1香農范諾編碼45

4.1.2霍夫曼編碼46

4.2算術編碼47

4.3RLE編碼51

4.4詞典編碼52

4.4.1詞典編碼的思想52

4.4.2LZ77算法53

4.4.3LZSS算法54

4.4.4LZ78算法55

4.4.5LZW算法57

練習與思考題61

參考文獻和站點62

第5章彩色數字圖像基礎63

5.1視覺系統對顏色的感知63

5.2圖像的顏色模型64

5.2.1顯示彩色圖像用RGB相加混色模型64

5.2.2列印彩色圖像用CMY相減混色模型66

5.3圖像的三個基本屬性67

5.3.1解析度67

5.3.2像素深度68

5.3.3真彩色、偽彩色與直接色68

5.4圖像的種類70

5.4.1矢量圖與點點陣圖70

5.4.2灰度圖與彩色圖70

5.5γ（伽馬）校正71

5.5.1γ的概念71

5.5.2γ校正72

5.6JPEG壓縮編碼73

5.6.1JPEG算法概要73

5.6.2JPEG算法的主要計算步驟74

5.6.3套用JPEG算法舉例77

5.7圖像檔案格式79

5.7.1BMP檔案格式79

5.7.2GIF檔案格式80

5.7.3JPEG格式81

5.7.4PNG格式82

5.8圖像檔案後綴一覽表84

練習與思考題86

參考文獻和站點87

第6章顏色的度量體系88

6.1顏色科學簡史88

6.2描述顏色的幾個術語89

6.2.1什麼是顏色89

6.2.2色調90

6.2.3飽和度90

6.2.4亮度91

6.2.5顏色空間92

6.3顏色的度量體系93

6.4Munsell顏色系統94

6.5Ostwald顏色系統95

6.6CIE顏色系統95

6.6.1顏色科學史上的兩次重要會議95

6.6.2CIE 1931 RGB96

6.6.3CIE 1931 XYZ98

6.6.4CIE 1931 xyY100

6.6.5CIE 1960 YUV和CIE YU′V′104

6.6.6CIE 1976 LUV104

6.6.7CIE 1976 LAB106

6.6.8CIELUV LCh和CIELAB LCh108

練習與思考題108

參考文獻和站點109

第7章顏色空間變換110

7.1該用什麼顏色空間110

7.1.1顏色空間的分類問題110

7.1.2顏色空間的變換問題111

7.1.3什麼顏色空間適合我111

7.2計算機圖形顏色空間114

7.2.1RGB，CMY和CMYK114

7.2.2HSV和RGB115

7.2.3HSL/HSB和RGB118

7.2.4HSI和RGB119

7.3設備無關的顏色空間120

7.3.1CIE XYZ和CIELAB120

7.3.2CIE XYZ和CIELUV121

7.3.3CIE XYZ和RGB，BT.601, BT.709122

7.4電視系統顏色空間124

7.4.1電視系統的顏色空間124

7.4.2European Y′U′V′125

7.4.3American Y′I′Q′127

7.4.4SMPTE\|C RGB129

7.4.5ITU\|R BT.601 Y′CbCr130

7.4.6ITU\|R BT.709 Y′CbCr133

7.4.7SMPTE\|240M Y′PbPr136

7.4.8Kodak PhotoYCC顏色空間137

練習與思考題139

參考文獻和站點139

第8章小波與小波變換140

8.1小波介紹140

8.1.1小波簡史140

8.1.2小波概念141

8.1.3小波分析142

8.1.4小波定義148

8.2哈爾函式148

8.2.1哈爾基函式148

8.2.2哈爾小波函式150

8.2.3函式的規範化151

8.2.4哈爾基的結構152

8.3哈爾小波變換152

8.4規範化算法154

8.5二維哈爾小波變換156

8.5.1二維小波變換舉例156

8.5.2二維小波變換方法163

練習與思考題165

參考文獻和站點165

第9章小波圖像編碼166

9.1從子帶編碼到小波編碼166

9.1.1子帶編碼166

9.1.2多解析度分析166

9.1.3濾波器組與多解析度167

9.1.4從子帶編碼到小波編碼167

9.1.5小波分解圖像方法168

9.2失真的度量方法168

9.3EZW編碼169

9.3.1介紹169

9.3.2算法170

9.3.3算法舉例173

9.4SPIHT編碼182

9.4.1介紹182

9.4.2漸進圖像的傳輸182

9.4.3分集排序算法183

9.4.4類型和變數184

9.4.5算法185

9.4.6算法舉例186

9.5EBCOT編碼簡介189

