多媒體技術基礎及應用教程（簡體書）

《21世紀高等學校規劃教材?計算機應用:多媒體技術基礎及應用教程》既可以作為普通高等學校計算機、數字媒體技術、電化教育和資訊管理與資訊系統及其相關專業本科生的教材，也可以作為從事多媒體技術研究的工程技術人員和管理人員的參考書或培訓教材。

第1章 緒論
1.1 多媒體的基本概念
1.1.1 多媒體和多媒體技術的含義
1.1.2 多媒體技術的特性
1.1.3 常見媒體的種類
1.1.4 媒體的性質和特點
1.2 多媒體技術的產生和發展
1.3 多媒體技術研究的主要內容
1.3.1 數據壓縮技術
1.3.2 多媒體專用晶片技術
1.3.3 多媒體輸入／輸出技術
1.3.4 多媒體系統軟件技術
1.4 多媒體技術的應用
1.4.1 教育培訓領域
1.4.2 電子出版領域
1.4.3 娛樂領域
1.4.4 咨詢服務領域
1.4.5 多媒體網絡通信領域
復習思考題
第2章 聽覺類媒體技術
2.1 聲音
2.1.1 聲波
2.1.2 頻率範圍
2.1.3 音量
2.1.4 聽覺系統的感知特性
2.1.5 聲道
2.2 音頻信號的數字化
2.2.1 模擬信號與數字信號
2.2.2 音頻信號數字化方法
2.2.3 聲音質量
2.3 數字音頻技術與格式
2.3.1 檔格式
2.3.2 音頻技術
2.4 MIDI-
2.4.1 MIDI簡介
2.4.2 MIDI簡史
2.4.3 音樂生成方法
2.4.4 MIDI系統
2.4.5 通用MIDI
2.5 音頻編碼
2.5.1 簡介
2.5.2 波形編譯碼
2.5.3 音源編譯碼
2.5.4 混合編譯碼
復習思考題
第3章 視覺類媒體技術
3.1 顏色
3.1.1 光與色
3.1.2 色彩的基本概念
3.2 彩色空間的描述
3.2.1 彩色空間基本原理
3.2.2 彩色空間的表示及轉換
3.3 圖的種類
3.3.1 向量圖與點陣圖
3.3.2 灰度圖與彩色圖
3.4 圖像的基本屬性
3.4.1 解析度
3.4.2 圖元深度
3.4.3 γ校正
3.5 圖檔格式
3.5.1 位圖檔格式
3.5.2 向量圖檔格式
3.6 電視
3.6.1 視覺滯留原理
3.6.2 彩色電視
3.6.3 數字電視
3.6.4 高清電視
3.6.5 電視顯示技術
3.7 視頻及其數字化
3.7.1 視頻
3.7.2 視頻信號的數字化
3.7.3 視頻檔格式
3.7.4 長寬比與解析度
3.8 視頻編碼標準
3.8.1 MPEG系列標準
3.8.2 H.26x系列標準
3.8.3 AVS音視頻編碼標準
復習思考題
第4章 多媒體數據壓縮編碼技術
4.1 壓縮概論
4.1.1 壓縮的需要與可能
4.1.2 數據冗餘的類型-
4.1.3 數據壓縮方法的分類
4.1.4 數據壓縮技術的性能指標
4.1.5 編碼過程
4.2 預測編碼
4.2.1 DPCM編碼
4.2.2 ADPCM編碼
4.3 變換編碼
4.3.1 最佳變換
4.3.2 離散余弦變換
4.4 統計編碼
4.4.1 熵
4.4.2 Shannon-Fano編碼
4.4.3 Huffman編碼
4.4.4 算術編碼
4.4.5 行程編碼
4.4.6 LZW演算法
4.5 分析-合成編碼
4.5.1 向量量化
4.5.2 小波變換
4.5.3 分形編碼
4.5.4 子帶編碼
4.6 靜態圖像壓縮編碼的國際標準
4.6.1 壓縮演算法
4.6.2編碼步驟
4.6.3 演算法舉例
4.6.4 JPEG 2000簡介
4.7 MPEG-1/2的視頻壓縮演算法
4.7.1 簡介
4.7.2 I幀壓縮演算法
4.7.3 P幀壓縮演算法
4.7.4 B幀壓縮演算法
4.7.5 視頻幀結構
4.8 MPEG-4視頻編碼
4.8.1 視頻對象平面的概念
4.8.2 視頻編碼方案
4.8.3 視頻解析度可變編碼
4.9 MPEG音頻編碼
4.9.1 MPEG-1 Audio
4.9.2 MPEG-2 Audio
4.9.3 MPEG-2 AAC
4.9.4 MPEG-4 Audio
4. 10 H. 264/AVC的特點與結構
4.10.1 技術特點
4.10.2 編碼結構與格式
4.11 H. 264/AVC的預測編碼
4.11.1 幀內預測
4.11.2 幀間預測與運動補償
4.12 H. 264/AVC的塊編碼
4.12.14×4整數DCT
4.12.2 量化
4.12.3 CAVLC
4.12.4 CABAC
復習思考題
第5章 多媒體計算機硬體系統結構
5.1 概述
5.1.1 多媒體計算機系統的定義
5.1.2 多媒體計算機系統的構成
5.2 多媒體硬體
5.2.1 多媒體計算機系統的一般硬體配置
5.2.2 多媒體個人計算機平臺標準
5.2.3 聲卡
5.2.4 視頻卡
5.2.5 光盤及光盤驅動器
5.2.6 其他多媒體硬體設備
5.3 多媒體計算機
5.3.1 多媒體處理器
5.3.2 多媒體總線
5.3.3 多媒體個人計算機
復習思考題
……
第6章 多媒體計算機軟件系統結構
第7章 流媒體與多媒體網絡技術
第8章 多媒體通信
參考文獻

