數位多媒體技術與應用-Python 實務 (電子書)

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翁麒耀
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具体描述

  【重點大綱】
 
  影位媒體處理:
  說明數位化影像的起源及探究數位影像處理的基礎與發展。讓讀者能具備數位影像的基礎,藉此得以對數位媒體中的圖像,其背後所隱藏真相的探索更具備紮實基礎。
 
  數位媒體與應用篇:
  內容則泛談數位圖像於現今網路世界中為人們帶來的日常生活上及其應用的相關議題。讀者可輕鬆的操作本書所介紹軟體工具,讓你/妳的數位圖片可有效的防護,免於被盜用的情境。
 
  多媒體安全技術篇:
  說明影像分享技術及探究數位媒體安全的基礎與發展。讀者能瞭解多媒體安全技術其背後所隱藏真相的探索且更具備紮實基礎。
 
專業推薦
 
  很榮幸能為多年熟識的好友以及在資安研究奉獻之志同道合的學者撰寫序言。作者群在多媒體安全領域中已經深耕多年且有豐碩的研究成果,其專業素養足以涵括影像安全議題。坊間大部份的中文書以介紹多媒體技術或資訊安全技術為主,鮮少有探討多媒體基礎技術及資訊安全應用的中文書,而本書此為主題,由淺入深的介紹基礎知識及搭配範例應用,可供有意學習多媒體安全的讀者參考,謹以推薦。——國立中山大學資訊工程學系特聘教授兼任工學院院長/范俊逸 推薦
 
