多媒体计算机技术（第5版） 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书为普通高等教育“十一五”*规划教材。本书系统地介绍了多媒体计算机技术的基本原理和多媒体计算机系统的组成，详述了数字声音、图像和视频处理中的关键技术；简要介绍了多媒体数据的采集与编辑、多媒体文档的组织与设计、多媒体数据存储与管理、多媒体计算机网络及多媒体数据安全涉及的关键技术。在此基础上，本书对多媒体技术的一些典型应用——数据可视化与信息可视化、指纹识别、人脸识别、唇语识别、视频监控与目标跟踪相关技术以及多媒体即时通信系统等进行了扼要介绍。本书还结合即时通信系统的设计案例以附录形式给出了一个综合应用课程设计。本书既可作为高等院校相关课程的教材，也可供从事多媒体应用研究与开发的工程技术人员参考。

目 录

第1章 多媒体计算机技术概述1

1.1 多媒体计算机技术的基本概念1

1.1.1 媒体1

1.1.2 多媒体2

1.2 多媒体计算机技术的发展历史4

1.3 多媒体计算机技术5

1.3.1 多媒体的软件和硬件平台6

1.3.2 高速处理器6

1.3.3 数据压缩及编码技术7

1.3.4 多媒体同步8

1.3.5 多媒体计算机网络与分布式处理技术9

1.3.6 信息的组织与管理9

1.3.7 多媒体数据存储10

1.3.8 虚拟现实和增强现实技术10

1.3.9 人机界面设计12

1.3.10 高速多媒体通信技术13

1.4 多媒体计算机技术的应用13

1.5 多媒体计算机技术的发展趋势15

思考与练习116

第2章 多媒体计算机系统的组成17

2.1 概述17

2.2 计算机I/O接口18

2.2.1 计算机I/O的变迁史18

2.2.2 USB接口发展史19

2.2.3 显示器接口20

2.3 常用I/O设备22

2.3.1 输入设备22

2.3.2 输出设备24

2.4 数字音频/视频设备30

2.4.1 声卡31

2.4.2 显卡33

2.4.3 视频采集卡36

2.4.4 数码产品36

2.5 存储设备和存储技术40

2.5.1 存储设备40

2.5.2 存储技术43

思考与练习245

第3章 图形、图像处理技术及其应用46

3.1 信号处理的基本术语46

3.1.1 采样和量化47

3.1.2 采样长度的选择与频率分辨率48

3.1.3 离散傅里叶变换48

3.1.4 小波变换49

3.2 图像数据压缩基础51

3.2.1 色彩的基本概念51

3.2.2 彩色空间及其变换53

3.2.3 图像数据压缩的可能性55

3.3 图像数据压缩算法56

3.3.1 信息熵编码57

3.3.2 词典编码60

3.3.3 预测编码61

3.3.4 变换编码62

3.3.5 模型编码63

3.4 常用图形、图像文件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 二维码编码原理及其应用73

3.5.1 QR码的基本结构73

3.5.2 QR码的编码过程74

3.5.3 二维码应用75

3.6 动态图像压缩技术和标准76

3.6.1 MPEG标准概述76

3.6.2 MPEG-1标准77

3.6.3 MPEG-2标准80

3.6.4 MPEG-4标准82

3.6.5 MPEG-7标准84

3.7 H.26x标准85

3.7.1 H.261标准86

3.7.2 H.263标准86

3.7.3 H.264标准88

3.7.4 H.265标准91

3.8 AVS标准92

3.8.1 AVS与H.264比较93

3.8.2 AVS2的特点94

3.9 Theora和WebM简介96

思考与练习397

第4章 音频信号及其处理98

4.1 音频编码基础98

4.1.1 音频信号的特点98

4.1.2 音频信号处理的方法100

4.1.3 音频文件的存储格式101

4.1.4 音频质量的度量102

4.2 音频信号压缩技术103

4.2.1 脉冲编码调制105

4.2.2 增量调制106

4.2.3 DSD编码107

4.2.4 自适应脉冲编码调制108

4.2.5 差分脉冲编码调制109

4.2.6 自适应差分脉冲编码调制109

4.2.7 子带编码109

4.3 音频编码标准110

4.3.1 CCITT G系列音频压缩标准110

4.3.2 MP3压缩标准112

4.3.3 AAC编码112

4.3.4 Ogg Vobis113

