數(shù)字音視頻及其網(wǎng)絡傳輸技術

前言

我們每天都在用耳朵和眼睛接收信息，聽覺和視覺是一對“孿生兄弟”，兩者缺一不可。聲音和圖像是人類感覺器官的兩大信息窗口，只有聲音沒有圖像或只有圖像沒有聲音的系統(tǒng)不是一個完整的系統(tǒng)?，F(xiàn)今，數(shù)字音視頻技術已成為社會活動不可缺少的重要組成。信息數(shù)字化使原來界限分明的專業(yè)技術層面和系統(tǒng)應用形成了交叉融匯的發(fā)展趨勢，數(shù)字音視頻技術又為這些綜合應用創(chuàng)造了條件。因此，數(shù)字音視頻技術已成為世界追蹤的熱點。長期以來，音視頻信息的傳遞、存儲、處理和應用一直依賴傳統(tǒng)的模擬技術方法，束縛了它們進一步的提高和發(fā)展。隨著計算機應用的普及和多媒體技術的廣泛應用，以太網(wǎng)連接到千家萬戶，大大縮短了人們交往的距離。我們可以不受地域和時間限制參加遠程視頻會議，進行“面對面”的討論和交流；可實現(xiàn)遠程教育，共享名師優(yōu)秀資源……所有這一切，都是數(shù)字化的成就。數(shù)字音視頻及其網(wǎng)絡傳輸技術為我們開辟了前所未有的廣闊前景。數(shù)字音視頻技術在不同的應用領域具有不同的表現(xiàn)形式，涉及面廣，令人眼花繚亂。對沒有系統(tǒng)學習過數(shù)字技術和網(wǎng)絡傳輸技術的讀者來說，難免會遇到一些概念、原理和理解等方面的問題。為此，本書專門分為基礎篇和應用篇兩部分?；A篇共有6章，盡量以深入淺出的文字和插圖闡明數(shù)字音視頻編解碼原理、數(shù)字節(jié)目源、數(shù)字通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)體系、以太網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議等。應用篇共有9章，主要介紹數(shù)字擴聲系統(tǒng)、內(nèi)部通信系統(tǒng)、數(shù)字會議系統(tǒng)、同聲傳譯系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、遠程交互式視頻會議系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、LED大屏幕顯示系統(tǒng)和數(shù)字調(diào)光網(wǎng)絡系統(tǒng)等。本書的撰寫得到香港安恒利（國際）有限公司、上海安恒利擴聲技術工程公司和蘇州國貿(mào)電子系統(tǒng)工程公司的大力支持，它們?yōu)楸緯峁┝嗽S多寶貴的技術文獻和工程資料。潘桂華和郭豐兩位工程師參加了第7章數(shù)字擴聲系統(tǒng)的編寫工作，上海安恒利公司的吳曉路技術總監(jiān)、蘇州國貿(mào)電子系統(tǒng)工程公司陳宏慶高級工程師和同濟大學謝詠冰副教授等多位專家在百忙之中審閱了全部書稿，提出了許多寶貴意見。金葉小姐、楊彝先生和濮文蘭小姐全力幫助整理書稿和全文打印，為本書順利出版作出了貢獻。在此一并深表感謝。由于作者水平有限，從大量國內(nèi)外文獻中萃取、提煉、翻譯和編輯過程中不免帶有自身認識的片面性，因此書中定有不足、不當甚至謬誤之處，敬請專家、同行和讀者不吝賜教和指正。

內(nèi)容概要

本書在詳細介紹多媒體音視頻編解碼技術的基礎上，較系統(tǒng)地闡述了網(wǎng)絡與多媒體通信的原理、實際應用和最新發(fā)展。全書分為基礎篇和應用篇兩部分共巧章。基礎篇共有6章，主要介紹數(shù)字音視頻壓縮編碼原理、數(shù)字節(jié)目源、存儲技術、數(shù)據(jù)通信技術、計算機通信網(wǎng)絡體系和互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。應用篇共有9章，主要介紹數(shù)字音視頻在擴聲系統(tǒng)、內(nèi)部通信系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、同聲傳譯系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)和數(shù)字燈光控制系統(tǒng)等各個層面的應用原理和工程實例?！　”緯菚充N科技書籍《現(xiàn)代音響技術設計手冊》的延伸和發(fā)展，除詳細闡述了數(shù)據(jù)通信技術和互聯(lián)網(wǎng)、CobraNet, HiQnet和DMX512等各類傳輸網(wǎng)絡的原理和特性外，還以更多篇幅介紹數(shù)字音視頻技術在各層面的應用。