9.5.1介紹189

9.5.2質量層的概念190

9.5.3位速率失真最佳190

9.6JPEG 2000簡介191

9.6.1JPEG 2000是什麼191

9.6.2JPEG 2000的基本結構191

9.6.3JPEG 2000的主要功能192

練習與思考題193

參考文獻和站點193

第10章彩色數位電視基礎195

10.1彩色電視制式195

10.1.1簡介195

10.1.2電視掃描和同步196

10.1.3彩色電視198

10.2彩色電視信號的類型199

10.2.1複合電視信號199

10.2.2分量電視信號199

10.2.3S\|Video信號200

10.3電視圖像數位化201

10.3.1數位化的方法201

10.3.2數位化標準201

10.4圖像子採樣204

10.4.1圖像子採樣概要204

10.4.24∶4∶4 YCbCr格式204

10.4.34∶2∶2 YCbCr格式205

10.4.44∶1∶1 YCbCr格式205

10.4.54∶2∶0 YCbCr格式206

練習與思考題206

參考文獻和站點207

第11章MPEG簡介208

11.1MPEG是什麼208

11.1.1MPEG概述208

11.1.2MPEG檔案的創建過程208

11.2MPEG1數位電視標準209

11.3MPEG2數位電視標準210

11.4MPEG4多媒體套用標準213

11.5MPEG7多媒體內容描述接口215

練習與思考題215

參考文獻和站點215

第12章MPEG聲音216

12.1聽覺系統的感知特性216

12.1.1對響度的感知216

12.1.2對音高的感知217

12.1.3掩蔽效應217

12.2MPEG Audio與感知特性220

12.3MPEG1 Audio221

12.3.1聲音編碼221

12.3.2聲音的性能222

12.3.3子帶編碼223

12.3.4多相濾波器組225

12.3.5編碼層225

12.4MPEG2 Audio229

12.5MPEG2 AAC230

12.5.1MPEG2 AAC是什麼230

12.5.2MPEG2 AAC的配置231

12.5.3MPEG2 AAC的基本模組232

12.6MPEG4 Audio233

12.6.1自然聲音233

12.6.2合成聲音234

練習與思考題236

參考文獻和站點236

第13章MPEG電視238

13.1電視圖像的數據率238

13.1.1ITUR BT.601標準數據率238

13.1.2VCD電視圖像數據率的估算239

13.1.3DVD電視圖像數據率的估算239

13.2數據壓縮算法239

13.2.1簡介239

13.2.2幀內圖像I的壓縮編碼算法240

13.2.3預測圖像P的壓縮編碼算法240

13.2.4雙向預測圖像B的壓縮編碼算法244

13.2.5電視圖像的結構244

13.3MPEG2的配置和等級245

13.4MPEG4電視圖像編碼247

13.4.1電視圖像對象區的概念247

13.4.2電視圖像編碼方案248

13.4.3電視圖像解析度可變編碼250

13.5HDTV格式251

練習與思考題251

參考文獻和站點252

第二部分多媒體的存儲

第14章唯讀光碟存儲器253

14.1CD簡歷253

14.1.1CD工業史上的幾件大事253

14.1.2CD系列產品254

14.2CD的工作原理255

14.2.1CD糟片結構255

14.2.2CD糟的光道結構255

14.2.3數據是怎樣寫入到CD糟上的256

14.2.4數據是怎樣從CD糟讀出的257

14.2.5雷射唱盤標準摘要258

14.3CDAudio259

14.3.1採樣頻率和樣本大小259

14.3.2聲道數259

14.3.3聲音數據的通道編碼259

14.3.4CD糟如何批量生產260

14.4DVD簡介262

14.5DVD的規格263

14.6DVD的存儲容量是怎樣提高的264

14.7VCD與DVD播放機的結構266

14.7.1簡介266

14.7.2VCD播放機的基本結構267

14.7.3DVD播放機的基本結構268

練習與思考題269

參考文獻和站點269

第15章光碟存儲器的格式270

15.1CD糟上的物理格式270

15.1.1雷射唱盤標準——紅皮書270

15.1.2CDROM標準——黃皮書273

15.1.3CDROM/XA274

15.1.4CDI標準——綠皮書276

15.1.5CDI Ready格式276

15.1.6CDBridge盤277

