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-视频的流格式和目录 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-2AAC 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 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 ∑-△转换与噪声整形 725
18.1 ∑-△转换 725
18.1.1 △调制 727
18.1.2 ∑-△调制 730
18.1.3 对一阶∑-△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 ∑-△A/D调制器 744
18.6.1 ∑-△A/D调制器概述 745
18.6.2 数字滤波和抽取 747
18.7 ∑-△A/D转换器芯片 752
18.8 ∑-△D/A转换器芯片 754
18.9 ∑-△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