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出版者:国防工业

作者:李相伟,吕月娥

出品人:

页数:310

译者:

出版时间:2008-2

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787118055047

丛书系列:

图书标签:

• 电视技术
• 接收机
• 数字电视
• 模拟电视
• 信号处理
• 射频电路
• 视频技术
• 通信原理
• 电子工程
• 电视系统

沉浸式数字影音的幕后构建：从光纤到家庭娱乐的深度解析 导言： 在信息爆炸的今天，我们对高质量、即时性的视觉与听觉体验的需求达到了前所未有的高度。从清晨的新闻直播到深夜的体育赛事重放，从院线大片的流媒体点播到互动游戏的实时反馈，这一切的流畅实现，都依赖于一套复杂而精密的数字影音传输与处理系统。本书并非聚焦于电视接收这一特定环节的技术实现，而是将视野拓宽，深入探讨支撑现代数字影音生态系统的底层物理基础、信号处理流程、网络传输架构以及终端用户体验设计的全链路技术体系。我们旨在揭示那些驱动从内容源头到最终显示设备之间，每一个数据包如何被编码、封装、传输、解码并最终呈现为丰富多彩的画面与震撼人心的音效的内在原理。 第一部分：数字媒体的基石——信息编码与压缩的艺术 现代数字影音的效率核心在于信息冗余的削减与有效表示。本部分将系统阐述数字信号处理（DSP）在影音领域的基础应用。 1.1 视觉信息的高效编码： 本章将超越传统的模拟信号概念，专注于数字图像与视频的数字化流程。我们将深入探讨色彩空间理论（如YCbCr、RGB的转换与应用），以及人眼视觉特性在编码中的利用。核心内容聚焦于视频压缩标准的演进历程与技术细节，包括但不限于： 基于块的变换（Block-based Transformation）： 详细解析离散余弦变换（DCT）在消除空间冗余中的作用，以及量化（Quantization）对视觉质量与码率控制的决定性影响。 运动补偿与预测（Motion Compensation and Prediction）： 这是视频压缩效率飞跃的关键。我们将剖析帧内编码（Intra-frame）与帧间编码（Inter-frame）的协同工作机制，解析前向预测、后向预测以及双向预测（B-frame）的复杂算法，理解它们如何通过预测残差来大幅降低码率。 现代高效编码标准（HEVC/VVC）： 重点分析超越H.264的新一代标准，如更灵活的编码单元（CTU/QT/MT/RQT）划分、更精细的运动估计精度、以及屏幕内容自适应（Screen Content Coding, SCC）技术，解释这些技术如何支撑4K/8K超高清内容的传输。 1.2 音频信号的感知编码： 声音的数字化同样遵循效率最大化的原则。本节将介绍心理声学模型（Psychoacoustic Model）的应用，这是音频压缩的核心。 时域与频域分析： 解析傅里叶变换（FFT）在音频分析中的基础作用，以及如何利用时频分离技术进行有效处理。 感知掩蔽效应（Perceptual Masking）： 深入剖析听觉阈值与频率/时间掩蔽效应的数学模型，解释MP3、AAC等标准如何基于这些模型丢弃人耳难以察觉的声音信息，实现高保真压缩。 多声道与沉浸式音频： 探讨环绕声（如5.1、7.1）的通道分离与混合技术，并前瞻性地介绍基于对象（Object-based）的音频编码技术（如Dolby Atmos、MPEG-H）的原理，这些技术如何实现灵活的声场再现。 第二部分：数据传输与分发——构建可靠的数字管道 压缩后的数据流需要稳定、高效地传输至终端。本部分关注网络基础设施和传输协议的设计。 2.1 有线传输技术前沿： 探讨高带宽、低延迟的有线传输方案，它们是承载高码率影音数据的动脉。 光纤通信原理： 从光的产生、调制到光纤的传输特性（如色散、损耗），系统解析波分复用（WDM）技术如何实现超大容量的单纤传输。 同轴电缆与混合光纤同轴（HFC）网络： 针对接入网场景，分析DOCSIS（数据过播出服务接口规范）协议栈，理解其如何通过QAM（正交幅度调制）和OFDM（正交频分复用）技术在有限带宽内承载多用户、高并发的视频流服务。 2.2IP网络中的流媒体传输协议： 数字媒体内容的交付高度依赖于IP网络。本章聚焦于实现内容分发（Delivery）的关键协议栈。 实时传输协议（RTP/RTCP）： 阐述RTP如何承载媒体负载，以及RTCP如何提供反馈机制，实现传输质量的监控与同步。 流媒体会话控制： 分析会话描述协议（SDP）的作用，以及如何使用实时流协议（RTSP）或更现代的基于HTTP的流媒体协议（HLS/DASH）来管理媒体会话的建立、暂停与终止。 自适应比特率流（ABR）： 详细拆解MPEG-DASH和HLS的工作机制，重点剖析如何通过多码率切片（Chunking）和客户端逻辑决策，实现网络拥塞下的无缝切换和最佳用户体验。 第三部分：内容保护与系统集成 在媒体内容日益数字化的背景下，版权保护和跨系统的精确同步成为工程上的重中之重。 3.1 数字版权管理（DRM）技术： 本节旨在理解如何确保受保护的内容在传输和播放过程中不被非法复制或篡改。 加密与授权机制： 介绍内容加密密钥的管理流程，包括密钥协商、分发以及内容播放授权（License Acquisition）。 关键安全模块（KSM/CDM）： 探讨主流DRM系统（如Widevine、PlayReady）中，内容解密过程如何在硬件级受保护的环境（如可信执行环境, TEE）中进行，以抵抗软件层面的攻击。 3.2 视音频同步与延迟管理： 在直播场景中，确保画面和声音的精确对齐至关重要，同时，端到端延迟的控制直接影响互动性。 时间戳（Timestamp）的应用： 解析PTS（演示时间戳）、DTS（解码时间戳）在MPEG传输流（TS）或MP4容器中如何协同工作，指导播放器的精确呈现。 网络延迟的量化与补偿： 分析网络传输中产生的抖动（Jitter）和延迟，以及缓冲（Buffering）机制在吸收这些不确定性中的作用，并探讨低延迟流媒体技术（如LL-HLS/LL-DASH）中，如何通过减小分片大小和优化握手协议来缩短端到端延迟。 结论： 本书通过对数字影音信号从源头编码、网络传输、到最终播放的整个技术栈进行系统梳理，旨在提供一个超越单一“接收端”视角的、全面的、工程化的视角。理解这些底层技术，是优化未来交互式娱乐体验和高效媒体分发系统的关键所在。

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