書籍目錄

前言 基礎篇 　第1章　數(shù)字音視頻技術基礎 　　1.1　數(shù)字視頻信號 　　　1.1.1　三基色原理 　　　1.1.2　彩色電視信號的彩色制式 　　　1.1.3　數(shù)字視頻信號的數(shù)據(jù)壓縮 　　1.2　數(shù)字音頻信號 　　　1.2.1　數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)率 　　　1.2.2　數(shù)字音頻信號的數(shù)據(jù)壓縮 　　1.3　如何實現(xiàn)數(shù)字化 　　　1.3.1　采樣 　　　1.3.2　量化 　　　1.3.3　編碼 　　　　1.3.3.1　二進制碼的特性 　　　　1.3.3.2　各種常用數(shù)制的特性 　　　　1.3.3.3　二進制數(shù)字的信息單位 　　　　1.3.3.4　采樣脈沖的編碼調(diào)制方式 　　1.4　信號的頻域概念和時域概念 　　　1.4.1　頻域概念 　　　1.4.2　時域概念 　　　1.4.3　數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率與帶寬的關系 　　1.5　數(shù)字音視頻壓縮編碼技術標準 　　　1.5.1　MPEG-1視音頻編解碼系統(tǒng) 　　　　1.5.1.1　MPEG-1系統(tǒng)(ISO／IEC11172-1) 　　　　1.5.1.2　MPEG-1視頻(ISO／IEC11172-2)壓縮編碼 　　　　1.5.1.3　MPEG-1音頻(ISO／IEC11172-3)壓縮編碼 　　　1.5.2　MPEG-2視音頻編解碼系統(tǒng) 　　　　1.5.2.1　MPEG-2系統(tǒng)(ISO／IEC13818-1)壓縮編碼 　　　　1.5.2.2　MPEG-2視頻(ISO／IEC13818-2)壓縮編碼 　　　　1.5.2.3　MPEG-2音頻(ISO／IEC13818-3)壓縮編碼 　　　1.5.3　MPEG-4視音頻編解碼系統(tǒng)(ISO／IEC14496) 　	1.5.3.1　MPEG.4視頻(ISO／IEC14496-2)壓縮編碼 	1.5.3.2　MPEG-4音頻(ISO／IEC14496-3)壓縮編碼 　　　1.5.4　其他MPEG標準 	1.5.4.1　MPEG-7標準 	1.5.4.2　MPEG-21標準 	1.5.4.3　JPEG標準 　　1.6　MP3數(shù)字音樂壓縮技術 　　1.7　MP4壓縮編碼技術 　　1.8　常用音頻文件格式 　　　1.8.1　聲音文件 	1.8.1.1　AIF、AIFF、AU聲音文件格式 	1.8.1.2　WAV聲音文件格式 	1.8.1.3　MP1、MP2、MP3聲音文件格式 	1.8.1.4　RA、RM、RAM聲音文件格式 	1.8.1.5　ASF、ASX、WMA、WAX聲音文件格式 	1.8.1.6　VQF聲音文件格式 　　　1.8.2　MIDI文件 	1.8.2.1　MIDI技術規(guī)范 	1.8.2.2　MIDI應用系統(tǒng) 　　1.9　數(shù)字音視頻接口卡 　　　1.9.1　音頻卡 	1.9.1.1　音頻卡的功能 	1.9.1.2　音頻卡的結(jié)構(gòu)體系 　　　1.9.2　數(shù)字音頻接口 	1.9.2.1　S／PDIF 	1.9.2.2　AES／EBU 　　　1.9.3　1394卡 　　1.9.4　HDMII. 　第2章　數(shù)字節(jié)目源 　　2.1　數(shù)據(jù)調(diào)制 　　　2.1.1　模擬信號對模擬載波信號(正弦波)的調(diào)制 　　　2.1.2　數(shù)字信號對正弦波載波信號的調(diào)制 	2.1.2.1　振幅鍵控法 	2.1.2.2　移頻鍵控法 	2.1.2.3　移相鍵控法 　　　2.1.3　模擬信號的脈沖調(diào)制 	2.1.3.1　脈沖幅度調(diào)制 	2.1.3.2　脈沖寬度調(diào)制 	2.1.3.3　脈沖相位調(diào)制 	2.1.3.4　脈沖頻率調(diào)制 	2.1.3.5　脈沖數(shù)調(diào)制 	2.1.3.6　脈沖編碼調(diào)制 　　　2.1.4　PCM　信號的再調(diào)制 	2.1.4.1　各種脈沖調(diào)制方式的特性參數(shù) 	2.1.4.2　常用的PCM再調(diào)制方式 　　2.2　磁存儲技術 　　　2.2.1　數(shù)字磁帶錄音機 	2.2.1.1　旋轉(zhuǎn)磁頭數(shù)字磁帶錄音機 	2.2.1.2　固定磁頭數(shù)字磁帶錄音機 	2.2.1.3　盒式數(shù)字磁帶錄音機 　　　2.2.2　數(shù)字磁盤存儲器 	2.2.2.1　接觸式軟磁盤存儲器 	2.2.2.2　硬磁盤存儲器 	2.2.2.3　磁盤陣列 　　　2.3　光盤存儲技術 	2.3.1　CD存儲系統(tǒng) 	　2.3.1.1　CD 　　　　　2.3.1.2　