15.1.7可錄（寫）CD糟標準——橙皮書277

15.2CDROM的邏輯格式(ISO 9660)279

15.2.1ISO 9660的重要性279

15.2.2邏輯結構的設計思想280

15.2.3邏輯扇區和邏輯塊281

15.2.4檔案282

15.2.5目錄283

15.2.6路徑表284

15.2.7卷285

15.3VCD標準——白皮書288

15.3.1VCD糟的組織288

15.3.2VCD的檔案目錄結構290

15.3.3MPEGAudio/Video扇區的結構291

練習與思考題292

參考文獻和站點292

第16章錯誤檢測和校正293

16.1CRC錯誤檢測原理293

16.2RS編碼和糾錯算法295

16.2.1GF(2m)域295

16.2.2RS的編碼算法297

16.2.3RS碼的糾錯算法299

16.3CIRC糾錯技術299

16.3.1交插技術299

16.3.2交叉交插技術300

16.4里德索洛蒙乘積碼(RSPC)301

練習與思考題305

參考文獻和站點305

第三部分多媒體網路套用

第17章多媒體網路套用及交換技術306

17.1多媒體網路套用306

17.1.1套用舉例306

17.1.2套用分類308

17.1.3套用開發面臨的問題308

17.1.4改善服務質量309

17.1.5多媒體網路套用的爭論309

17.2網際網路上存取聲音和電視的方法309

17.2.1通過Web瀏覽器把聲音/電視從Web伺服器傳送給

媒體播放器310

17.2.2直接把聲音/電視從Web伺服器傳送給媒體播放器310

17.2.3直接把聲音/電視從多媒體流放伺服器傳送給媒體播放器311

17.2.4媒體播放器的主要功能312

17.3網路上的信息交換技術312

17.3.1概述312

17.3.2線路交換313

17.3.3信息包交換314

17.3.4訊息交換與信息包交換315

17.3.5面向連線服務與無連線服務316

17.3.6網路分類318

練習與思考題318

參考文獻和站點319

第18章網際網路與TCP/IP320

18.1網際網路320

18.1.1網際網路的結構320

18.1.2網際網路地址的概念321

18.1.3網際協定地址323

18.1.4域名和域名系統324

18.1.5統一資源地址325

18.2TCP/IP的參考模型326

18.2.1協定層次和協定的概念326

18.2.2TCP/IP和OSI模型327

18.2.3部分網路設備執行的協定329

18.2.4TCP/IP與乙太網330

18.3網路套用層協定330

18.3.1網路套用與套用層協定330

18.3.2超文本傳送協定(HTTP)332

18.4網路傳輸層協定337

18.4.1傳輸層簡介337

18.4.2連線埠號和套接號的概念337

18.4.3用戶數據包協定(UDP)339

18.4.4傳輸控制協定(TCP)340

18.5網路層上的網際協定344

練習與思考題346

參考文獻和站點346

第19章網際多目標廣播簡介348

19.1多目標廣播的概念348

19.2多目標廣播所需要的環境349

19.3多目標廣播樹的概念350

19.4IP多目標廣播的地址和主機組的管理351

19.4.1IP多目標廣播的地址351

19.4.2網際主機組管理協定352

19.4.3接收端如何參與多目標廣播353

19.5多目標廣播路徑選擇簡介353

19.5.1兩種基本的路徑選擇法353

19.5.2密集型多目標廣播路由協定354

19.5.3稀疏型多目標廣播路由協定358

19.5.4協同工作360

19.6實時傳輸協定和實時控制協定360

19.6.1RTP簡介360

19.6.2RTP信息包標題域362

19.6.3實時傳輸控制協定363

19.6.4實時流放協定364

19.7資源保留協定364

19.7.1資源保留協定(RSVP)簡介365

19.7.2不同種類的接收器365

19.7.3接納測試367

19.7.4路徑訊息367

練習與思考題367

參考文獻和站點368

第20章多媒體通信系統技術370

20.1多媒體通信系統概要370

20.1.1體系結構370

20.1.2網關的功能和結構372

20.1.3會務器的功能和結構374

20.2H.323電視會議377

20.2.1H.323的拓撲結構377

20.2.2H.323終端378

20.2.3H.323網關378

20.2.4H.323會務器379

20.2.5H.323多點控制單元380

20.2.6H.323多點電視會議380

