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第1章 多媒体系统设计：引言1

1．1多媒体元素3

1．2多媒体应用6

1．2．1文档图像化7

1．2．2图像处理和图像识别8

1．2．3全运动数字视频应用11

1．2．4电子消息12

1．2．5一个通用的多媒体应用13

1．3多媒体系统的体系结构15

1．3．1高分辨率图形显示17

1．3．2 IMA体系结构框架17

1．3．3多媒体系统网络体系结构18

1．3．4联网标准20

1．4多媒体系统中正在发展的技术21

1．4．1超媒体文档22

1．4．2 HDTV和UDTV23

1．4．3三维技术和全息摄影24

1．4．4模糊逻辑25

1．4．5数字信号处理器26

1．5多媒体系统中的对象定义27

1．5．1文本27

1．5．2图像28

1．5．3音频和语音29

1．5．4全运动和现场视频29

1．6．1多媒体系统的文件格式30

1．6多媒体数据接口标准30

1．6．2视频处理标准31

1．6．3微软的AVI32

1．7数据压缩的需求33

1．7．1压缩标准33

1．7．2图像的无损压缩34

1．7．3照片和视频的有损压缩35

1．7．4硬件与软件压缩36

1．8多媒体数据库37

1．8．1多媒体存储和检索38

1．8．2多媒体系统的数据库管理系统39

1．8．3多媒体应用程序的数据库组织41

1．9小结42

1．8．4多媒体系统的事务管理42

1．10练习43

第2章 压缩和解压缩44

2．1压缩类型45

2．1．1无损压缩46

2．1．2有损压缩47

2．2二值图像压缩方法48

2．2．1位包编码（游程编码）48

2．2．2 CCITT Group3 1-D压缩49

2．2．3 CCITT Group3 2D压缩54

2．2．4 CCITT Group4 2D压缩56

2．3彩色、灰度和静止视频图像压缩57

2．3．1黑白电视和彩色图像组成59

2．3．2 JPEG压缩60

JPEG标准中的定义61

JPEG组成综述62

JPEG方法63

2．3．3离散余弦变换（DCT）65

量化66

之字形序列68

熵编码68

2．4视频图像压缩92

2．4．1全运动视频压缩的要求92

2．4．2 CCITT H．261视频编码算法（P×64）94

2．4．3 MPEG压缩95

MPEG编码方法96

2．4．4运动图片类型96

宏块97

运动补偿98

2．4．5 MPEG-299

2．4．6 MPEG-2，“大联盟”100

2．4．7向量量化100

2．4．8 Intel的Indeo技术101

2．4．9苹果公司的Quick Time102

2．4．10微软的AVI102

2．4．11 Intel的DVI102

2．5音频压缩102

2．5．1自适应差分脉冲编码调制103

2．6分形压缩103

2．7小结104

2．8练习105

第3章 数据和文件格式标准106

3．1富文本格式107

3．2 TIFF文件格式108

3．2．1 TIFF规范108

3．2．2 TIFF结构109

3．2．3 TIFF标记113

3．2．4关于实现TIFF的问题117

3．2．5 TIFF类118

3．3资源文件交换格式（RIFF）118

3．3．1带有两个子主块的RIFF主块120

3．3．2表主块121

3．3．3带有INFO表主块的RIFF波形音频文件格式121

3．3．4 RIFF MIDI文件格式123

3．3．5 RIFF DIBS（独立于设备的位图）124

3．3．6 RIFF调色板文件格式126

3．3．7 RIFF音频视频交错（AVI）文件格式127

3．3．8索引主块“idxl”133

3．3．9 AVI文件的边界条件处理133

3．4 MIDI文件格式134

通道消息135

系统消息136

3．5静止和运动图像的JPEG DIB文件格式138

3．5．1 JPEG 静止图像139

3．5．2 JPEG运动图像139

带有JPEG DIB的JPEG AVI文件格式139

3．8 TWAIN141

3．7 MPEG标准141

3．6 AVI Indeo文件格式141

3．8．1 TWAIN规范的目标142

3．8．2 TWAIN的体系结构143

3．8．3新的WAVE RIFF文件格式144

3．8．4设立新的WAVE类型147

微软ADPCM WAVE类型148

CCITT标准扩展WAVE类型150

CVI ADPCM Wave类型150

Creative实验室ADPCM151

Dolby实验室AC-2 Wave类型152

3．10练习153

3．9小结153

第4章 多媒体输入/输出技术155

4．1关键技术问题155

4．1．1传统输入设备的局限156

4．1．2显示和编码技术156

4．1．3分辨率和带宽问题157

4．1．4多媒体输入和输出设备157

4．2笔式输入158

4．2．1笔比鼠标和键盘更优越吗？159

4．2．2电子笔是如何工作的？160

电子笔161

数字化仪162

笔驱动程序162

识别器163

识别上下文管理程序163

字典164

显示驱动程序164

4．3视频图像显示系统164

4．3．1显示系统要求164

显示系统技术166

4．3．2显示性能问题167

4．3．3视频显示技术标准167

4．3．4 CRT显示系统170