激光信號拾取系統(tǒng) 　　　　　2.3.1.3　伺服系統(tǒng) 　　　　　2.3.1.4　數(shù)字解調(diào)系統(tǒng) 　　　2.3.2　VCD機 　　　　　2.3.2.1　MPEG-1音視頻數(shù)據(jù)壓縮 　　　　　2.3.2.2　MPEG-1數(shù)據(jù)碼流 　　　　　2.3.2.3　VCD 　　　　　2.3.2.4　VCD機的基本構(gòu)成 　　　2.3.3　超級VCD機 　　　2.3.4　DVD存儲系統(tǒng) 　　　　　2.3.4.1　DVD 　　　　　2.3.4.2　DVD激光頭 　　　　　2.3.4.3　DVD解碼器 　　　　　2.3.4.4　藍光DVD 　　2.4　其他數(shù)字聲源 　　　2.4.1　MP3數(shù)字聲源 　　　2.4.2　MIDI數(shù)字合成聲源 　　　　　2.4.2.1　FM合成的MIDI聲源 　　　　　2.4.2.2　波表合成的MIDI聲源 　　　2.4.3　DVD-Audio 　　　2.4.4　MD數(shù)字聲源 　2.5　音視頻輸出端口的特性 　　2.5.1　各種多聲道環(huán)繞聲編碼的輸出特性 　　2.5.2　各種視頻輸出端口的特性 　第3章　數(shù)據(jù)通信技術 　第4章　計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡互連設備 　第5章　局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)技術　第6章　Internet技術應用篇 　第7章　數(shù)字擴聲系統(tǒng) 　第8章　內(nèi)部通信系統(tǒng) 　第9章　公共廣播系統(tǒng) 　第10章　數(shù)宇會議系統(tǒng)和同聲傳譯系統(tǒng) 　第11章　視頻會議系統(tǒng)　第12章　投影顯示技術　第13章　LED大屏幕顯示技術　第14章　數(shù)字調(diào)光網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng) 　第15章　電視監(jiān)控系統(tǒng) 附錄 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.8.1.4 RA、RM、RAM聲音文件格式RA（Real Audio）文件是Real Network公司開發(fā)的一種新型流式音頻（Streaming Audio）文件格式，主要用于低速率廣域網(wǎng)上的實時音頻信息傳輸?？蛻舳双@得的聲音質(zhì)量取決于連接網(wǎng)絡的速率：14.4kbit／s的網(wǎng)絡帶寬可獲得調(diào)幅（AM）廣播的聲音質(zhì)量，28.8kbit／s的網(wǎng)絡帶寬可達到調(diào)頻（FM）廣播的聲音質(zhì)量，如果擁有ISDN或更高的線路帶寬，可獲得CD的聲音質(zhì)量。Real的主要文件格式有以下幾種：RA、RM（Real Media，Real Audio GZ）和RMX（Real.Audio Secured）。1.8.1.5 ASF、ASX、WMA、WAX聲音文件格式ASF和WMA（Windows.Media Audio）都是微軟公司針對Real Network公司開發(fā)的新一代網(wǎng)上流式數(shù)字音頻壓縮技術，這種壓縮技術的特點是同時兼顧了保真度和網(wǎng)絡傳輸需求。采用WMA文件格式壓縮的聲音文件比由相同文件轉(zhuǎn)化而來的MP3文件要小得多，而音質(zhì)又毫不遜色。WMA的壓縮率一般可達到18：1，音質(zhì)好的可與CD音質(zhì)媲美，壓縮率高的可用于網(wǎng)絡廣播。WMA可通過DRM。方案加入防復制保護。WMA支持音頻流技術，適合網(wǎng)絡在線播送。WMA是Windows XP操作系統(tǒng)默認的編碼格式，新版本的Windows Media Player 7.0增加了直接把CD格式轉(zhuǎn)換為WMA格式的功能。1.8.1.6 VQF聲音文件格式VQF（Twin VQ File）是YAMAHA公司購置NTF（Nippon Telegraph and Telephone，日本電報電話）公司的技術開發(fā)的一種音頻壓縮技術，是Yamaha公司的專有文件格式，需要YAMAHA公司的VQF播放器才能播放，其他播放器需安裝支持插件才能播放。它的核心是使用減少數(shù)據(jù)流但保持音質(zhì)的方法來達到高的壓縮比，它的壓縮比比MP3高，而且音質(zhì)比MP3好，是一種很先進的聲音文件格式。VQF還提供WAV文件轉(zhuǎn)換到VQF文件的轉(zhuǎn)換軟件。

編輯推薦

《數(shù)字音視頻及其網(wǎng)絡傳輸技術》由機械工業(yè)出版社出版。

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