多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)（第5版）

目 錄
第1章 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)概述 1
1．1 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的基本概念 1
1．1．1 媒體 1
1．1．2 多媒體 2
1．2 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷史 4
1．3 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù) 5
1．3．1 多媒體的軟件和硬件平臺(tái) 6
1．3．2 高速處理器 6
1．3．3 數(shù)據(jù)壓縮及編碼技術(shù) 7
1．3．4 多媒體同步 8
1．3．5 多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式處理技術(shù) 9
1．3．6 信息的組織與管理 9
1．3．7 多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 10
1．3．8 虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) 10
1．3．9 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 12
1．3．10 高速多媒體通信技術(shù) 13
1．4 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用 13
1．5 多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 15
思考與練習(xí)1 16
第2章 多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 17
2．1 概述 17
2．2 計(jì)算機(jī)I/O接口 18
2．2．1 計(jì)算機(jī)I/O的變遷史 18
2．2．2 USB接口發(fā)展史 19
2．2．3 顯示器接口 20
2．3 常用I/O設(shè)備 22
2．3．1 輸入設(shè)備 22
2．3．2 輸出設(shè)備 24
2．4 數(shù)字音頻/視頻設(shè)備 30
2．4．1 聲卡 31
2．4．2 顯卡 33
2．4．3 視頻采集卡 36
2．4．4 數(shù)碼產(chǎn)品 36
2．5 存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)技術(shù) 40
2．5．1 存儲(chǔ)設(shè)備 40
2．5．2 存儲(chǔ)技術(shù) 43
思考與練習(xí)2 45
第3章 圖形、圖像處理技術(shù)及其應(yīng)用 46
3．1 信號(hào)處理的基本術(shù)語(yǔ) 46
3．1．1 采樣和量化 47
3．1．2 采樣長(zhǎng)度的選擇與頻率分辨率 48
3．1．3 離散傅里葉變換 48
3．1．4 小波變換 49
3．2 圖像數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ) 51
3．2．1 色彩的基本概念 51
3．2．2 彩色空間及其變換 53
3．2．3 圖像數(shù)據(jù)壓縮的可能性 55
3．3 圖像數(shù)據(jù)壓縮算法 56
3．3．1 信息熵編碼 57
3．3．2 詞典編碼 60
3．3．3 預(yù)測(cè)編碼 61
3．3．4 變換編碼 62
3．3．5 模型編碼 63
3．4 常用圖形、圖像文件 63
3．4．1 BMP文件格式 64
3．4．2 GIF文件格式 68
3．4．3 PNG文件格式 69
3．4．4 JPEG文件格式 70
3．5 二維碼編碼原理及其應(yīng)用 73
3．5．1 QR碼的基本結(jié)構(gòu) 73
3．5．2 QR碼的編碼過(guò)程 74
3．5．3 二維碼應(yīng)用 75
3．6 動(dòng)態(tài)圖像壓縮技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn) 76
3．6．1 MPEG標(biāo)準(zhǔn)概述 76
3．6．2 MPEG-1標(biāo)準(zhǔn) 77
3．6．3 MPEG-2標(biāo)準(zhǔn) 80
3．6．4 MPEG-4標(biāo)準(zhǔn) 82
3．6．5 MPEG-7標(biāo)準(zhǔn) 84
3．7 H．26x標(biāo)準(zhǔn) 85
3．7．1 H．261標(biāo)準(zhǔn) 86
3．7．2 H．263標(biāo)準(zhǔn) 86
3．7．3 H．264標(biāo)準(zhǔn) 88
3．7．4 H．265標(biāo)準(zhǔn) 91
3．8 AVS標(biāo)準(zhǔn) 92
3．8．1 AVS與H．264比較 93
3．8．2 AVS2的特點(diǎn) 94
3．9 Theora和WebM簡(jiǎn)介 96
思考與練習(xí)3 97
第4章 音頻信號(hào)及其處理 98
4．1 音頻編碼基礎(chǔ) 98
4．1．1 音頻信號(hào)的特點(diǎn) 98
4．1．2 音頻信號(hào)處理的方法 100
4．1．3 音頻文件的存儲(chǔ)格式 101
4．1．4 音頻質(zhì)量的度量 102
4．2 音頻信號(hào)壓縮技術(shù) 103
4．2．1 脈沖編碼調(diào)制 105
4．2．2 增量調(diào)制 106
4．2．3 DSD編碼 107
4．2．4 自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)制 108
4．2．5 差分脈沖編碼調(diào)制 109
4．2．6 自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 109
4．2．7 子帶編碼 109
4．3 音頻編碼標(biāo)準(zhǔn) 110
4．3．1 CCITT G系列音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 110
4．3．2 MP3壓縮標(biāo)準(zhǔn) 112
4．3．3 AAC編碼 112
4．3．4 Ogg Vobis 113
4．3．5 移動(dòng)平臺(tái)常用的音頻編碼 114
4．4 語(yǔ)音合成技術(shù)及應(yīng)用 117
4．4．1 語(yǔ)音合成的基本方法 117
4．4．2 語(yǔ)音合成的三個(gè)層次 119
4．4．3 語(yǔ)音合成技術(shù)的應(yīng)用 119
4．5 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 120
4．5．1 語(yǔ)音識(shí)別的發(fā)展歷史 120
4．5．2 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù) 121