4.3.5 移动平台常用的音频编码114

4.4 语音合成技术及应用117

4.4.1 语音合成的基本方法117

4.4.2 语音合成的三个层次119

4.4.3 语音合成技术的应用119

4.5 语音识别技术的发展及应用120

4.5.1 语音识别的发展历史120

4.5.2 语音识别技术121

4.5.3 语音识别系统的类型123

4.6 声纹识别技术及其应用126

思考与练习4127

第5章 多媒体数据采集与编辑129

5.1 多媒体数据采集129

5.1.1 Windows环境下声音数据的采集129

5.1.2 Windows环境下视频数据的采集132

5.2 Microsoft DirectX135

5.2.1 DirectX的特性136

5.2.2 Microsoft DirectSound简介139

5.2.3 Microsoft DirectShow简介141

5.2.4 DirectShow应用程序的开发144

5.2.5 DirectShow应用示例145

5.3 多媒体创作工具147

5.3.1 多媒体创作工具的分类147

5.3.2 音频处理软件147

5.3.3 图形、图像及动画制作与编辑软件148

5.3.4 网络音频、视频文件制作150

5.4 图像特效150

5.4.1 图像特效的常用手法151

5.4.2 图像特效的技术手段152

5.4.3 图像特效在人脸美化中的应用157

5.5 多媒体应用软件158

5.6 多媒体播放器159

思考与练习5160

第6章 多媒体文档的组织与设计161

6.1 超文本和超媒体161

6.1.1 超文本概述161

6.1.2 超文本系统的基本特征162

6.2 HTML简介165

6.2.1 HTML的发展历史165

6.2.2 HTML文件结构166

6.2.3 HTML的标签和属性167

6.2.4 超链接167

6.2.5 HTML的多媒体实现169

6.3 HTML5171

6.3.1 HTML5的主要特性171

6.3.2 HTML5在移动开发中的应用175

6.4 XML简介176

6.4.1 XML的特点177

6.4.2 XML与HTML的区别177

6.5 SMIL及其应用示例178

6.5.1 SMIL简介178

6.5.2 SMIL的基本语法规则178

6.5.3 SMIL应用设计179

6.5.4 SMIL应用示例183

6.6 设计超文本的工具184

6.6.1 JavaScript184

6.6.2 动态网页设计190

6.6.3 Ajax技术191

6.6.4 SVG192

6.6.5 Web 2.0和Web 3.0192

思考与练习6194

第7章 多媒体数据存储与管理195

7.1 多媒体数据的特点195

7.2 多媒体数据的管理196

7.2.1 多媒体数据模型196

7.2.2 多媒体数据库体系结构198

7.3 多媒体数据检索与查询200

7.3.1 查询方法200

7.3.2 万维网文档的检索技术201

7.3.3 基于内容的多媒体数据检索203

7.4 结构化查询语言SQL210

7.4.1 SQL简介210

7.4.2 SQL的数据类型211

7.4.3 SQL的基本语法214

7.4.4 多媒体数据保存与获取示例216

7.5 多媒体数据挖掘218

7.5.1 数据挖掘的概念218

7.5.2 Web挖掘219

7.5.3 多媒体数据挖掘219

思考与练习7221

第8章 多媒体计算机网络222

8.1 多媒体网络通信技术222

8.1.1 三大定律和互联网的特性222

8.1.2 多媒体通信网络的基本结构和特点223

8.1.3 计算机网络概述224

8.1.4 网络接入技术226

8.1.5 短距离无线通信技术229

8.1.6 移动通信技术及标准233

8.2 分布式多媒体计算机系统240

8.2.1 分布式多媒体计算机系统的基本特征240

8.2.2 分布式多媒体计算机系统服务模型241

8.2.3 分布式多媒体系统的层次结构242

8.2.4 网格243

8.2.5 云计算244

8.3 P2P网络246

8.3.1 P2P技术体系结构与分类246

8.3.2 P2P网络的特点248

8.3.3 P2P技术的应用248

8.4 无线多媒体传感器网络250

8.4.1 无线传感器网络的特点251

8.4.2 无线传感器网络的结构252

8.4.3 无线传感器网络的设计252

