目　录

第 1章　概述　1
1.1　数字音视频技术的基本概念与主要特点　1
1.2　数字音视频系统的组成　2
1.3　数字音视频系统的业务与应用　5
1.4　数字音视频技术的发展趋势　10
技能训练一：数码视听设备的连接操作　12
思考与练习　13

第 2章　数字音频技术基础　14
典型设备：CD机　14
基本知识与主要技术　20
2.1　声学原理　20
2.1.1　声音物理特性　20
2.1.2　人的听觉特性　22
2.2　声音数字化　25
2.2.1　数字化概述　26
2.2.2　模/数变换　30
2.2.3　数/模变换　33
2.3　数字音频的主要性能参数　35
2.4　数字音频文件的常见格式　37
技能训练二：CD/VCD机芯结构观察与拆装　40
技能训练三：CD机的电路观测　41
思考与练习　42

第3章　音频压缩编解码　43
典型设备：MP3播放器　43
基本知识与主要技术　46
3.1　音频压缩概述　46
3.1.1　音频压缩的可行性　46
3.1.2　音频压缩编码技术分类　48
3.2　波形编码　50
3.2.1　脉冲编码调制　50
3.2.2　差分脉冲编码调制　52
3.2.3　自适应差分脉冲编码调制　54
3.2.4　增量调制和自适应增量调制　56
3.2.5　子带编码　58
3.2.6　矢量编码　61
3.3　参数编码　62
3.3.1　语音生成模型　62
3.3.2　线性预测编码　64
3.4　混合编码　65
3.4.1　多脉冲线性预测编码　65
3.4.2　规则脉冲激励/长项预测编码　66
3.4.3　码激励线性预测编码　67
3.4.4　矢量和激励线性预测编码　69
3.4.5　多带激励语音编码　70
3.4.6　混合激励线性预测编码　71
3.5　MPEG音频编码　72
3.5.1　MPEG-1音频　73
3.5.2　MPEG-2音频　74
3.5.3　MPEG-4音频　78
3.5.4　MPEG-7音频　79
3.5.5　杜比AC-3　80
3.6　G.7xx系列编码标准　81
技能训练四：MP3播放器的整机认识与拆装　83
技能训练五：MP3播放器的升级扩容　83
思考与练习　84

第4章　数字视频编码基础　85
典型设备：DV(数字摄录机)　85
基本知识与主要技术　88
4.1　光与色　88
4.1.1　光的特性与度量　88
4.1.2　色彩　90
4.2　视觉与图像　92
4.2.1　视觉现象　92
4.2.2　图像　93
4.3　视频　96
4.3.1　视频信号的获取和显示　97
4.3.2　视频信息和信号特点　98
4.3.3　模拟视频　100
4.3.4　数字视频　103
4.4　视频信号的数字化　106
4.4.1　A/D变换器中的舍入法量化　106
4.4.2　并串型A/D变换器　107
4.4.3　PCM编码器　109
4.4.4　D/A变换器　110
4.5　视频编码　111
4.5.1　视频压缩原理　112
4.5.2　视频编码的方案体系　113
4.5.3　视频压缩编码的分类　116
技能训练六：DV机的视频采集　120
思考与练习　121

第5章　视频压缩编码　122
典型设备：VCD影碟机　122
基本知识与主要技术　126
5.1　预测编码　126
5.1.1　预测编码的基本内容　126
5.1.2　预测编码的类型　126
5.1.3　预测器　128
5.1.4　后向预测和双向预测　128
5.1.5　像素块预测　129
5.1.6　量化与编码　131
5.1.7　具有运动补偿的帧内插　132
5.2　变换编码　135
5.2.1　变换编码的基本原理　135
5.2.2　正交变换矩阵　138
5.2.3　离散余弦变换(DCT)　138
5.3　统计编码　142
5.3.1　霍夫曼编码　142
5.3.2　游程编码　143
5.3.3　算术编码　143
5.4　子带编码(SBC)　145
5.4.1　子带编码原理　145
5.4.2　子带滤波　146
5.4.3　二维子带编码　147
5.5　小波变换编码　148
5.6　分形编码　149
5.6.1　分形的概念　149
5.6.2　分形编码原理　150
5.7　知识(模型)基编码　151
5.7.1　基于模型的编码　151
5.7.2　语义基图像编码　152
5.7.3　物体基图像编码　153
技能训练七：VCD机整机电路结构观测　154
技能训练八：VCD机信号检测与调整　155
思考与练习　156