4．5．3 語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的類(lèi)型 123
4．6 聲紋識(shí)別技術(shù)及其應(yīng)用 126
思考與練習(xí)4 127
第5章 多媒體數(shù)據(jù)采集與編輯 129
5．1 多媒體數(shù)據(jù)采集 129
5．1．1 Windows環(huán)境下聲音數(shù)據(jù)的采集 129
5．1．2 Windows環(huán)境下視頻數(shù)據(jù)的采集 132
5．2 Microsoft DirectX 135
5．2．1 DirectX的特性 136
5．2．2 Microsoft DirectSound簡(jiǎn)介 139
5．2．3 Microsoft DirectShow簡(jiǎn)介 141
5．2．4 DirectShow應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā) 144
5．2．5 DirectShow應(yīng)用示例 145
5．3 多媒體創(chuàng)作工具 147
5．3．1 多媒體創(chuàng)作工具的分類(lèi) 147
5．3．2 音頻處理軟件 147
5．3．3 圖形、圖像及動(dòng)畫(huà)制作與編輯軟件 148
5．3．4 網(wǎng)絡(luò)音頻、視頻文件制作 150
5．4 圖像特效 150
5．4．1 圖像特效的常用手法 151
5．4．2 圖像特效的技術(shù)手段 152
5．4．3 圖像特效在人臉美化中的應(yīng)用 157
5．5 多媒體應(yīng)用軟件 158
5．6 多媒體播放器 159
思考與練習(xí)5 160
第6章 多媒體文檔的組織與設(shè)計(jì) 161
6．1 超文本和超媒體 161
6．1．1 超文本概述 161
6．1．2 超文本系統(tǒng)的基本特征 162
6．2 HTML簡(jiǎn)介 165
6．2．1 HTML的發(fā)展歷史 165
6．2．2 HTML文件結(jié)構(gòu) 166
6．2．3 HTML的標(biāo)簽和屬性 167
6．2．4 超鏈接 167
6．2．5 HTML的多媒體實(shí)現(xiàn) 169
6．3 HTML5 171
6．3．1 HTML5的主要特性 171
6．3．2 HTML5在移動(dòng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用 175
6．4 XML簡(jiǎn)介 176
6．4．1 XML的特點(diǎn) 177
6．4．2 XML與HTML的區(qū)別 177
6．5 SMIL及其應(yīng)用示例 178
6．5．1 SMIL簡(jiǎn)介 178
6．5．2 SMIL的基本語(yǔ)法規(guī)則 178
6．5．3 SMIL應(yīng)用設(shè)計(jì) 179
6．5．4 SMIL應(yīng)用示例 183
6．6 設(shè)計(jì)超文本的工具 184
6．6．1 JavaScript 184
6．6．2 動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì) 190
6．6．3 Ajax技術(shù) 191
6．6．4 SVG 192
6．6．5 Web 2．0和Web 3．0 192
思考與練習(xí)6 194
第7章 多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理 195
7．1 多媒體數(shù)據(jù)的特點(diǎn) 195
7．2 多媒體數(shù)據(jù)的管理 196
7．2．1 多媒體數(shù)據(jù)模型 196
7．2．2 多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu) 198
7．3 多媒體數(shù)據(jù)檢索與查詢 200
7．3．1 查詢方法 200
7．3．2 萬(wàn)維網(wǎng)文檔的檢索技術(shù) 201
7．3．3 基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)檢索 203
7．4 結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言SQL 210
7．4．1 SQL簡(jiǎn)介 210
7．4．2 SQL的數(shù)據(jù)類(lèi)型 211
7．4．3 SQL的基本語(yǔ)法 214
7．4．4 多媒體數(shù)據(jù)保存與獲取示例 216
7．5 多媒體數(shù)據(jù)挖掘 218
7．5．1 數(shù)據(jù)挖掘的概念 218
7．5．2 Web挖掘 219
7．5．3 多媒體數(shù)據(jù)挖掘 219
思考與練習(xí)7 221
第8章 多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 222
8．1 多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 222
8．1．1 三大定律和互聯(lián)網(wǎng)的特性 222
8．1．2 多媒體通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 223
8．1．3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 224
8．1．4 網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù) 226
8．1．5 短距離無(wú)線通信技術(shù) 229
8．1．6 移動(dòng)通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn) 233
8．2 分布式多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 240
8．2．1 分布式多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本特征 240
8．2．2 分布式多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)服務(wù)模型 241
8．2．3 分布式多媒體系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 242
8．2．4 網(wǎng)格 243
8．2．5 云計(jì)算 244
8．3 P2P網(wǎng)絡(luò) 246
8．3．1 P2P技術(shù)體系結(jié)構(gòu)與分類(lèi) 246
8．3．2 P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 248
8．3．3 P2P技術(shù)的應(yīng)用 248
8．4 無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) 250