8.4.4 无线多媒体传感器网络253

8.5 物联网254

8.6 流媒体传输协议257

8.6.1 RTP/RTCP257

8.6.2 RSVP259

8.6.3 RTSP260

思考与练习8261

第9章 多媒体数据安全262

9.1 多媒体数据安全的主要内容262

9.2 基于多媒体数据的信息隐藏263

9.2.1 基于图像的信息隐藏264

9.2.2 基于音频的信息隐藏266

9.2.3 基于视频的信息隐藏269

9.3 多媒体内容安全271

9.3.1 语音数据加密272

9.3.2 视频数据加密273

9.3.3 VoIP媒体流安全通信274

9.4 音/视频版权保护278

9.4.1 数字版权管理技术现状279

9.4.2 基于设备的密钥绑定版权保护方法280

9.5 家庭数字影院版权保护282

9.5.1 家庭数字影院发行版制版安全机制282

9.5.2 家庭数字影院节目内容的授权访问机制282

9.5.3 家庭数字影院放映终端的安全播放机制283

思考与练习9284

第10章 多媒体应用285

10.1 数据可视化与信息可视化285

10.1.1 可视化概述285

10.1.2 数据可视化的图表类型286

10.1.3 信息可视化288

10.1.4 数据新闻289

10.2 图像识别及其应用292

10.2.1 图像识别过程292

10.2.2 指纹识别294

10.2.3 人脸识别297

10.2.4 唇语识别301

10.3 视频监控与目标跟踪303

10.3.1 视频监控系统的原理303

10.3.2 视频监控系统的发展方向304

10.3.3 视频目标检测与跟踪305

10.3.4 视频监控在平安城市中的应用306

10.4 即时通信系统307

10.4.1 即时通信系统的设计要求307

10.4.2 即时通信的标准308

10.4.3 即时通信的基本流程309

10.4.4 即时通信系统的结构309

10.4.5 Skype系统简介310

思考与练习10311

第11章 多媒体应用系统设计案例312

11.1 基于Python的数据可视化312

11.1.1 实例一的运行环境312

11.1.2 分析方法与过程313

11.1.3 实例一小结320

11.2 基于腾讯优图的人工智能应用320

11.2.1 实例二的运行环境320

11.2.2 使用腾讯优图API的过程320

11.2.3 实例二小结325

11.3 基于百度AI的人脸检测微信小程序325

11.3.1 注册小程序账号325

11.3.2 安装并运行小程序开发平台325

11.3.3 人脸检测微信小程序设计327

11.3.4 实例三小结333

11.4 智能婴儿床系统设计333

11.4.1 设计背景333

11.4.2 设计过程333

11.4.3 功能需求334

11.4.4 所用硬件设备334

11.4.5 系统开发环境335

11.4.6 系统设计335

11.4.7 实例四小结347

11.5 基于人脸识别的智能储物柜设计347

11.5.1 OpenCV与人脸识别347

11.5.2 总体架构348

11.5.3

鲁宏伟，华中科技大学计算机学院教授，工学博士，主持与某研究院合作项目5项、校教学改革项目1项、其他各类横向项目10余项。

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前言

前    言

在现代人的信息交流中，电子邮件、网络即时聊天等各种社交软件代替了传统邮政系统的书信往来甚至手机短信，这些新的通信手段不但方便、快捷，而且极大地降低了成本。多媒体网络的应用也很广泛，在线直播、网络游戏和流媒体技术正在逐步改变着人们的传统娱乐与通信方式。

目前，虽然已经有不少多媒体技术方面的参考书，但计算机和网络技术超乎寻常的发展使得多媒体技术推陈出新的速度日益加快，因而需要在已有参考书的基础上不断补充一些新的内容。作者近年来一直从事多媒体计算机技术的应用研究，并承担研究生和本、专科生的课程教学工作，编写此书的目的是希望能使读者在学习和掌握多媒体计算机技术的基本理论与方法的同时，熟悉一些新的技术，了解常见多媒体应用系统的基本原理，并能够利用这些技术去开发一些新的应用。

本书自第1版（2002年）发行以来，已重印几十次。第5版是在第4版（2011年）基础上修订完成的，除删除一些作者认为已经不太前沿的技术内容外，重点增加了近年来出现的一些新技术的介绍，使本书能够与时俱进。

