本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。本書系統(tǒng)地介紹了多媒體計算機(jī)技術(shù)的基本原理和多媒體計算機(jī)系統(tǒng)的組成，詳述了數(shù)字聲音、圖像和視頻處理中的關(guān)鍵技術(shù)；簡要介紹了多媒體數(shù)據(jù)的采集與編輯、多媒體文檔的組織與設(shè)計、多媒體數(shù)據(jù)存儲與管理、多媒體計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及多媒體數(shù)據(jù)安全涉及的關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，本書對多媒體技術(shù)的一些典型應(yīng)用——數(shù)據(jù)可視化與信息可視化、指紋識別、人臉識別、唇語識別、視頻監(jiān)控與目標(biāo)跟蹤相關(guān)技術(shù)以及多媒體即時通信系統(tǒng)等進(jìn)行了扼要介紹。本書還結(jié)合即時通信系統(tǒng)的設(shè)計案例以附錄形式給出了一個綜合應(yīng)用課程設(shè)計。本書既可作為高等院校相關(guān)課程的教材，也可供從事多媒體應(yīng)用研究與開發(fā)的工程技術(shù)人員參考。
魯宏偉，華中科技大學(xué)計算機(jī)學(xué)院教授，工學(xué)博士，主持與某研究院合作項目5項、校教學(xué)改革項目1項、其他各類橫向項目10余項。
目 錄
第1章 多媒體計算機(jī)技術(shù)概述 1
1.1 多媒體計算機(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 多媒體計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷史 4
1.3 多媒體計算機(jī)技術(shù) 5
1.3.1 多媒體的軟件和硬件平臺 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 10
1.3.8 虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù) 10
1.3.9 人機(jī)界面設(shè)計 12
1.3.10 高速多媒體通信技術(shù) 13
1.4 多媒體計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用 13
1.5 多媒體計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢 15
思考與練習(xí)1 16
第2章 多媒體計算機(jī)系統(tǒng)的組成 17
2.1 概述 17
2.2 計算機(jī)I/O接口 18
2.2.1 計算機(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 存儲設(shè)備和存儲技術(shù) 40
2.5.1 存儲設(shè)備 40
2.5.2 存儲技術(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 信號處理的基本術(shù)語 46
3.1.1 采樣和量化 47
3.1.2 采樣長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碼的編碼過程 74
3.5.3 二維碼應(yīng)用 75
3.6 動態(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 94
3.9 Theora和WebM簡介 96
思考與練習(xí)3 97
第4章 音頻信號及其處理 98
4.1 音頻編碼基礎(chǔ) 98
4.1.1 音頻信號的特點 98
4.1.2 音頻信號處理的方法 100
4.1.3 音頻文件的存儲格式 101
4.1.4 音頻質(zhì)量的度量 102
4.2 音頻信號壓縮技術(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 移動平臺常用的音頻編碼 114
4.4 語音合成技術(shù)及應(yīng)用 117
4.4.1 語音合成的基本方法 117
4.4.2 語音合成的三個層次 119
4.4.3 語音合成技術(shù)的應(yīng)用 119
4.5 語音識別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 120
4.5.1 語音識別的發(fā)展歷史 120
4.5.2 語音識別技術(shù) 121
4.5.3 語音識別系統(tǒng)的類型 123
4.6 聲紋識別技術(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簡介 139
5.2.3 Microsoft DirectShow簡介 141
5.2.4 DirectShow應(yīng)用程序的開發(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 147
5.3.2 音頻處理軟件 147
5.3.3 圖形、圖像及動畫制作與編輯軟件 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 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的多媒體實現(xiàn) 169
6.3 HTML5 171
6.3.1 HTML5的主要特性 171
6.3.2 HTML5在移動開發(fā)中的應(yīng)用 175
6.4 XML簡介 176
6.4.1 XML的特點 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簡介 178
6.5.2 SMIL的基本語法規(guī)則 178
6.5.3 SMIL應(yīng)用設(shè)計 179
6.5.4 SMIL應(yīng)用示例 183
6.6 設(shè)計超文本的工具 184
6.6.1 JavaScript 184
6.6.2 動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計 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)存儲與管理 195
7.1 多媒體數(shù)據(jù)的特點 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)化查詢語言SQL 210
7.4.1 SQL簡介 210
7.4.2 SQL的數(shù)據(jù)類型 211
7.4.3 SQL的基本語法 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 223
8.1.3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述 224
8.1.4 網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù) 226
8.1.5 短距離無線通信技術(shù) 229
8.1.6 移動通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn) 233
8.2 分布式多媒體計算機(jī)系統(tǒng) 240
8.2.1 分布式多媒體計算機(jī)系統(tǒng)的基本特征 240
8.2.2 分布式多媒體計算機(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 246
8.3.2 P2P網(wǎng)絡(luò)的特點 248
8.3.3 P2P技術(shù)的應(yīng)用 248
8.4 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) 250
8.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點 251
8.4.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 252
8.4.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計 252
8.4.4 無線多媒體傳感器網(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)目內(nèi)容的授權(quán)訪問機(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 圖像識別及其應(yīng)用 292
10.2.1 圖像識別過程 292
10.2.2 指紋識別 294
10.2.3 人臉識別 297
10.2.4 唇語識別 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 即時通信系統(tǒng) 307
10.4.1 即時通信系統(tǒng)的設(shè)計要求 307
10.4.2 即時通信的標(biāo)準(zhǔn) 308
10.4.3 即時通信的基本流程 309
10.4.4 即時通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 309
10.4.5 Skype系統(tǒng)簡介 310
思考與練習(xí)10 311
第11章 多媒體應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計案例 312
11.1 基于Python的數(shù)據(jù)可視化 312
11.1.1 實例一的運行環(huán)境 312
11.1.2 分析方法與過程 313
11.1.3 實例一小結(jié) 320
11.2 基于騰訊優(yōu)圖的人工智能應(yīng)用 320
11.2.1 實例二的運行環(huán)境 320
11.2.2 使用騰訊優(yōu)圖API的過程 320
11.2.3 實例二小結(jié) 325
11.3 基于百度AI的人臉檢測微信小程序 325
11.3.1 注冊小程序賬號 325
11.3.2 安裝并運行小程序開發(fā)平臺 325
11.3.3 人臉檢測微信小程序設(shè)計 327
11.3.4 實例三小結(jié) 333
11.4 智能嬰兒床系統(tǒng)設(shè)計 333
11.4.1 設(shè)計背景 333
11.4.2 設(shè)計過程 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)開發(fā)環(huán)境 335
11.4.6 系統(tǒng)設(shè)計 335
11.4.7 實例四小結(jié) 347
11.5 基于人臉識別的智能儲物柜設(shè)計 347
11.5.1 OpenCV與人臉識別 347
11.5.2 總體架構(gòu) 348
11.5.3 開發(fā)平臺 349
11.5.4 儲物柜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計 349
11.5.5 人臉樣本庫設(shè)計 350
11.5.6 存柜功能模塊設(shè)計 350
11.5.7 界面設(shè)計 353
11.5.8 實例五小結(jié) 354
11.6 籃球投籃訓(xùn)練輔助系統(tǒng)設(shè)計 354
11.6.1 設(shè)計目標(biāo) 354
11.6.2 處理流程 355
11.6.3 實例六小結(jié) 363
11.7 基于Maya的顯示器模型設(shè)計 363
11.7.1 模型設(shè)計 363
11.7.2 實例七小結(jié) 371
附錄A 課程設(shè)計 372
A.1 設(shè)計內(nèi)容 372
A.2 設(shè)計提示 372
參考文獻(xiàn) 374
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