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出版者:人民邮电

作者:求是科技

出品人:

页数:644

译者:

出版时间:2006-6

价格:88.00元

装帧:

isbn号码:9787115148131

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
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《深入理解数字音视频世界：原理、标准与应用》 本书旨在为读者揭示数字音视频技术的核心奥秘，从基础的数字信号处理原理出发，层层深入到复杂的编解码算法，最终触及多媒体在现实世界中的广泛应用。我们并非聚焦于某一种具体的开发工具或语言，而是致力于构建一个全面、系统且深入的数字音视频知识体系，让读者在掌握核心技术的同时，也能理解其背后的逻辑和演进。 第一部分：数字音视频的基石——信号的数字化与还原 在数字音视频的旅程伊始，我们将首先踏足信号处理的殿堂。这里，我们不回避艰深的技术细节，而是力求用清晰的语言和直观的图示，解释声音和图像如何从模拟世界跃升至数字领域。 模拟信号与数字信号的本质区别：理解采样率、量化比特深度如何决定了数字信号对原始模拟信号的忠实度。我们将探讨奈奎斯特-香农采样定理，解释为何存在一个最低的采样频率来无损地还原信号。 声音的数字化：深入剖析PCM（脉冲编码调制）编码，它是无损音频的基础。我们将讨论不同采样率（如44.1kHz, 48kHz）和比特深度（如16-bit, 24-bit）对音质的影响，以及它们的应用场景。同时，也会提及其他音频表示方法，为后续的压缩技术打下基础。 图像的数字化：从像素的概念出发，解释图像的采样和量化过程。我们将探讨色彩空间（如RGB, YCbCr）的转换原理，理解为何在视频压缩中，Cb和Cr分量的采样率通常低于Y分量，这即是所谓的“色度欠采样”，是高效压缩的关键一步。我们将详细讲解不同色彩深度（如8-bit, 10-bit）对图像细节和表现力的影响。 第二部分：效率的追求——数字音视频的压缩之道 原始的数字音视频数据量极其庞大，直接传输和存储是不可行的。因此，编解码技术应运而生，成为现代多媒体的核心。本部分将深入探讨各类主流的音视频编解码标准，以及它们背后的核心算法。 音频编解码： 有损压缩（Lossy Compression）：我们将重点解析MP3、AAC等广泛应用的音频编码格式。深入理解其核心原理，如心理声学模型，如何利用人耳的听觉特性（如掩蔽效应）去除人耳不易察觉的信息。我们将详细讲解变换编码（如MDCT）、量化、熵编码等关键步骤。 无损压缩（Lossless Compression）：了解FLAC、APE等格式，它们在保持原始音质的同时，也能实现显著的压缩比。我们将探讨它们的预测编码、游程编码等技术。 现代音频编码（如Opus）：介绍当前在网络通信和流媒体领域备受青睐的Opus编码器，分析其融合了宽带语音和音频编码的优势，以及在不同网络条件下动态调整比特率的智能性。 视频编解码： 运动补偿预测（Motion Compensation Prediction）：这是现代视频编码的核心思想。我们将详细解析帧内预测（Intra-prediction）和帧间预测（Inter-prediction）的原理，理解如何通过寻找图像块在空间或时间上的相似性来减少冗余。 变换编码（Transform Coding）：讨论离散余弦变换（DCT）或离散正弦变换（DST）在视频编码中的作用，如何将时域信号转换为频域，便于量化。 量化（Quantization）：讲解如何根据感知的重要性来量化变换后的系数，这是有损压缩的关键步骤，也是信息损失的主要来源。我们将探讨均匀量化和非均匀量化。 熵编码（Entropy Coding）：理解霍夫曼编码（Huffman Coding）和算术编码（Arithmetic Coding）等技术，如何为具有不同出现概率的数据分配不同长度的码字，以达到进一步压缩的目的。 主流视频编码标准（H.264/AVC, H.265/HEVC, AV1等）：我们将深入剖析这些标准在基本原理上的演进和优化。例如，H.265/HEVC相比H.264/AVC在块划分、运动估计精度、环路滤波等方面做了哪些改进，以及AV1如何在免版税的前提下，实现更优的压缩效率。我们将重点讲解这些标准中特有的技术细节，例如HEVC的CU（Coding Unit）和PU（Prediction Unit）结构，AV1的PAETH预测等。 第三部分：数字音视频的生命线——传输、存储与应用 掌握了核心的编解码技术，我们还需要了解这些数据是如何在数字世界中流转和被使用的。 封装格式（Container Formats）：理解MP4, MKV, AVI, FLV等封装格式的作用，它们如何将音频、视频、字幕、元数据等打包成一个整体文件。我们将讲解不同的封装格式在多路复用（Muxing）和解复用（Demuxing）上的差异。 流媒体传输协议（Streaming Protocols）：探讨HTTP Live Streaming (HLS), Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) 等技术，它们如何在网络带宽不稳定的情况下，为用户提供流畅的观看体验。我们将解析其分片传输、码率自适应的原理。 实时通信（Real-time Communication）：介绍实时传输协议（RTP）和实时传输控制协议（RTCP）在音视频实时通信中的作用，以及它们与UDP协议的结合。 内容分发网络（CDN）：理解CDN如何通过分布式节点加速音视频内容的全球分发，提升用户访问速度和体验。 数字版权管理（DRM）：简要介绍DRM技术在保护音视频内容版权方面的作用。 实际应用场景：从蓝光碟片到高清电视，从网络直播到视频会议，从手机拍摄到VR/AR体验，我们将串联起这些技术在现实世界中的各种应用，让读者对数字音视频的价值有更深刻的认识。 本书特点： 理论与实践相结合：虽然不侧重于某一特定开发工具，但我们会引导读者思考如何在实际项目中应用这些原理。 系统性与深度并重：从宏观到微观，层层递进，确保读者能够构建起一个完整的知识框架，并深入理解关键技术细节。 通俗易懂的解释：我们力求用清晰的语言和丰富的图示，将复杂的概念可视化，帮助读者跨越技术壁垒。 关注行业前沿：在介绍经典技术的同时，也会对新兴的音视频技术和标准进行前瞻性的探讨。 通过本书的学习，您将不再仅仅是数字音视频的使用者，更能成为理解其内在机制的洞察者，为未来在相关领域的深入研究或开发打下坚实的基础。