显示术语172

4．3．5平板显示系统174

4．4打印输出技术175

4．4．1激光打印技术176

4．4．2染料升华打印机177

4．4．3彩色打印机技术问题178

4．5图像扫描仪179

4．5．1扫描仪的类型179

扫描仪格式系数179

扫描机理和使用问题180

4．5．2扫描仪的眼睛——电荷耦合器件181

CCD彩色获取182

4．5．3图像增强技术183

4．5．4图像操作184

4．5．5扫描仪特性185

4．5．6扫描性能186

4．6数字语音和音频186

4．6．1数字音频186

4．6．2数字语音187

4．6．3语音识别系统189

语音识别系统的类型191

语音识别系统性能194

语音识别的应用194

4．6．4乐器数字接口（MIDI）196

MIDI规范1．0197

MIDI通信协议198

4．6．5 MPC规范1．0和2．0199

4．6．6声音卡体系结构200

4．7数字相机203

4．7．1为什么用数字相机？204

4．8．1视频帧获取卡的体系结构205

4．8视频图像和动画205

4．8．2视频和静止图像处理208

帧内图像处理210

空间滤波处理211

帧处理213

4．8．3图像动画技术214

4．9全运动视频216

4．9．1视频摄像机216

4．9．2全运动视频控制器217

视频获取卡的体系结构217

4．9．3全运动视频的性能问题218

4．10小结219

4．11练习220

5．1磁介质技术221

第5章 存储和检索技术221

5．1．1硬盘技术和历史222

5．1．2磁存储密度和等待时间226

5．1．3磁盘跨接227

5．1．4 RAID（廉价磁盘的冗余阵列）228

RAID0层——磁盘划分技术229

RAID1层——磁盘镜像技术230

RAID2层——数据位交错技术231

RAID3层——并行磁盘阵列233

RAID4层——扇区交错技术234

RAID5层——块交错技术235

选择RAID系统的标准236

磁盘存储在多媒体上的使用237

适用于AV（音频/视频）的磁驱动器239

5．2光介质技术240

5．2．1光存储密度和等待时间241

5．2．2 CD-ROM241

CD-ROM的标准244

5．2．3小型盘（MD）248

5．2．4 WORM光盘驱动器249

5．2．5可重写光盘技术253

磁光技术253

相变可写式光盘255

颜料聚合物可写式光盘255

5．2．6多功能驱动器256

5．3分层存储管理256

5．3．1永久与瞬时存储的问题257

5．3．2光盘库258

5．3．3分层存储的应用259

5．4存储系统的高速缓冲存储器管理260

5．4．1低层次的盘高速缓冲存储261

5．4．2分层存储系统的高速缓冲存储器结构265

5．4．3分布式客户机-服务器系统的高速缓冲存储器268

5．4．4多媒体应用软件如何使用高速缓冲存储器？269

5．5小结270

5．6练习271

6．1专用计算处理器272

第6章 体系结构与通信272

6．1．1用户处理芯片273

6．1．2数字信号处理273

6．1．3 DSP与传统的体系结构279

6．2存储系统279

6．2．1存储器的类型与速度279

6．2．3存储器的组织281

6．3多媒体板卡方案283

6．3．1专用板卡283

6．4局域网/广域网连接284

6．4．1以太网286

6．4．2 FDDI II287

6．4．3 ISDN（综合业务数字网）292

6．4．4 Windows的电话接口体系结构296

6．4．5 ATM299

6．4．6基于公共网络的广域网303

6．4．7局域网和广域网设备305

6．4．8企业级多媒体应用中的局域网和广域网307

6．5分布式对象模型308

6．5．1对象连接嵌入（OLE）308

链接跟踪311

6．5．2分布式系统对象模型（DSOM）313

6．5．3公共对象请求代理（CORBA）313

6．6小结314

6．7练习315

第7章 多媒体应用程序设计316

7．1多媒体应用程序分类318

7．1．1游戏319

7．1．2多媒体信息库319

7．1．3运用机顶系统的交互式电视319

7．1．4视频/电话会议和超媒体邮件320

7．1．5共享工作区和运行环境321

7．1．6业务处理工作流应用程序322

7．2多媒体系统的类型323

7．2．1家庭/娱乐系统324

7．2．2业务系统324

7．3虚拟现实设计327

7．3．1人的因素327

7．3．2多媒体输入和输出328

7．3．3虚拟现实建模329

7．3．4虚拟现实设计考虑330

7．4多媒体系统部件331

7．4．2多媒体输出系统332

7．4．3多媒体存储系统332

7．4．1多媒体输入系统332

7．5多媒体数据库的组织334

7．5．1多媒体数据库的特点335

7．5．2多媒体系统中的数据库管理系统338

7．6应用程序工作流设计341

7．6．1文档图像管理系统工作流341

7．6．2多媒体对象的工作流问题343

7．7分布式应用程序设计346

7．7．1网络和通信347

7．7．2高速缓存管理348

7．7．3压缩和解压缩350

7．7．4索引与QC的工作流集成352

7．7．5注释353

7．8小结354

7．9练习355

第8章 多媒体著作和用户界面356

8．1多媒体著作系统357

8．1．1多媒体著作的设计问题358