具体增删的内容概括如下：

考虑到基于USB接口存储设备容量的不断增大，无论是台式计算机还是便携式计算机已经不再将光盘驱动器作为基本配置，因此这一版删除了第4版中关于光存储方面的内容；在第2章有关多媒体计算机系统组成的介绍中简化了关于USB接口的内容，重点介绍各种类型的I/O接口，将第4章中关于声卡的相关介绍移到了本章；第3章中简化了JPEG标准的介绍，增加了目前广泛应用的二维码、的视频编码标准H.265、AVS2（国内标准）及免专利费的WebM标准的介绍；第4章增加了目前普遍采用的音频压缩编码标准和移动平台常用的音频编码技术，增加了有关声纹识别技术的内容；删除了第5章的内容，增加了“多媒体数据安全”一章，并将其放在第9章；原第6章调整为第5章，删除了部分内容，更新了关于DirectX的介绍，增加了图像特效的内容，以满足读者对目前广泛使用的“美图”原理的理解；原第7章调整为第6章，增加了对HTML5及其在移动App开发中的应用；原第8章调整为第7章，删除了“多媒体数据库构造”一节，增加了“多媒体数据的管理”一节，在基于内容搜索方面，增加了“以图搜图”内容的介绍；原第9章调整为第8章，更新了短距离无线通信和移动通信技术及标准的内容，增加了物联网三维体系结构的介绍；第9章为增加的“多媒体数据安全”；第10章仅保留了“即时通信系统”一节，增加了数据可视化与信息可视化、图像识别及其应用、视频监控与目标跟踪等相关内容。

为了加强实践环节，本次修订增加了应用案例的内容作为第11章，包括7个围绕多媒体技术应用的设计实例。

除以上变化外，在前面的部分章节中，为了让读者更好地了解其中的一些细节，嵌入了“百度百科”链接的二维码，读者用手机扫描二维码即可获取更详细的内容介绍。

多媒体计算机技术涵盖的内容涉及多个学科领域，完整地理解所有内容不仅对非计算机专业的读者是非常困难的，而且对计算机及相关专业的读者也是困难的，原因是读者的专业基础不同，更重要的是很多内容只能在实践中去领会和掌握。因此，在课程教学过程中，可以根据学时适当地进行取舍，并辅以一定的实践环节，以达到理论与实践相结合的目的。

第5版主要由鲁宏伟和甘早斌编著。第11章的几个实例中，有的源于作者指导本科生课程设计或毕业设计的内容，有的源于指导研究生而专门设计的案例。其中，11.1节和11.6节的内容由廖畅同学提供，11.3节源于肖天冉、龚慧媛、裴凌枫、唐珊珊和陈艺欣等同学的“物联网应用系统综合设计”，11.4节和11.5节分别来源于李智炜和代卓斌同学的本科毕业设计论文，11.7节由中央美术学院的鲁宇时同学编写，在此一并表示感谢。

应该说明的是，多媒体计算机技术涉及的领域多、发展速度快，尽管作者尽努力将这些的技术介绍给读者，但限于学识和能力，难免挂一漏万，错误在所难免。对于书中的错误和不当之处，恳请读者批评指正。

后感谢所有对本书的写作和出版提供了帮助的人们。

本书为教师提供配套的教学资源（如电子课件等），有需要者，请登录到华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn），免费注册后下载。

读者在阅读本书的过程中如有反馈信息，请加入QQ群192910558交流。

                                                    作  者

书籍介绍

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。本书系统地介绍了多媒体计算机技术的基本原理和多媒体计算机系统的组成，详述了数字声音、图像和视频处理中的关键技术；简要介绍了多媒体数据的采集与编辑、多媒体文档的组织与设计、多媒体数据存储与管理、多媒体计算机网络及多媒体数据安全涉及的关键技术。在此基础上，本书对多媒体技术的一些典型应用——数据可视化与信息可视化、指纹识别、人脸识别、唇语识别、视频监控与目标跟踪相关技术以及多媒体即时通信系统等进行了扼要介绍。本书还结合即时通信系统的设计案例以附录形式给出了一个综合应用课程设计。本书既可作为高等院校相关课程的教材，也可供从事多媒体应用研究与开发的工程技术人员参考。