數(shù)字音視頻技術(shù)

前言

　　數(shù)字音視頻技術(shù)作為核心的新興產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為當(dāng)前及今后一段時(shí)期提升區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模和檔次的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。　　本書從技術(shù)和應(yīng)用兩大方面對(duì)信源編碼技術(shù)、信道編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，對(duì)數(shù)字音視頻技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域、廣播電視領(lǐng)域、多媒體計(jì)算機(jī)領(lǐng)域及多媒體通信領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了全面的介紹，讓學(xué)生掌握數(shù)字音視頻技術(shù)的基本原理，了解數(shù)字音視頻技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。　　在編寫過(guò)程中，我們遵照循序漸進(jìn)的原則，結(jié)合高職高專實(shí)行“雙證制”的需要，采用富有彈性的模塊化結(jié)構(gòu)，對(duì)知識(shí)與能力進(jìn)行有機(jī)的綜合。內(nèi)容編排力求由淺人深，通俗易懂，對(duì)數(shù)字音視頻領(lǐng)域中所涉及的各種技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行了詳盡的闡述，并配以豐富的圖表和圖片，以利于學(xué)生形象地掌握最基本的原理和相關(guān)技術(shù)。本書主要有以下特點(diǎn)?！　。?）技術(shù)上的先進(jìn)性。本書在取材上力求反映數(shù)字音視頻技術(shù)的最新動(dòng)態(tài)，注意吸收新知識(shí)、新理論和新技術(shù)的成果，重點(diǎn)講述數(shù)字音視頻領(lǐng)域中的核心技術(shù)和主流技術(shù)?！　。?）知識(shí)上的完整性。數(shù)字音視頻技術(shù)課程涉及內(nèi)容廣泛，單獨(dú)講解某種設(shè)備和技術(shù)難免以偏概全，不利于完整了解整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)有的功能。為便于學(xué)生理解，本書對(duì)數(shù)字音視頻技術(shù)的相關(guān)設(shè)備、基本概念、體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)性進(jìn)行了完整描述?！　。?）結(jié)構(gòu)上的系統(tǒng)性。現(xiàn)實(shí)中的數(shù)字音視頻領(lǐng)域規(guī)模龐大，技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備種類繁多，必須科學(xué)地、有機(jī)地組合在一起才能發(fā)揮作用。全書各章由典型設(shè)備、基本知識(shí)與主要技術(shù)、專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)三大模塊組成，充分體現(xiàn)“寬基礎(chǔ)、薄理論、強(qiáng)技能”的專業(yè)教學(xué)特色?！　。?）突出了實(shí)用性。本書結(jié)合高職高專的教學(xué)特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相結(jié)合。由于現(xiàn)代產(chǎn)品的集成度很高，在介紹工作原理時(shí)，不必一覽無(wú)余地對(duì)其內(nèi)部的每一個(gè)元器件進(jìn)行分析。我們只須講解主要芯片、關(guān)鍵部件和電路的主要功能就可以了。　?。?）注重能力培養(yǎng)。本書內(nèi)容較多，涉及面寬，從實(shí)用的角度出發(fā)，在注意提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，結(jié)合職業(yè)資格考證的需要，精心安排技能實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)，提高他們解決實(shí)際問(wèn)題和實(shí)踐操作的能力?！　∮捎诟餍５膶?shí)際情況不同，建議教師采用有所教有所不教和有所學(xué)有所不學(xué)的策略靈活處理各章內(nèi)容?！　”緯山庀辔帷⒔馕牟┚帉憽５?章、第9章解文博編寫，其余各章由解相吾編寫，全書由解相吾統(tǒng)稿。徐小英、陳炯堯、吳嘉明、關(guān)天軍、陳杰輝、鐘科科、楊遠(yuǎn)輝等為本書的資料收集和整理提供了大量的幫助?！　”緯诰帉戇^(guò)程中，參考了大量的文獻(xiàn)和資料，書后的參考文獻(xiàn)僅列出其中的一部分，其他出處實(shí)難一一指出，在此特向本書所引用資料的作者表示衷心的感謝?！　∮捎诰帉憰r(shí)間倉(cāng)促，編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，歡迎廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