第6章　数字视频编码标准　158
典型设备：DVD影碟机　158
基本知识与主要技术　160
6.1　概述　160
6.2　ITU-R BT.601数字视频标准　161
6.3　H.26X标准　162
6.3.1　H.261标准　162
6.3.2　H.263标准　167
6.3.3　H.264标准　168
6.4　H.323可视通信系统标准　173
6.5　JPEG标准　174
6.5.1　JPEG　174
6.5.2　JPEG 2000　177
6.6　MPEG标准　181
6.6.1　MPEG-1标准　182
6.6.2　MPEG-2标准　186
6.6.3　MPEG-4标准　191
6.6.4　MPEG-7标准　196
6.6.5　MPEG-21标准　198
技能训练九：DVD机解码电路的检测　199
技能训练十：DVD机主要信号波形测量　200
思考与练习　201

第7章　数字音视频信号的传输技术　202
典型设备：数字电视　202
基本知识与主要技术　207
7.1　信道编码的基本内容　207
7.2　差错控制编码　210
7.2.1　差错控制方式　210
7.2.2　差错编码的基本原理　211
7.2.3　简单差错编码　214
7.3　里德-所罗门码(RS码)　215
7.3.1　RS码的结构特点　215
7.3.2　RS码的编码　217
7.3.3　RS码的截短选择　218
7.3.4　RS码的译码　218
7.4　卷积码　218
7.4.1　卷积码的产生　218
7.4.2　卷积码的译码　220
7.5　信道编码中的交织技术　221
7.5.1　交织过程　221
7.5.2　卷积交织与解交织　226
7.6　Turbo码　227
7.6.1　软输出译码及并行级联卷积码　228
7.6.2　Turbo码的译码　229
7.6.3　Turbo码性能分析　229
7.7　数字电视信号的调制　230
7.8　数字调相与解调　231
7.8.1　二相移相键控信号的形成与解调　231
7.8.2　多进制相位调制与解调　232
7.8.3　多进制相位调制特点与应用　235
7.9　正交振幅调制(QAM)与解调　235
7.10　残留边带调制　238
7.11　TCM网格编码调制　240
7.11.1　TCM编码的基本原理　240
7.11.2　TCM编码的子集划分与译码　241
7.12　网格编码交织与去交织　242
7.12.1　网格编码交织原理　242
7.12.2　TCM接收端的去交织　244
7.13　正交频分复用和编码正交频分复用　244
7.13.1　OFDM数字调制技术　245
7.13.2　克服多径干扰和常规电视干扰的措施　246
7.13.3　COFDM与其他地面传输系统的比较　249
技能训练十一：数字卫星电视接收系统的安装与调试　250
技能训练十二：机顶盒的安装与调试　251
思考与练习　252

第8章　数字音视频存储技术　253
典型设备：DC(数码相机)　253
基本知识与主要技术　257
8.1　光盘存储技术　258
8.1.1　光存储技术　258
8.1.2　光盘的分类　258
8.1.3　光盘的结构与格式　260
8.2　光盘驱动器　265
8.2.1　CD-ROM驱动器的工作原理　265
8.2.2　光盘驱动器的工作模式　267
8.2.3　光盘驱动器的种类　268
8.2.4　光盘驱动器的性能指标　272
8.3　其他存储技术及其设备　273
8.3.1　半导体存储设备　274
8.3.2　磁存储技术　277
8.3.3　网络存储技术　279
技能训练十三：数码相机的维护保养　281
技能训练十四：刻录CD/DVD光盘　282
思考与练习　282

第9章　数字音视频技术的业务应用　284
9.1　数字音频(DAB)广播　284
9.1.1　DAB发展概况　284
9.1.2　DAB系统　286
9.2　可视电话　290
9.2.1　可视电话的发展　290
9.2.2　可视电话的分类　291
9.3　视频会议　292
9.3.1　视频会议概述　293
9.3.2　视频会议系统的基本构成　296
9.3.3　视频会议系统的新发展　297
9.4　视频监控　298
9.4.1　视频监控系统的发展特点　299
9.4.2　视频监控系统的结构　299
9.5　交互电视与视频点播　303
9.5.1　概述　303
9.5.2　VOD系统的体系结构　304
9.6　远程教育　307
9.6.1　远程教育分类　308
9.6.2　远程教育的系统功能模块　308
9.7　远程医疗　309
9.7.1　远程医疗系统的构成　309
9.7.2　远程医疗系统的类型　309
9.8　多媒体计算机技术　310
9.8.1　多媒体计算机系统　310
9.8.2　MPC系统的数字视频　313
9.8.3　MPC系统的数字音频　314
9.9　新业务应用　316
技能训练十五：视频会议系统终端的安装与调试　318
思考与练习　318

参考文献　320