8．1．2著作设计方法361

8．1．3多媒体著作系统的分类361

8．1．4多源多用户著作系统365

8．1．5电话著作系统366

8．2超媒体应用程序设计368

8．2．1应用程序集成370

8．2．2通用用户界面和应用程序集成370

8．2．4分布式数据访问371

8．2．5超媒体应用程序设计371

8．2．3数据交换371

8．2．6信息结构化372

8．2．7给对象加声音和视频374

8．3用户界面设计374

8．3．1应用程序中的导航375

8．3．2设计用户界面376

8．3．3多媒体应用程序的专用模拟376

组织者（organizer）模拟377

电话模拟378

听觉用户界面379

VCR模拟379

8．3．4音频/视频索引功能380

8．4信息访问381

8．5．1图像显示382

8．5．2音频质量382

8．5对象显示/播放问题382

视频帧交错383

场景变化帧检测383

8．5．3视频播放的特征383

视频比例缩放、摇镜头和变焦384

6．3．2多功能卡384

8．5．4三维对象显示和虚拟现实385

8．6小结386

8．7练习386

第9章 超媒体消息系统387

9．1可移动消息传送387

9．2超媒体消息部件388

9．2．1文本消息389

9．2．2 Rich-Text（富文本）消息390

9．2．3语音消息390

9．2．4全运动视频管理391

9．3超媒体链接和嵌入393

9．3．1超文本文档中的链接393

9．3．1链接和嵌入：定义394

9．4创建超媒体消息395

9．5集成多媒体消息标准396

9．5．1与厂商无关的消息396

9．5．2 MAPI支持398

9．5．4 X．400消息处理服务399

9．5．3电话API399

9．5．5 X．500目录系统标准401

9．5．6 Intetrnet消息402

9．6集成文档管理403

9．7小结404

9．8练习404

第10章 分布式多媒体系统405

10．1分布式多媒体系统的组成405

10．1．1应用软件407

10．1．2文档存储407

10．1．3图像和静态视频存储408

10．1．4音频和全运动视频存储408

10．1．6部件服务代理409

10．1．5对象目录服务代理409

10．1．7服户界面服务代理410

10．2分布式客户机—服务器操作410

10．2．1分布式工作组计算中的客户机411

10．2．2分布式工作组计算中的服务器412

10．2．3数据库操作412

10．2．4分布式成组计算中的中间件413

10．3多媒体对象服务器413

10．3．1多媒体服务器的类型414

10．3．2多媒体服务器的大容量存储416

WORM光盘417

光盘库418

10．3．3多媒体对象服务器的网络拓扑结构418

可重写式光盘418

10．4多服务器网络拓扑结构419

10．4．1传统的局域网420

10．4．2扩展的局域网420

10．4．3高速局域网423

10．4．4广域网424

10．4．5网络性能问题427

10．5分布式多媒体数据库427

10．5．1多媒体应用程序的数据库组织428

10．5．2多媒体系统的事务管理429

10．5．3将超媒体记录当作对象来管理431

10．6处理分布式对象434

10．6．1服务器间的通信434

10．6．2对象服务器结构435

10．6．3对象识别438

10．6．4对象修改管理440

10．6．5优化对象的网络定位441

10．6．6对象目录服务442

10．6．7多媒体对象检索443

10．6．8数据库复制（replication）技术445

10．6．9对象转存方案449

10．6．10优化对象存储451

10．7小结452

10．8练习453

第11章 系统设计：方法与依据454

11．1基本设计问题457

11．1．1关键的交付结果457

11．2．1技术评估458

11．2确定企业需求458

11．2．2业务信息模型459

11．3检验当前的体系结构和可行性460

11．4性能分析461

11．4．1性能分析与监测462

11．4．2设计中影响性能的问题463

11．5性能设计464

11．5．1存储管理464

11．5．2访问管理和存储分布优化465

11．5．3最大化网络传输468

11．5．4系统性能管理469

11．6多媒体系统设计470

11．6．1系统设计方法470

11．6．3面向对象多媒体系统471

11．6．2设计系统对象471

11．6．4设计对象472

11．6．5系统设计分析475

11．7系统可扩展性476

11．8小结476

11．9练习476

第12章 多媒体系统设计实例478

12．1确定企业需求479

12．2 IFC的业务模型479

12．3 IFC的业务信息模型480

12．3．1应用程序功能需求一览481

12．3．2客户与经纪人的责任482

12．3．3应用程序提供的功能483

12．3．4应用程序数据486

12．4体系结构建议和技术可行性488

12．4．1体系结构建议488

12．4．2存储需求与技术可行性489

12．5对象建模492

12．6分析性能需求492

12．7设计考虑492

12．8设计存储分布494

12．9优化网络传输495

12．10小结495

12．11练习495

多媒体术语表497

参考文献511