--------------------------------------------------------------------------------　　本書以數(shù)字音視頻技術(shù)為主線，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，結(jié)合典型設(shè)備，深入淺出地介紹了數(shù)字音視頻技術(shù)的基本原理和相關(guān)技術(shù)。全書共分9章，對(duì)數(shù)字音視頻信源編碼技術(shù)、信道編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述；對(duì)數(shù)字音視頻技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域、廣播電視領(lǐng)域、多媒體計(jì)算機(jī)領(lǐng)域及多媒體通信領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了全面的介紹；精心設(shè)計(jì)了相關(guān)技能訓(xùn)練項(xiàng)目，是一部體系新穎、內(nèi)容全面的通用基礎(chǔ)教材。　　本書可作為高職院校和其他高等院校電子信息、應(yīng)用電子、通信技術(shù)、廣播電視、多媒體技術(shù)等專業(yè)的教材，也可以供相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章　概述　　1.1　數(shù)字音視頻技術(shù)的基本概念與主要特點(diǎn)　　1.2　數(shù)字音視頻系統(tǒng)的組成　　1.3　數(shù)字音視頻系統(tǒng)的業(yè)務(wù)與應(yīng)用　　1.4　數(shù)字音視頻技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)　　技能訓(xùn)練一：數(shù)碼視聽(tīng)設(shè)備的連接操作　　思考與練習(xí)　第2章　數(shù)字音頻技術(shù)基礎(chǔ)　　典型設(shè)備：CD機(jī)　　基本知識(shí)與主要技術(shù)　　2.1　聲學(xué)原理　　　2.1.1　聲音物理特性　　　2.1.2　人的聽(tīng)覺(jué)特性　　2.2　聲音數(shù)字化　　　2.2.1　數(shù)字化概述　　　2.2.2　模/數(shù)變換　　　2.2.3　數(shù)/模變換　　2.3　數(shù)字音頻的主要性能參數(shù)　　2.4　數(shù)字音頻文件的常見(jiàn)格式　　技能訓(xùn)練二：CD/VCD機(jī)芯結(jié)構(gòu)觀察與拆裝　　技能訓(xùn)練三：CD機(jī)的電路觀測(cè)　　思考與練習(xí)　第3章　音頻壓縮編解碼　　典型設(shè)備：MP3播放器　　基本知識(shí)與主要技術(shù)　　3.1　音頻壓縮概述　　　3.1.1　音頻壓縮的可行性　　　3.1.2　音頻壓縮編碼技術(shù)分類　　3.2　波形編碼　　　3.2.1　脈沖編碼調(diào)制　　　3.2.2　差分脈沖編碼調(diào)制　　　3.2.3　自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制　　　3.2.4　增量調(diào)制和自適應(yīng)增量調(diào)制　　　3.2.5　子帶編碼　　　3.2.6　矢量編碼　　3.3　參數(shù)編碼　　　3.3.1　語(yǔ)音生成模型　　　3.3.2　線性預(yù)測(cè)編碼　　3.4　混合編碼　　　3.4.1　多脈沖線性預(yù)測(cè)編碼　　　3.4.2　規(guī)則脈沖激勵(lì)/長(zhǎng)項(xiàng)預(yù)測(cè)編碼　　　3.4.3　碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼　　　3.4.4　矢量和激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼　　　3.4.5　多帶激勵(lì)語(yǔ)音編碼　　　3.4.6　混合激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼　　3.5　MPEG音頻編碼　　　3.5.1　MPEG-1音頻　　　3.5.2　MPEG-2音頻　　　3.5.3　MPEG-4音頻　　　3.5.4　MPEG-7音頻　　　3.5.5　杜比AC-3　　3.6　G.7xx系列編碼標(biāo)準(zhǔn)　　技能訓(xùn)練四：MP3播放器的整機(jī)認(rèn)識(shí)與拆裝　　技能訓(xùn)練五：MP3播放器的升級(jí)擴(kuò)容　　