  本書以數位媒體中多媒體影像知識為發端,除了探討其起源與演進,也逐章介紹多媒體影像的處理技巧,內容包含大家所熟知的各種影像表示方式,同時也介紹了相當有趣的影像謬誤。在影像處理部分,本書將空間域影像處理、頻率域影像處理以及壓縮域影像處理分章介紹,最後則以Python影像處理軟體應用完成前五章的合成。接著,以多媒體偽裝展開數位媒體安全的篇章,談其與資訊安全間的實務應用,最終以數位浮水印再探安全議題的深入技術。將多媒體領域與資訊安全互為載體的方式,鋪展這些人造且離數學最近的知識,作者在內容的安排上實有其精妙之處。——國立屏東大學電腦科學與人工智慧學系教授兼任資訊學院院長/王朱福 推薦
好的,这是一份针对“數位多媒體技術與應用-Python 實務 (電子書)”的图书简介,内容将详细阐述该书未涵盖的主题,旨在提供一个清晰的边界。 --- 图书简介:内容边界与展望 书名:數位多媒體技術與應用-Python 實務 (電子書) 本电子书专注于使用 Python 语言在数字多媒体领域中的实践应用,覆盖了从基础的图像处理、音频分析到视频操作等核心技术栈。为了帮助读者更全面地理解本书的知识范围,我们在此详细阐述本书未包含或仅做初步探讨的领域,以便读者能根据自身需求进行更精确的知识储备规划。 I. 深度学习模型与复杂 AI 应用的局限性 本书在多媒体处理中会涉及一些基础的算法实现,但其核心目标是教授“如何使用 Python 工具链”来完成具体的多媒体操作任务,而非深入“如何从零开始构建、训练和优化复杂的深度学习模型”。 1. 卷积神经网络(CNN)的底层架构设计 虽然我们可能会在图像处理章节中引用预训练模型(如 OpenCV 或 scikit-image 中集成的基础功能),但本书不深入探讨如何设计新的 CNN 架构(如 ResNet、Inception 或 Vision Transformers 的详细内部结构)。关于反向传播算法的数学推导、梯度消失/爆炸问题的深度理论分析,以及如何使用 TensorFlow/PyTorch 等框架搭建自定义层的细节,均不在本书的涵盖范围之内。 2. 自然语言处理(NLP)与文本生成 尽管文本是多媒体信息的重要组成部分,本书的重点在于视觉和听觉媒体。因此,关于大规模语言模型(LLM,如 GPT 系列或 BERT)的详细微调(Fine-tuning)、词嵌入(Word Embeddings)的生成、注意力机制(Attention Mechanism)的深入解析,以及基于 RNN/Transformer 架构的文本摘要、机器翻译等高级 NLP 技术,本书均不涉及。 3. 强化学习(RL)在媒体内容生成中的应用 强化学习,特别是其在生成式对抗网络(GANs)或更复杂的媒体内容优化策略中的应用,属于本书未覆盖的前沿领域。关于奖励函数设计、策略梯度方法或 Q-learning 在媒体资产管理中的实践,本书未予探讨。 II. 硬件加速与底层系统编程 多媒体处理往往与性能优化息息相关。本书旨在提供跨平台、易于上手的 Python 解决方案,因此,关于底层硬件接口的直接操作或高效率的并行计算架构的细节,我们将保持一定的抽象层次。 1. GPU 编程与 CUDA/OpenCL 接口的直接调用 本书主要依赖于现有的 Python 库(如 NumPy、Pillow、MoviePy 等)来完成计算。关于如何使用 Numba 或 Cython 编写直接调用 NVIDIA CUDA 核心或 OpenCL 接口的代码,以实现对特定多媒体算法的极致性能优化,本书不作为主要内容。我们将侧重于库级别的使用,而非底层驱动层面的交互。 2. 操作系统级别的内存管理与多线程/多进程的底层竞争 在处理大型视频文件时,内存管理至关重要。本书会使用 Python 的标准库来处理文件流,但不会深入探讨操作系统如何调度线程、进程间的 IPC(进程间通信)开销、或如何使用 C/C++ 扩展来绕过 GIL(全局解释器锁)以实现真正的并行化处理。关于内存映射文件(Memory-Mapped Files)在媒体处理中的高级用法,本书亦未详述。 III. 专业的媒体格式标准与编解码器深度解析 多媒体的本质在于数据的压缩与解压缩。本书会教授如何使用工具(如 FFmpeg 封装的 Python 接口)来操作这些格式,但不会深入到它们的设计原理和标准细节。 1. 视频编码标准(MPEG, H.264/H.265/AV1)的比特流解析 关于 H.264 或 HEVC(H.265)的 VCL (视频编码层) 和 NAL (网络抽象层) 结构、运动补偿算法的数学细节、熵编码(如 CABAC/CAVLC)的具体实现,以及如何手动解析和重建比特流,这些属于数字视频工程的专业范畴,不包含在本实践指南中。 2. 音频压缩与无损编码的理论 本书可能会涉及音频文件的读取与播放(如 WAV, MP3)。然而,关于 LAME 编码器的内部工作原理、Dolby AC-3/EAC-3 的感知模型、或 FLAC 格式中线性预测编码(LPC)的具体系数计算方法等专业音频信号处理理论,本书不提供详细讲解。 IV. Web 端交互与实时流媒体传输协议 本书主要关注多媒体内容的离线处理与生成。对于多媒体在互联网环境下的实时交互与传输,我们将保持基础介绍。 1. 实时传输协议(RTP/RTMP/WebRTC)的服务器端部署与优化 关于如何使用 Python 框架(如 Twisted 或 asyncio)构建高性能的实时媒体服务器,如何处理 Jitter Buffer、网络抖动补偿,以及 WebRTC 信令服务器的搭建与维护,这些属于网络工程和分布式系统的范畴,本书不做深入讨论。 2. WebAssembly (Wasm) 与浏览器内多媒体处理 虽然 Python 可以生成 Web 内容,但本书不涉及如何将 Python 代码编译成 WebAssembly 并在浏览器端直接执行高性能的多媒体操作。关于 JavaScript/TypeScript 在 WebGL、Web Audio API 或 Media Source Extensions (MSE) 中的高级应用,本书亦无涉及。 V. 专业动画、渲染管线与三维建模 本书主要聚焦于二维图像和时间序列数据,对于复杂的三维图形学内容,仅限于基础的展示层面。 1. 渲染管线与光线追踪算法的完整实现 关于光线追踪(Ray Tracing)中的数学原理、布林运算、蒙特卡洛积分在全局照明中的应用、阴影的计算模型,以及构建一个完整的 3D 渲染器(如使用 OpenGL/Vulkan 的底层 API),本书不提供从头开始的教学内容。 2. 物理基础的模拟与骨骼动画系统 关于流体动力学(CFD)、刚体动力学(Rigid Body Dynamics)的物理方程求解,或者构建复杂的骨骼绑定(Rigging)系统和逆运动学(IK)求解器,这些更偏向于专业游戏引擎开发或视觉特效(VFX)领域,本书不包含这些深度内容。 --- 总结: 本书致力于为读者提供一个坚实的 Python 基础,使他们能够高效地利用现有库完成日常的数字多媒体处理、编辑和基础分析任务。它是一本“实践驱动的工具书”,而非“底层理论的学术专著”。读者在阅读本书后,应具备使用 Python 解决实际媒体操作问题的能力,但若想深入研究 AI 模型构建、底层性能优化或复杂编解码器设计,则需要参考更专业、更偏向底层或理论的教材。

著者信息

作者簡介
 
翁麒耀 Chi-Yao Weng
 
  國立清華大學資訊工程博士。現任國立屏東大學電腦科學與人工智慧學系(原資訊科學系)副教授。研究興趣為多媒體應用、數位浮水印技術、機器學習、影像辨識。作者已發表多篇多媒體安全與影像處理相關國際期刊論文。作者目前亦為社團法人台灣E 化資安分析管理協會(ESAM,www.esam.io/)秘書長。
 
