数字音频技术 (肯·C·波尔曼)

《数字音频技术(第6版)》是数字音频工程方面的权威指南，由业内先驱美国音响工程协会高级会员肯·C·波尔曼(Ken  C.  Pohlmann)先生撰写，现已更新到第6版。从书中你将获得对数字音频工具、技术和实战的深入了解。全书用一种清晰实用的风格描述了当今音频设备背后的各种技术。内容涵盖了从基本理论到最新技术发展前沿的方方面面，阐释了如何运用数字转换、处理、压缩、存储、流传输和播送等各种概念。有关蓝光、语音编码和低比特率编码的新章节也包含在了这本畅销指南的第6版中。

第  1章　声音与数字　1

1.1　声音的物理性质　1

1.1.1　声压级　3

1.1.2　谐波　4

1.2　数字基础　5

1.2.1　各种数制　6

1.2.2　二进制　7

1.2.3　二进制编码　9

1.2.4　加权二进制编码　10

1.2.5　无加权二进制编码　11

1.2.6　2的补数　11

1.3　布尔代数　14

1.4　模拟对数字　17

第  2章　数字音频基础　20

2.1　离散时间采样　20

2.2　采样定理　21

奈奎斯特频率　22

2.3　混叠　27

2.4　量化　30

2.4.1　信号-误差比(Signal-to  Error  Ratio)　31

2.4.2　量化误差　36

2.4.3　其他结构　38

2.5　抖动(Dither)　39

抖动的类型　44

第3章　数字音频录音　50

3.1　脉冲编码调制　50

3.2　抖动发生器　53

3.3　输入低通滤波器　54

3.4　采样保持电路　56

3.5　模拟-数字转换器　59

3.5.1　逐次渐进型A/D转换器　64

3.5.2　过采样A/D转换器　66

3.6　录音处理　68

3.7　信道编码　69

3.7.1　简单编码　73

3.7.2　群码　75

3.7.3　编码的各种应用　79

第4章　数字音频还音　81

4.1　还音过程　81

4.2　数字-模拟转换器　83

4.2.1　权电阻数字-模拟转换器　86

4.2.2　R-2R梯形数字-模拟转换器　87

4.2.3　过零失真　88

4.2.4　高比特D/A转换　90

4.3　输出采样-保持电路　91

4.4　输出低通滤波器　94

4.5　冲激响应　95

4.6　数字滤波器　99

FIR过采样滤波器　102

4.7　噪声整形　105

4.8　输出处理　107

4.9　其他编码架构　108

4.9.1　浮点系统　108

4.9.2　块浮点系统　110

4.9.3　非均匀压扩系统　111

4.9.4　μ律和A律压扩　112

4.9.5　差分PCM系统　113

4.9.6　预测差分编码　114

4.9.7　增量调制　114

4.9.8　自适应增量调制　116

4.9.9　压扩预测增量调制　118

4.9.10　自适应差分脉冲编码调制　118

4.10　时基校正　120

4.10.1　时基抖动　120

4.10.2　眼图　121

4.10.3　接口时基抖动和采样时基抖动　122

4.10.4　机械存储媒体中的时基抖动　124

4.10.5　数据传输中的时基抖动　125

4.10.6　转换器中的时基抖动　127

第5章　错误纠正　132

5.1　错误的来源　133

5.2　对错误的数量化　135

5.3　错误纠正的目标　136

5.4　错误检测　137

5.4.1　单比特奇偶校验　138

5.4.2　ISBN　140

5.4.3　循环冗余校验编码　141

5.5　纠错编码　146

5.5.1　分组码　147

5.5.2　汉明码　149

5.5.3　卷积码　152

5.5.4　交织　154

5.5.5　互交织　156

5.6　里德-所罗门编码　157

5.7　互交织里德-所罗门编码(CIRC)　162

CIRC性能标准　165

5.8　乘积码　168

5.9　错误隐藏　170

5.9.1　内插　170

5.9.2　静音　172

5.9.3　复制　172

第6章　光盘媒体　173

6.1　光学现象　173

6.1.1　衍射　176

6.1.2　光学系统的分辨率　178

6.1.3　偏振　179

6.2　光媒体的设计　182

6.3　不可擦写光媒体　183

6.3.1　只读光存储　183

6.3.2　只写一次的光记录　186

6.4　可擦写光媒体　187

6.4.1　磁光记录　187

6.4.2　相变光记录　190

6.4.3　染料聚合物可擦除光记录　191

6.5　用于影院胶片的数字音频　191

第7章　CD　194

7.1　发展　194

7.2　概述　195

7.3　盘片设计　197

7.3.1　盘片的光学技术规范　197

7.3.2　数据编码　201

7.4　播放机的光学设计　205

7.4.1　激光头　205

7.4.2　自动聚焦设计　208