8．4．1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 251
8．4．2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 252
8．4．3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 252
8．4．4 無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) 253
8．5 物聯(lián)網(wǎng) 254
8．6 流媒體傳輸協(xié)議 257
8．6．1 RTP/RTCP 257
8．6．2 RSVP 259
8．6．3 RTSP 260
思考與練習(xí)8 261
第9章 多媒體數(shù)據(jù)安全 262
9．1 多媒體數(shù)據(jù)安全的主要內(nèi)容 262
9．2 基于多媒體數(shù)據(jù)的信息隱藏 263
9．2．1 基于圖像的信息隱藏 264
9．2．2 基于音頻的信息隱藏 266
9．2．3 基于視頻的信息隱藏 269
9．3 多媒體內(nèi)容安全 271
9．3．1 語(yǔ)音數(shù)據(jù)加密 272
9．3．2 視頻數(shù)據(jù)加密 273
9．3．3 VoIP媒體流安全通信 274
9．4 音/視頻版權(quán)保護(hù) 278
9．4．1 數(shù)字版權(quán)管理技術(shù)現(xiàn)狀 279
9．4．2 基于設(shè)備的密鑰綁定版權(quán)保護(hù)方法 280
9．5 家庭數(shù)字影院版權(quán)保護(hù) 282
9．5．1 家庭數(shù)字影院發(fā)行版制版安全機(jī)制 282
9．5．2 家庭數(shù)字影院節(jié)目?jī)?nèi)容的授權(quán)訪問(wèn)機(jī)制 282
9．5．3 家庭數(shù)字影院放映終端的安全播放機(jī)制 283
思考與練習(xí)9 284
第10章 多媒體應(yīng)用 285
10．1 數(shù)據(jù)可視化與信息可視化 285
10．1．1 可視化概述 285
10．1．2 數(shù)據(jù)可視化的圖表類(lèi)型 286
10．1．3 信息可視化 288
10．1．4 數(shù)據(jù)新聞 289
10．2 圖像識(shí)別及其應(yīng)用 292
10．2．1 圖像識(shí)別過(guò)程 292
10．2．2 指紋識(shí)別 294
10．2．3 人臉識(shí)別 297
10．2．4 唇語(yǔ)識(shí)別 301
10．3 視頻監(jiān)控與目標(biāo)跟蹤 303
10．3．1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理 303
10．3．2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向 304
10．3．3 視頻目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤 305
10．3．4 視頻監(jiān)控在平安城市中的應(yīng)用 306
10．4 即時(shí)通信系統(tǒng) 307
10．4．1 即時(shí)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 307
10．4．2 即時(shí)通信的標(biāo)準(zhǔn) 308
10．4．3 即時(shí)通信的基本流程 309
10．4．4 即時(shí)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 309
10．4．5 Skype系統(tǒng)簡(jiǎn)介 310
思考與練習(xí)10 311
第11章 多媒體應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 312
11．1 基于Python的數(shù)據(jù)可視化 312
11．1．1 實(shí)例一的運(yùn)行環(huán)境 312
11．1．2 分析方法與過(guò)程 313
11．1．3 實(shí)例一小結(jié) 320
11．2 基于騰訊優(yōu)圖的人工智能應(yīng)用 320
11．2．1 實(shí)例二的運(yùn)行環(huán)境 320
11．2．2 使用騰訊優(yōu)圖API的過(guò)程 320
11．2．3 實(shí)例二小結(jié) 325
11．3 基于百度AI的人臉檢測(cè)微信小程序 325
11．3．1 注冊(cè)小程序賬號(hào) 325
11．3．2 安裝并運(yùn)行小程序開(kāi)發(fā)平臺(tái) 325
11．3．3 人臉檢測(cè)微信小程序設(shè)計(jì) 327
11．3．4 實(shí)例三小結(jié) 333
11．4 智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計(jì) 333
11．4．1 設(shè)計(jì)背景 333
11．4．2 設(shè)計(jì)過(guò)程 333
11．4．3 功能需求 334
11．4．4 所用硬件設(shè)備 334
11．4．5 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 335
11．4．6 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 335
11．4．7 實(shí)例四小結(jié) 347
11．5 基于人臉識(shí)別的智能儲(chǔ)物柜設(shè)計(jì) 347
11．5．1 OpenCV與人臉識(shí)別 347
11．5．2 總體架構(gòu) 348
11．5．3 開(kāi)發(fā)平臺(tái) 349
11．5．4 儲(chǔ)物柜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 349
11．5．5 人臉樣本庫(kù)設(shè)計(jì) 350
11．5．6 存柜功能模塊設(shè)計(jì) 350
11．5．7 界面設(shè)計(jì) 353
11．5．8 實(shí)例五小結(jié) 354
11．6 籃球投籃訓(xùn)練輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 354
11．6．1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 354
11．6．2 處理流程 355
11．6．3 實(shí)例六小結(jié) 363
11．7 基于Maya的顯示器模型設(shè)計(jì) 363
11．7．1 模型設(shè)計(jì) 363
11．7．2 實(shí)例七小結(jié) 371
附錄A 課程設(shè)計(jì) 372
A．1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 372
A．2 設(shè)計(jì)提示 372
參考文獻(xiàn) 374