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这本书的语言风格非常独特，它既有学术著作应有的严谨和精确，又保持了一种罕见的亲和力与叙事感。作者在讲解复杂算法时，仿佛在与一位经验丰富的同事进行一对一的交流，用词精准，句式清晰，很少出现晦涩难懂的行话堆砌。尤其在处理那些需要大量数学推导的部分时，作者总是能巧妙地穿插一些形象的比喻或历史背景介绍，使得沉重的技术内容变得生动起来。这种“润物细无声”的教学方式，极大地减轻了阅读过程中的认知负担。我发现自己并非是在“啃”一本技术书，而是在跟随一位耐心的导师，逐步解开技术的奥秘。这种高质量的文字表达，是衡量一本优秀技术书籍的另一重要标尺。

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从技术深度和前沿性来看，这本书的视野相当开阔，它没有停留在过时的技术标准上，而是紧密结合了当前行业内的主流编解码框架和最新的API接口。我特别欣赏其中关于性能优化策略的深入探讨，它不仅指出了“是什么”，更深入剖析了“为什么”会产生性能瓶颈，并提供了切实可行的优化方案，这些内容在许多同类书籍中往往是浅尝辄止的。对于如何平衡实时性和压缩率这一核心矛盾，书中给出的分析框架极具指导意义，结合了大量的实际测试数据和性能指标对比，让理论不再是空中楼阁。这种兼具学术严谨性和工程实用性的内容组织，使其成为一本可以伴随工程师职业生涯成长的参考书，而不是仅仅停留在入门阶段的读物。

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这本书的排版和装帧设计非常出色，拿到手里就能感受到制作上的用心。纸张的质感厚实，印刷的清晰度极高，即便是那些复杂的代码片段和技术图示，也能看得一清二楚，这对于长时间阅读技术书籍的读者来说，无疑是一个巨大的福音。尤其要提的是，书中对关键概念的图文结合处理得非常巧妙，一些抽象的算法流程通过精心绘制的流程图得到了直观的展现，极大地降低了理解门槛。装帧上采用的硬壳设计，想必能更好地保护书页，使得这本书经得起反复翻阅和查阅，体现了出版方对内容价值的认可和对读者的尊重。整体而言，这本书在物理形态上已经达到了专业工具书的高水准，让人在阅读技术内容之余，也能享受到一种愉悦的阅读体验。这种对细节的关注，往往是区分一本优秀技术书籍与普通参考资料的关键所在。

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阅读体验上，我发现作者在组织章节结构时展现了极高的逻辑性和条理性。内容并非是简单堆砌理论知识点，而是遵循了从宏观概念到微观实现的渐进式学习路径。开篇部分的理论基础介绍扎实而不冗余，随后迅速过渡到实际的工程实践案例，这种衔接自然流畅，使得读者能够清晰地把握知识在真实项目中的应用场景。书中大量穿插的“陷阱提示”或“最佳实践”小节，简直是为我这种边学边练的工程师量身定做，它们避免了许多初学者容易陷入的常见误区，极大地提高了学习效率。更令人称道的是，作者似乎深谙不同读者的学习节奏，对核心难点的讲解采用了多角度的阐述方式，确保了即便是初次接触该领域的新手也能逐步建立起完整的知识框架。

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实操层面的可复现性是衡量一本技术书籍价值的关键指标。这本书在这方面做得非常到位。代码示例的选取具有极强的代表性，它们不仅完整、可编译，而且每一段核心代码都配有详尽的注释和逻辑解释，真正做到了“即学即用”。更重要的是，书中构建的示例工程并非是孤立的技术片段集合，而是构成了一个相对完整的、可以运行的体系，这为读者在自己的项目中集成相关功能提供了坚实的基础蓝图。作者显然投入了大量精力去确保代码的正确性和与当前开发环境的兼容性，这对于我们这些需要将学习成果快速转化为生产力的技术人员来说，是无可替代的巨大价值。我能够信任书中的示例代码，并以此为起点进行更复杂的二次开发。

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