7.4.3　自动跟踪设计　209

7.4.4　单光束激光头　211

7.4.5　激光头控制　212

7.5　播放机的电气设计　213

7.5.1　EFM解调制　213

7.5.2　错误检测和纠正　216

7.5.3　输出处理　217

7.6　子码　217

7.7　光盘制造　221

7.7.1　预母盘处理　222

7.7.2　母盘制作　223

7.7.3　电铸成型　224

7.7.4　盘片复制　225

7.8　其他可选的CD格式　227

7.8.1　CD-ROM　228

7.8.2　CD-R　233

7.8.3　CD-RW　241

7.8.4　CD-MO　243

7.8.5　CD-i　243

7.8.6　图片CD　244

7.8.7　CD+G和CD+MIDI　244

7.8.8　CD-3　245

7.8.9　视频CD　245

7.9　超级音频CD　246

7.9.1　光盘设计　247

7.9.2　DSD调制　249

7.9.3　DST无损编码　253

7.9.4　播放机设计　254

第8章　DVD　255

8.1　发展与概述　255

8.2　光盘设计　258

8.2.1　光盘的光学规格　259

8.2.2　光盘制造与播放　262

8.2.3　光学播放　266

8.3　数据编码　267

8.3.1　里德-所罗门乘积码　269

8.3.2　EFMPlus  调制　270

8.4　通用盘片格式桥(Universal  Disc  Format  Bridge，UDF  Bridge)　270

8.5　DVD-视频　273

8.5.1　DVD-视频中的视频编码　273

8.5.2　DVD-视频中的音频编码　275

8.5.3　DVD-视频的播放功能　278

8.5.4　DVD-视频的编创(Authoring)　280

8.5.5　为DVD-视频开发人员准备的概要　281

8.6　DVD-音频　286

8.6.1　DVD-音频编码和声道选项　287

8.6.2　DVD-音频光盘内容　292

8.6.3　为DVD-音频开发者准备的概要　295

8.7　其他可选的DVD格式　300

8.7.1　DVD-ROM　301

8.7.2　DVD-R和DVD+R　302

8.7.3　DVD-RW和DVD+RW　304

8.7.4　DVD-RAM　305

8.8　DVD内容保护　306

8.8.1　DVD-视频的复制保护　307

8.8.2　DVD-音频的复制保护　309

8.8.3　对可记录媒体的内容保护　310

8.8.4　安全数字传输　310

8.8.5　DVD水印　311

8.9　HD  DVD　311

第9章　蓝光　313

9.1　发展与概述　313

9.2　光盘容量　315

9.3　BD-ROM播放机的各种描述文件(Profiles)　316

9.4　光盘设计　317

光盘的光学规格　320

9.5　光学拾取头设计　321

9.6　光盘制造　323

9.7　BD-ROM规格　325

9.8　音频编解码器　327

9.9　视频编解码器　331

9.10　调制和纠错　332

9.11　音频-视频的流格式和　335

9.12　蓝光的UDF文件系统　339

9.13　HDMV和BD-J应用编程模式　339

9.14　蓝光3D　341

9.15　区域播放码　341

9.16　内容保护　342

9.17　蓝光可记录格式　346

AVCHD格式　348

第  10章　低比特率编码：理论与评价　349

10.1　感觉编码　349

10.2　心理声学　350

10.3　人耳的生理机能与临界频带　354

10.4　听觉门限与遮蔽　358

时域遮蔽　362

10.5　心理声学模型　364

10.5.1　扩散函数　366

10.5.2　纯音度　366

10.6　感觉编码的基本原理　367

10.7　时域与频域中的感觉编码　369

10.7.1　子带编码　371

10.7.2　变换编码　375

10.8　滤波器组　378

10.8.1　正交镜像滤波器　379

10.8.2　混合滤波器　380

10.8.3　多相滤波器　380

10.8.4　MDCT　382

10.9　多声道编码　383

10.10　串联的编解码器　385

10.11　频谱带复制　386

10.12　感觉编码的性能评价　387

10.12.1　批判式聆听　391

10.12.2　聆听测试的方法和标准　394

10.12.3　聆听测试的统计评估　399

10.13　无损数据压缩　400

10.13.1　熵编码　401

10.13.2　音频数据压缩　403

第  11章　低比特率编码：编解码器的设计　408

11.1　早期的编解码器　408

11.2　MPEG-1音频标准　409

MPEG比特流格式　411

11.3　MPEG-1层I　413