思考與練習(xí)　第4章　數(shù)字視頻編碼基礎(chǔ)　　典型設(shè)備：DV(數(shù)字?jǐn)z錄機(jī))　　基本知識(shí)與主要技術(shù)　　4.1　光與色　　　4.1.1　光的特性與度量　　　4.1.2　色彩　　4.2　視覺(jué)與圖像　　　4.2.1　視覺(jué)現(xiàn)象　　　4.2.2　圖像　　4.3　視頻　　　4.3.1　視頻信號(hào)的獲取和顯示　　　4.3.2　視頻信息和信號(hào)特點(diǎn)　　　4.3.3　模擬視頻　　　4.3.4　數(shù)字視頻　　4.4　視頻信號(hào)的數(shù)字化　　　4.4.1　A/D變換器中的舍入法量化　　　4.4.2　并串型A/D變換器　　　4.4.3　PCM編碼器　　　4.4.4　D/A變換器　　4.5　視頻編碼　　　4.5.1　視頻壓縮原理　　　4.5.2　視頻編碼的方案體系　　　4.5.3　視頻壓縮編碼的分類　　技能訓(xùn)練六：DV機(jī)的視頻采集　　思考與練習(xí)　第5章　視頻壓縮編碼　　典型設(shè)備：VCD影碟機(jī)　　基本知識(shí)與主要技術(shù)　　5.1　預(yù)測(cè)編碼　　　5.1.1　預(yù)測(cè)編碼的基本內(nèi)容　　　5.1.2　預(yù)測(cè)編碼的類型　　　5.1.3　預(yù)測(cè)器　　　5.1.4　后向預(yù)測(cè)和雙向預(yù)測(cè)　　　5.1.5　像素塊預(yù)測(cè)　　　5.1.6　量化與編碼　　　5.1.7　具有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸瑑?nèi)插　　5.2　變換編碼　　　5.2.1　變換編碼的基本原理　　　5.2.2　正交變換矩陣　　　5.2.3　離散余弦變換(DCT)　　5.3　統(tǒng)計(jì)編碼　　　5.3.1　霍夫曼編碼　　　5.3.2　游程編碼　　　5.3.3　算術(shù)編碼　　5.4　子帶編碼（SBC）　　5.4.1　子帶編碼原理　　　5.4.2　子帶濾波　　　5.4.3　二維子帶編碼　　5.5　小波變換編碼　　5.6　分形編碼　　　5.6.1　分形的概念　　　5.6.2　分形編碼原理　　5.7　知識(shí)(模型)基編碼　　　5.7.1　基于模型的編碼　　　5.7.2　語(yǔ)義基圖像編碼　　　5.7.3　物體基圖像編碼　　技能訓(xùn)練七：VCD機(jī)整機(jī)電路結(jié)構(gòu)觀測(cè)　　技能訓(xùn)練八：VCD機(jī)信號(hào)檢測(cè)與調(diào)整　　思考與練習(xí)　第6章　數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)　　典型設(shè)備：DVD影碟機(jī)　　基本知識(shí)與主要技術(shù)　　6.1　概述　　6.2　ITU-R BT.601數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)　　6.3　H.26X標(biāo)準(zhǔn)　　　6.3.1　H.261標(biāo)準(zhǔn)　　　6.3.2　H.263標(biāo)準(zhǔn)　　　6.3.3　H.264標(biāo)準(zhǔn)　　6.4　H.323可視通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)　　6.5　JPEG標(biāo)準(zhǔn)　　　6.5.1　JPEG　　　6.5.2　JPEG 2000　　6.6　MPEG標(biāo)準(zhǔn)　　　6.6.1　MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)　　　6.6.2　MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)　　　6.6.3　MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)　　　6.6.4　MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)　　　6.6.5　MPEG-21標(biāo)準(zhǔn)　　技能訓(xùn)練九：DVD機(jī)解碼電路的檢測(cè)　　技能訓(xùn)練十：DVD機(jī)主要信號(hào)波形測(cè)量　0　思考與練習(xí)　第7章　數(shù)字音視頻信號(hào)的傳輸技術(shù)　第8章　數(shù)字音視頻存儲(chǔ)技術(shù)　第9章　數(shù)字音視頻技術(shù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用　參考文獻(xiàn)　