20.2.7H.323協定堆381

20.3H.324可視電話382

20.3.1H.324系列標準382

20.3.2產品類型和預期質量382

20.3.3H.324多媒體系統383

20.3.4H.324多媒體電話終端384

20.3.5H.324多媒體電話終端參考設計385

20.4IP電話385

20.4.1IP電話的概念385

20.4.2IP電話與PSTN電話的技術差別386

20.4.3IP電話的通話方式387

20.4.4IP電話標準388

練習與思考題389

參考文獻和站點389

第四部分多媒體內容編輯語言

第21章超文本標記語言(HTML)390

21.1HTML文檔391

21.1.1Web與HTML391

21.1.2元素和標籤的概念391

21.1.3HTML文檔的結構392

21.2HTML標籤和屬性393

21.2.1基本標籤393

21.2.2標籤的屬性400

21.3字元樣式400

21.3.1物理樣式和邏輯樣式400

21.3.2字元實體402

21.4超連結403

21.4.1超連結的概念403

21.4.2文檔的相對路徑與絕對路徑404

21.4.3使用URL404

21.4.4文檔內部之間的連結405

21.4.5連結電子郵件程式406

21.4.6連結內聯圖像407

21.4.7用圖像作超連結408

21.4.8用圖像作網頁的背景408

21.4.9連結外聯圖像409

21.4.10在文檔中連結和嵌入聲音檔案410

21.4.11在文檔中連結和嵌入影視檔案411

21.5表格標籤和屬性412

練習與思考題415

參考文獻和站點416

第22章可擴展標記語言(XML)417

22.1XML是什麼417

22.1.1XML不是標記語言417

22.1.2XML文檔什麼樣418

22.2XML元素418

22.2.1什麼是XML元素418

22.2.2XML元素的命名規則419

22.2.3XML元素的特性419

22.2.4XML元素的屬性421

22.3XML文檔和語法422

22.3.1XML文檔的基本結構422

22.3.2XML語法423

22.4XML文檔類型425

22.4.1什麼是合格XML文檔425

22.4.2什麼是有效XML文檔425

22.5XML與Web瀏覽器426

22.5.1XML Web瀏覽器426

22.5.2XML文檔顯示426

22.5.3XML數據島428

22.6XML與XSL429

22.6.1HTML樣式與CSS429

22.6.2XML樣式與XSL430

22.6.3XSL瀏覽器430

22.6.4用XSLT顯示XML文檔430

22.6.5XSL元素433

22.6.6XSL在客戶機上438

22.6.7XSL在服務機上441

22.7XML與DTD441

22.7.1DTD介紹441

22.7.2內部DTD442

22.7.3外部DTD443

22.8XML名稱空間443

22.8.1名稱衝突問題443

22.8.2名稱空間的屬性444

22.8.3默認的名稱空間444

22.9XML模板語言445

22.9.1XML模板的目標445

22.9.2XML文檔與XML模板445

22.9.3簡單型元素的概念448

22.9.4複雜型元素的概念449

練習與思考題450

參考文獻和站點451

第23章可擴展超文本標記語言(XHTML)452

23.1XHTML是什麼452

23.1.1XHTML是什麼452

23.1.2XHTML和HTML的差別452

23.2XHTML語法453

23.3XHTML的文檔類型定義456

23.3.1XHTML文檔結構456

23.3.2三種文檔類型定義457

23.4從HTML到XHTML457

23.5XHTML 1.0一覽表458

23.5.1XHTML標籤458

23.5.2XHTML標籤的屬性461

23.5.3XHTML事件的屬性462

練習與思考題463

參考文獻和站點464

附錄縮略語彙編465

註：目錄排版順序為從左列至右列

教學資源

配套教材

《多媒體技術基礎（第2版）》配有相應的學習輔導書《多媒體技術基礎（第2版）課程設計與學習輔導》

名稱	出版社	出版時間	ISBN	作者
多媒體技術基礎（第2版）課程設計與學習輔導	清華大學出版社	2006.04	9787302124146	林福宗

多媒體技術基礎（第2版）(2002年清華大學出版社出版的教材)

基本介紹

成書過程

內容簡介

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