MPEG-1层I实现的例子　415

11.4　MPEG-1层II　418

11.5　MPEG-1层III(MP3)　421

11.5.1　MP3的比特分配与霍夫曼编码　423

11.5.2　MP3立体声编码　425

11.5.3　MP3解码器的优化　425

11.6　MPEG-1心理声学模型1　426

11.7　MPEG-1心理声学模型2　429

11.8　MPEG-2音频标准　433

11.9　MPEG-2  AAC　435

11.9.1　AAC主描述文件　436

11.9.2　AAC分配环路　438

11.9.3　AAC时域噪声整形　439

11.9.4　AAC的各种技术和性能　441

11.10　ATRAC编解码器　441

11.11　感觉音频编码(Perceptual  Audio  Coding，PAC)编解码器　446

11.12　AC3(Dolby  Digital)编解码器　448

11.12.1　AC-3概述　449

11.12.2　AC-3的工作原理　451

11.12.3　AC-3的指数策略和比特分配　452

11.12.4　AC-3多声道编码　455

11.12.5　AC-3比特流和解码器　457

11.12.6　AC-3的各种应用和扩展　459

11.13　DTS编解码器　460

11.14　Meridian无损打包　463

第  12章　用于传输的语音编码　467

12.1　语音编码的准则与概述　467

12.2　波形编码和声源编码　469

12.3　人类语音　471

12.4　声源-滤波器模型　474

12.5　通道、共振峰和正弦编解码器　474

12.6　预测语音编码　477

12.7　线性预测编码　480

12.8　码激励线性预测　483

12.8.1　CELP编码器和解码器　485

12.8.2　CELP码本　487

12.8.3　矢量量化　488

12.8.4　CELP编解码器的一些例子　489

12.9　可伸缩语音编码　489

G.729.1与MPEG-4可伸缩编解码器　491

12.10　带宽扩展　493

12.11　回声消除　497

话音活动检测　498

12.12　变比特率　498

12.13　语音识别　498

12.14　Speex编解码器　499

12.15　语音编解码器的定量化性能　500

12.16　语音编码标准　501

第  13章　音频互连　503

13.1　音频接口　503

13.2　SDIF-2互连　504

13.3　AES3(AES/EBU)专业接口　507

13.3.1　AES3的帧结构　508

13.3.2　AES3通道状态块　509

13.3.3　AES3实现　512

13.4　AES10(MADI)多声道接口　514

13.5　S/PDIF消费级互连　515

串行复制管理系统　518

13.6　高清晰度多媒体接口(HDMI)和DisplayPort　520

13.7　音乐设备数字化接口(MIDI)　520

13.8　AES11数字音频参考信号　521

13.9　AES18用户数据通道　525

13.10　对音频设备进行控制的AES24　526

13.11　采样速率转换器　526

13.12　光缆互连　528

13.12.1　光纤线缆　529

13.12.2　连接与安装　532

13.12.3　设计示例　534

第  14章　个人计算机音频　535

14.1　PC总线与接口　535

IEEE  1394(火线)　537

14.2　数字传输内容保护(DTCP)　540

14.3　通用串行总线(USB)　541

14.4　声卡与板载音频　544

14.4.1　音乐合成　545

14.4.2　环绕声处理　546

14.4.3　音频编解码器\'97(Audio  Codec\'97，AC\'97)　547

14.5　高清晰度音频(HD  Audio)　549

14.6　Windows  DirectX  API　551

14.7　文件格式　552

14.7.1　WAV和BWF　553

14.7.2　MP3、AIFF、QuickTime和其他文件格式　555

14.8　开放媒体框架交换(OMFI)　558

14.9　高级编创格式(AAF)　559

14.10　素材交换格式(MXF)　561

14.11　AES31　561

14.12　数字音频提取　562

14.13　闪存　565

14.14　硬盘驱动器　566

14.14.1　磁性记录　566

14.14.2　硬盘设计　567

14.15　数字音频工作站　570

14.15.1　音频软件应用程序　571

14.15.2　专业应用　573

14.15.3　用于视频工作站的音频　575

第  15章　电信与互联网音频　577

15.1　电话服务　577

15.1.1　ISDN　579

