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。

    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。

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