楊政興Cheng-Hsing Yang
 
  國立台灣大學電機博士。現任國立屏東大學電腦科學與人工智慧學系(原資訊科學系)教授。研究領域為資訊安全、演算法、密碼學、多媒體安全。曾任中華民國資訊安全學會常務監事。作者目前亦為社團法人台灣E 化資安分析管理協會(ESAM,www.esam.io/)監事主席與中華民國資訊安全學會理事。
 
王旭正 Shiuh Jeng WANG
 
  國立台灣大學電機工程學博士。現任中央警察大學資訊系教授。研究領域為資安分析、資訊鑑識與數位證據、資訊安全與管理、密碼學。曾任中華民國資訊安全學會副理事長。目前是情資安全與鑑識科學實驗室(Intelligence and SECurity FORENSICS Lab.,簡稱SECFORENSICS,www.secforensics.org/ )、資訊密碼與建構實驗室(Information Cryptology and Construction Lab.,簡稱ICCL)主持教授,帶領研究團隊,自2007開始至今定期為資訊科技類雜誌,如《網管人》雜誌撰寫技術專欄,2021開始為法務部調查局撰寫資安生活科技專欄 www.mjib.gov.tw/eBooks 。
  
  作者多次以國際訪問學者身分至美國各大學進行學術研究工作。著有十餘本數位資訊著作,包含《數位鑑識與證據》、《資訊與網路行動安全》、《多媒體安全與影像處理應用》等相關專書。並審校《巨量資料安全技術與應用》、《雲端運算安全技術與應用》等資安新趨勢與應用書籍。此外並撰寫/著述科普讀物《認識密碼學的第一本書》(中國大陸簡體版《給祕密加把鎖》,西苑出版社)。
 
  作者目前亦為社團法人台灣E化資安分析管理協會(ESAM,www.esam.io/ )理事長(ESAM,www.esam.io/wang/ )與中華民國資訊安全學會常務理事。

图书目录

Part 1 影位媒體處理
CH01 數位媒體介紹
1.1 多媒體的簡介
1.2 影像處理的發展背景
1.3 影像格式與表示法
1.4 影像謬誤
1.5 結語
CH02 空間域影像處理
2.1 空間域介紹
2.2 像素的秘密
2.3 像素的統計方式
2.4 空間域濾波器的介紹
2.5 結語
CH03 頻率域影像處理
3.1 傅立葉技術
3.2 離散餘弦技術(Discrete Cosine Transform, DCT)
3.3 離散小波技術(Discrete Wavelet Transform, DWT)
3.4 結語
CH04 壓縮域影像處理
4.1 資料壓縮技術
4.2 無損式壓縮技術
4.3 有損式壓縮技術
4.4 結語
CH05 Python 影像處理軟體應用
5.1 Python 簡介
5.2 空間域
5.3 頻率域
5.4 常見影像處理技術
5.5 結語
 
Part 2 影位媒體處理
CH06 數位媒體安全
6.1 多媒體偽裝
6.2 偽裝的藝術
6.3 偽裝防護的原則
6.4 偽裝工具的介紹
6.5 結語
CH07 效能分析與評估工具
7.1 偽裝的評估準則
7.2 偵測分析工具
7.3 影像竄改技術
7.4 結語
CH08 多媒體生活與應用
8.1 浮水印技術應用
8.2 浮水印特性
8.3 浮水印技術
8.4 浮水印工具
 
Part 3 影位媒體處理
CH09 多媒體視覺安全系統
9.1 視覺安全技術
9.2 視覺系統運作技術
9.3 視覺安全系統應用
9.3.4 QR Code
9.4 結語
CH10 影像偽裝技術–有損式
10.1 空間域方法
10.2 壓縮域方法 
10.3 頻率域方法
10.4 結語
CH11 影像偽裝技術–無損式
11.1 空間域方法
11.2 壓縮域方法
11.3 頻率域方法
11.4 結語
CH12 加密影像偽裝技術
12.1 影像加密技術
12.2 略縮圖加密技術
12.3 加密影像—有損式
12.4 加密影像—無損式
12.5 結語

图书序言

  • ISBN:9786263332157
  • EISBN:9786263332829
  • 規格:普通級 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:277.5MB