15.1.2　非对称数字用户线(ADSL)　581

15.2　蜂窝移动通信　583

15.3　网络和文件传输　583

15.3.1　以太网　586

15.3.2　异步传输模式(ATM)　587

15.3.3　蓝牙　588

15.3.4　IEEE  802.11无线局域网(Wi-Fi)　592

15.3.5　媒体网(MediaNet)　593

15.4　互联网音频　593

15.4.1　因特网话音(VoIP)　596

15.4.2　数字版权管理　597

15.4.3　音频加密　599

15.4.4　音频水印　601

15.4.5　音频指纹　603

15.5　音频的流传输　605

15.5.1　用于流传输从G2音乐编解码器　607

15.5.2　音频网播　609

15.6　MPEG-4音频标准　610

15.6.1　MPEG-4的交互性　612

15.6.2　MPEG-4音频编码　613

15.6.3　MPEG-4版本　618

15.6.4　MPEG-4编码工具　622

15.7　MPEG-7标准　623

第  16章　数字广播与电视　625

16.1　卫星通信　625

直播卫星　629

16.2　数字音频无线电广播　630

16.2.1　数字音频播送　631

16.2.2　频率空间　633

16.2.3　数据压缩　634

16.2.4　技术上需要考虑的事项　635

16.3　Eureka  147宽带数字广播　638

16.4　带内数字广播　642

16.5　高音质广播(HD  Radio)　645

16.5.1　高音质广播FM-IBOC　646

16.5.2　高音质广播AM-IBOC　650

16.6　直播卫星广播　654

Sirius  XM广播公司　655

16.7　数字电视(DTV)　656

数字电视与ATSC概述　657

16.8　视频数据压缩　658

16.9　MPEG-1和MPEG-2视频编码　660

16.9.1　MPEG-1视频标准　667

16.9.2　MPEG-2视频标准　667

16.10　ATSC数字电视　669

16.10.1　ATSC显示格式和技术规格　670

16.10.2　DTV实现　673

第  17章　数字信号处理　675

17.1　数字信号处理基础　675

DSP应用　676

17.2　离散系统　677

17.2.1　线性与时不变性　677

17.2.2　冲激响应与卷积　678

17.2.3　复数　682

17.3　数学变换　682

17.4　单位圆与收敛域　687

17.4.1　极点与零点　687

17.4.2　DSP元件　689

17.5　数字滤波器　690

17.5.1　FIR滤波器　691

17.5.2　IIR滤波器　695

17.5.3　滤波器应用　698

17.6　误差的来源和数字抖动　700

17.7　DSP集成电路　702

17.7.1　处理器体系结构　703

17.7.2　定点与浮点　705

17.8　DSP编程　707

17.8.1　滤波器编程　708

17.8.2　德州仪器(Texas  Instruments)公司的代码　709

17.8.3　摩托罗拉(Motorola)公司的代码　710

17.8.4　亚德诺半导体(Analog  Devices)公司的SHARC代码　713

17.9　专门的DSP应用　714

17.9.1　数字延时效果　715

17.9.2　数字混响　716

17.9.3　数字调音台　719

17.9.4　扬声器校正　721

17.9.5　噪声移除　722

第  18章　Σ-转换与噪声整形　725

18.1　Σ-转换　725

18.1.1　调制　727

18.1.2　Σ-调制　730

18.1.3　对一阶Σ-调制器的分析　731

18.1.4　高阶噪声整形　733

18.2　空闲音和有限周波　734

18.3　使用二阶噪声整形的1比特D/A转换　735

18.4　带有三阶噪声整形的多比特D/A转换器　739

18.5　带有准四阶噪声整形的多比特D/A转换　742

18.6　Σ-  A/D调制器　744

18.6.1　Σ-  A/D调制器概述　745

18.6.2　数字滤波和抽取　747

18.7　Σ-  A/D转换器芯片　752

18.8　Σ-  D/A转换器芯片　754

18.9　Σ-  A/D-D/A转换器芯片　755

18.10　对非过采样的量化噪声进行噪声整形　755

18.10.1　心理声学优化的噪声整形　757

18.10.2　埋置数据技术　762

附录　采样定理　764

参考文献　768

评论

G886

了解了解，谢谢分享！

2023-02-09 10:39:30回复

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