章節(jié)摘錄

　　語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)高通濾波、低通濾波及加窗處理后提取基音周期的粗估值，然后在粗估值的周圍進(jìn)行細(xì)搜索，找到基音周期的準(zhǔn)確值，這樣做可以減小運(yùn)算量。得到基音周期準(zhǔn)確值后，根據(jù)此值計(jì)算各帶擬合誤差，判斷各帶是屬于濁音區(qū)還是清音區(qū)，并計(jì)算出各諧波的譜幅度值。最后，將這些參數(shù)量化編碼，傳送給解碼器。解碼器根據(jù)這些參數(shù)，將濁音帶的各諧波采用正弦信號(hào)激勵(lì)并在時(shí)域合成；清音帶則采用白噪聲激勵(lì)并在頻域合成，再經(jīng)過(guò)逆FFT變換成時(shí)域信號(hào)，最后將它們相加，形成完整的合成語(yǔ)音?！　BE聲碼器可以在4.8-1.2kbit／s的速率下得到較好的語(yǔ)音質(zhì)量，而且抗干擾能力較強(qiáng)，噪聲環(huán)境下的語(yǔ)音質(zhì)量不會(huì)嚴(yán)重惡化。許多衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)使用的都是這種聲碼器?！　?.4.6混合激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼　　混合激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（MELP）算法對(duì)語(yǔ)音的模式進(jìn)行兩級(jí)分類。首先將語(yǔ)音分為“清”和“濁”兩大類，這里的清音是指不具有周期成分的強(qiáng)清音，其余的均劃為濁音，用總的清／濁音判決表示。其次，把濁音再分為濁音和抖動(dòng)濁音，用非周期位表示。在對(duì)濁音和抖動(dòng)濁音的處理上，MELP算法利用了MBE算法的分帶思想，在各子帶上對(duì)混合比例進(jìn)行控制。這種方法簡(jiǎn)單有效，使用的比特?cái)?shù)也不多。如果使用1bit對(duì)每個(gè)子帶的混合比例參數(shù)進(jìn)行編碼，該參數(shù)也就簡(jiǎn)化為每個(gè)子帶的清／濁音判決信息。另外，在周期脈沖信號(hào)源的合成上，MELP算法要對(duì)工.PC分析的殘差信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，提取諧波分量，量化后傳到接收端，用于合成周期脈沖激勵(lì)。這種方法提高了激勵(lì)信號(hào)與原始?xì)埐畹钠ヅ涑潭取！　ELP的參數(shù)包括工,PC參數(shù)、基音周期、模式分類參數(shù)、分帶混合比例、殘差諧波參數(shù)和增益。如圖3-30所示，在MELP的參數(shù)分析部分，語(yǔ)音信號(hào)輸入后要分別進(jìn)行基音提取、子帶分析、LPC分析和殘差諧波譜計(jì)算。MELP算法的語(yǔ)音合成部分仍然采取LPC合成的形式，不同的是激勵(lì)信號(hào)的合成方式和后處理。

編輯推薦

　　《數(shù)字音視頻技術(shù)》特色：　　技術(shù)先進(jìn)，反映數(shù)字音視頻技術(shù)最新動(dòng)態(tài)；結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，體現(xiàn)寬基礎(chǔ)、薄理論、強(qiáng)技能；突出實(shí)用，符合高職高?！半p證制”需要。

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