图书试读

用户评价

评分

这本书的名字听起来就很有意思,「數位多媒體技術與應用-Python 實務」,光是「數位多媒體」这几个字就让人充满好奇,我本身就对影像处理和互动设计很感兴趣,常常在想,现代的这些酷炫的特效和介面背后,到底是用什么工具在驱动的?看到书名里带了「Python 實務」,就觉得这不只是空谈理论,而是真的能上手操作的那种。我猜里面应该会涵盖很多基础的图像处理库,比如 OpenCV 啦,或者是用来做一些简单的 2D 动画或数据可视化的工具。我对这本书的期待是,它能把这些听起来很专业的领域,用比较生活化、贴近实务的例子讲出来,毕竟,学技术最怕的就是读到一堆拗口的专业术语,结果实作的时候却不知道怎么下手。希望作者能多放一些实用的代码片段,让我可以直接复制粘贴,然后稍微改改就能看到成果的那种。毕竟,学多媒体技术,没有即时的视觉反馈,真的会让人觉得很无聊啊。我特别希望能看到一些关于实时影像处理的应用,比如用 Python 来做一些简单的滤镜效果,或者甚至是捕捉动作的小技巧。这种把抽象的技术转化为具体可见的成果,才是最吸引人的地方。

评分

坦白说,在台湾的科技书市场里,要找到一本专门针对「數位多媒體」并且深度结合 Python 的书籍并不容易,很多教材都比较偏向学术研究或工业控制,缺乏面向实际产品开发的视角。我非常看重作者在选择范例时的眼光。好的实务案例不只是要能跑起来,更要是当前业界或新兴领域中具有代表性的问题。例如,如果能稍微触及 VR/AR 相关的基础数据处理,或者甚至只是如何用 Python 脚本辅助制作动态广告素材,都会让我觉得这本书紧跟时代潮流。我个人对文件格式的深度解析很有兴趣,比如 MP4 或 WebM 文件的内部结构是怎样的,Python 能在这些底层做哪些干预。这种深入到文件层级的理解,对于真正想掌握多媒体技术的人来说是至关重要的。这本书如果能提供这样的深度,而不是停留在高阶封装的调用层面,那它绝对会是我书架上最常被翻阅的工具书之一。

评分

光是书名里的「實務」两个字,就让我感觉到作者的诚意了。我总是对那些只讲概念、不给范例的书感到头疼,读完后感觉自己像一个只会背公式的机器人,一遇到实际问题就卡壳。这本书如果真的能做到「Python 實務」,那应该会有一套完整的项目导向教学流程。我设想中的理想结构是,每一个章节都围绕着一个具体的小项目展开,比如做一个简单的互动网页图表,或者是一个基于摄像头的简单人脸识别小应用。这样一来,学习的动力会更强,因为每完成一个章节,手上就多了一个可以展示的小作品。对于一个已经对 Python 有基本认识的人来说,这本书更像是一本“应用指南”,告诉我们如何将已知的工具链,重新组合起来解决多媒体领域的新挑战。我特别期待看到一些关于性能优化的讨论,因为多媒体处理,尤其是影像和音频,对计算资源要求很高,如果能学到如何让 Python 代码跑得更快更流畅,那就真的值回票价了。

评分

这本书的定位看起来是针对想把 Python 这门万用语言,应用到多媒体领域的学习者,这一点非常戳中我的需求。市面上的 Python 书籍大多集中在数据分析或后端开发,对于视觉艺术或媒体制作这块的实务性介绍相对少见,所以这本显得格外珍贵。我最想知道的是,作者是如何平衡「技术深度」和「应用广度」的。毕竟多媒体的范畴很广,从基础的像素操作到复杂的 3D 渲染,技术栈可以非常庞大。我期望它能提供一个清晰的知识地图,让我们知道哪些是基础必修,哪些是进阶选修。如果它能讲到一些现代媒体常用的格式处理,比如如何用 Python 脚本自动化处理大量的图片或视频素材,那简直是太棒了。想象一下,如果能用几行代码就完成过去需要手动点好几百次的繁琐工作,那效率提升绝对是指数级的。另外,我也很好奇,书中会不会提到一些跨平台的应用开发框架,毕竟现在做出来的东西,很少只在一个平台展示,能在 Windows、Mac 甚至 Web 上跑起来的方案,对实务者来说价值连城。

评分

我最近在研究一些数字艺术创作,发现很多艺术家都开始利用程式码来辅助创作,这已经不再是纯粹的工程领域了。所以,我更希望这本书在讲解技术的同时,能带有一点点“创意激发”的火花。不知道作者有没有在书中讨论如何利用 Python 结合一些开源的图形库,创造出一些具有个人风格的视觉效果?例如,如何模拟水墨晕染的效果,或是用算法生成一些迷幻的几何图案。如果书本只是停留在教你如何读取和写入文件,那就太可惜了。我更期待的是它能启发我们如何用技术去“表达”和“叙事”。如果能看到一些关于用户体验(UX)与多媒体技术结合的探讨就更好了,毕竟再炫酷的技术,如果使用者用起来觉得别扭,那也是白搭。希望这本书能帮助我跨越从“会写代码”到“用代码创造价值”的鸿沟,让 Python 不只是一个工具,而是一个创作的伙伴。

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