4.5 分析-合成編碼
這類編碼方法突破了經典數據壓縮編碼理論的框架。它們實質上都是通過對原數據的分析，將其分解成一系列更適合於表示的“基元”或從中提取若干具有更本質意義的參數，編碼僅對這些基本單元或特徵參數進行。譯碼時則借助於一定的規則或模型，按一定的演算法將這些基元或參數再“綜合”成原數據的一個逼近。例如，子帶編碼利用子帶濾波器組對數據進行分析（分解到若干相鄰子頻帶處理）與綜合；小波變換編碼則採用更強有力的非均勻解析度，對數據進行時間頻率局部分析與綜合；分形編碼將數據預分解為若干分形子圖，提取其迭代函數代碼，恢復時則由該代碼按規則迭代重構各子圖；各種基於模型或知識的方法也是在編碼端通過各種分析手段提取所建模型的特徵與狀態參數，在解碼端依據這些參數通過模型及相關知識生成所建模的數據。這些方法都是有失真壓縮。如果對於給定數據的基元或參數提取是有效的，而且綜合重建又是成功的，那麼就不僅可以在一定的失真度準則下較好地逼近原始數據，更可能得到極高的數據壓縮比。
4.5.1 向量量化
向量量化（Vector Quantization）是一種基於語義的編碼方法，是一種很有前景的方法。其基本思想是採用非線性量化器，對空間頻率及能量分佈較大的系數分配較多比特數，即採用較小的量化步長；反之分配較少的比特數，即採用較大的量化步長，從而達到壓縮的目的。
量化分為標量量化和向量量化兩種。標量量化對所有采樣使用同一個量化器進行量化；向量量化卻採用多個碼本對輸入信號進行量化。
向量量化的基本過程如下：將實際數據流分成向量塊，例如對一幅圖像進行向量量化，向量常常是一個小長方形或者正方形的圖元；在壓縮編碼和解碼端都有一個稱為“碼本”的表，它是模式的集合。該碼本可以預定義，也可動態改造；各向量可以參考碼本表，選擇最佳匹配模式；一旦找到最佳匹配模式，則將碼本中的對應的索引進行傳送。
4.5.2 小波變換
近年來，小波變換在靜態圖像壓縮方面也得到了較好的應用。小波變換是一種有效的時頻域分析工具。它是一個線性變換，能夠將一個信號分解成對空間和時間、頻率的獨立信號，同時又不失原信號所包含的資訊。小波變換不一定要求是正交的，小波基不唯一。小波系數的時寬——帶寬積很小，且在時間和頻率軸上都很集中。也就是說，經過小波變換後的圖像能量很集中，便於對不同的分量做不同的處理，達到較高的壓縮比。圖像的小波變換可以理解為圖像信號經過一系列帶通濾波器的結果。這組濾波器在對數意義下具有相同的帶寬，從小波變換後不同分層定位中，提取出圖像的特徵，低頻部分平滑，表示背景；高頻部分不平穩，表示細節。利用不同層次對恢復圖像的貢獻大小和對人眼視覺系統影響的大小，採用不同的編碼方法，可以達到圖像壓縮的目的。
4.5.3 分形編碼
分形（Fractal）編碼是一種模型編碼，適合用於圖像壓縮。它利用模型的方法，對需要傳輸的圖像數據進行參數估測。其獨特新穎的思想，成為目前數據壓縮領域的研究熱點。它與經典的圖像壓縮編碼方法相比，在思想上有了重大的突破。其突出特點是高壓縮比，解壓時的高速度以及不受圖像解析度的影響。
分形的含義是某種形狀、結構的一個局部或片斷，它可以有多種大小、尺寸，但都是相似形。它指一類無規則、混亂而復雜，但其局部與整體有相似性的體系，即自相似性體系。從數學意義上說，這種圖形含有的資訊內容很少，用來產生這種圖形的程式很短，而製造的圖形卻是無限的，並且這種圖形中隱含著有序性或規律性。
以DCT為代表的許多經典圖像編碼方法，已經進入實用化階段。經典圖像編碼方法也有其局限性，它沒有充分利用人眼的視覺特性以及自然景物的特點，所以用經典圖像編碼方法獲得的壓縮比不算很高。特別是在經典的圖像編碼方法中對圖像是以純數據的形式看待的，不是結合圖像內容自身固有的特點來處理，這是一個很大的缺陷。不充分考慮圖像內容的特點是不可能從本質上提高圖像壓縮比的。分形的方法是通過一些圖像處理技術，如顏色分割、邊緣檢測、頻譜分析、紋理變化分析等，把一幅數字圖像分成一些子圖像。子圖像可以是簡單的物體，也可以是一些復雜的景物。然後在分形集中查找這樣的子圖像。分形集實際上並不存儲所有可能的子圖像，而是存儲許多迭代函數；通過迭代函數的反復迭代，恢復原來的子圖像。也就是說，子圖像所對應的只是迭代函數，而表示這樣的迭代函數一般只需幾個數據即可，從而達到很高的壓縮比。