1.2.4多媒体信息编码解析课件

1、多媒体信息编码第1页，共28页。1234声音数字化视频数字化图像数字化数据压缩目录第2页，共28页。模拟量汽车的速度钟摆的位置花洒的水流量连续、平滑变化的量第3页，共28页。模拟设备：采用的是模拟信号不能存储思考：计算机如果要存储、处理它们（模拟量），应该怎么办？第4页，共28页。数字化也就是说将声音、图形、图像、视频转化为二进制代码的过程叫数字化。传感器的作用是进行能量方式的转化，它可以把各种物理量的变化转换成电流或电压的变化形式。通过对它们获得的电流或电压波形进行采样和量化，从而变为数字形式的数据。要将这些连续、平滑变化的模拟量转化为数字化信息，需要通过一定的传感器来进行采样和量化。即将模

2、拟量变成一系列二进制数据常见的传感器第5页，共28页。声音数字化声音是一种连续的波，声波通过空气的振动传递到人的耳膜，引起振动，形成听觉效果。是一种模拟信号。基本方法是：采样、量化、编码。要把连续的波形信号储存到计算机中，必须把连续变化的波形信号（称为模拟信号）转换称为数字信号。思考： 模拟信号怎样才能转换成数字信号呢？采样：按一定的频率，每隔一段时间，测得模拟信号的模拟量的值。量化：对采样过来的点，进行数字化。 编码：对量化的值用一组二进制来表示。数字声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率越高，量化的分辨率越高，所得数字化声音的保真程度也越好，但是它的数据量也会越大。第6页，

3、共28页。声音数字化声卡是获取数字音频信息的主要设备之一，在下列选项中，声卡具备的功能有（ ）模拟声音信号的数字化数字音频信号还原为模拟信号声音信号的压缩和解压存储声音信号 。第7页，共28页。声音存储量的计算波形声音文件存储空间的计算公式为：采样频率 X 时间（秒）X 量化位数 X 声道数 / 8位 （单位是字节）采集到的数据点总个数每个点所占用的二制位数例如：采用44.1KHZ的采样频率，位量化分辨率，立体声双声道，每秒的数据量是多少字节？分析 ：位量化的分辨率，是指每个测试点采用位二进制数表示；立体声双声道，是指声道数为2。B（字节）b（位）数据量：44100*1 *16 *2 / 8=

4、176400（字节）。 一般采样频率为44.1KHZ，立体声为双声道。如无特别说明，立体声即双声道（计算时计作2)第8页，共28页。互动练习 1、对一段音乐，分别用44kHz和11kHz的采样频率进行采样后存储，则采样频率大的 ( ) (A)存储的空间小，音质较好 (B)存储的空间大，音质较好 (C)存储的空间小，音质较差 (D)存储的空间大，音质较差影响数字音频质量的因素有：采样频率、量化位数、声道数。采样频率决定了声音采集的质量，采样频率越高，声音就越真实、自然，但存储量也越大。量化位数越大，其量化值越接近采样值，即精度越高，但存储量也越大。第9页，共28页。互动练习注：KHz中的K=10

5、00 2、录制一个采样频率为44.1kHz，量化位数为32，四声道立体环绕的WAVE格式音频数据40秒，需要的磁盘存储空间大约是 ( ) (A)27MB (B)225MB (C)7MB (D)27KB存储量=44100 *40 *32 *4 / 8（B） =26.7（MB）。 第10页，共28页。互动练习 3、录制一录制一段时长15秒的WAVE格式音频，文件属性设置如下图，存储音频文件需要的磁盘空间约为存储量=16000 *15 *16 *1 / 8（B） =468.75（KB）。 第11页，共28页。视频存储量的计算我国采用PAL制，每秒钟显示帧。视频文件存储空间的计算公式为：时间(秒) X

6、 帧频 X 水平像素数 X 垂直像素数 X量化位数 / 8位(字节B)在时间段内所播放的图像总幅数每幅图总像素数量每个像素进行编码所要用的二进制位数注： PAL制为西德、英国等一些西欧国家，新加坡、中国大陆及香港、澳大利亚、新西兰等国家采用这种制式。 NTSC制式的帧频为每秒30帧，美国、加拿大等大部分西半球国家以及中国的台湾、日本、韩国、菲律宾等均采用这种制式 。 SECAM制式的帧频每秒25帧，主要集中在法国、东欧和中东一带 。 例如： 分辨率为720*576的PAL制式的24位彩色视频，10秒钟长的视频存储需要多少字节？存储量：10 * 25 * 720 * 576 * 24 / 8=

7、311040000B= 303750 KB= 296.63MB第12页，共28页。视频存储量的计算视频文件存储空间的计算公式为：时间(秒) X 帧频 X 水平像素数 X 垂直像素数 X量化位数 / 8位(字节B)在时间段内所播放的图像总幅数每幅图总像素数量每个像素进行编码所要用的二进制位数例如： 1秒钟640*480像素256色的制式的视频存储空间是多少？存储量：1 * 25 * 640 * 480 * 8 / 8= 768000B第13页，共28页。互动练习 1、某未经压缩的视频参数为：400*300像素、16位彩色，若用25帧/秒播放，则每分钟视频数据量约为 ( )A 5.72KB B 3

8、43.3KBC 5.72MB D 343.3MB存储量=60 *25 *400 *300*16 / 8（B）/1024(KB) /1024(MB) 2、一段以每秒25帧播放，每帧画面为512*384像素、24位彩色，且未经压缩的AVI格式视频，正好能用一张普通650MB的CD光盘刻录。则该视频时长大约为 ( )A 30秒 B 46秒 C 60秒 D 90秒650*1024*1024（B）= t *25 *512 *384 *24 / 8（B）DB第14页，共28页。图像数字化使用扫描仪、数码相机、摄像头等进行图像和视频数字化。图像数字化：把一幅图像看成有许许多多彩色或各种级别灰度的点组成，这些

9、点按纵横排列起来构成一幅画，每个点称为“像素”，再把每个点转化为二进制代码存储。纵横比称为“图像分辨率”。类似玩拼图。100 X 131 像素382 X 500 像素分辨率越高，像素越多，图像就越清晰，所需的存储空间就越大。第15页，共28页。（1）、单色图像（黑白） 单色图像中，一个像素点只需要一个二进制位（1bit）来记录，可以表示出两种颜色，黑像素用“1”表示，白像素用“0”表示。2 = 21第三行的编码为：00000000011000000第16页，共28页。（2）、灰度图像 每个像素用一个字节来表示，一字节可以表示256种不同的灰度。2 = =2568 彩色图像即RGB模式：真彩色模

10、式，以红绿蓝为基本颜色，每个分量由8位二进制数表示。即可以用3个字节来表示，每个字节分别表示此像素中的红、绿、蓝成分。那么可以表示256*256*256 (=16777216 )种颜色的组合。（3）、彩色图像第17页，共28页。 下面表格以分辨率800600的位图图像为例，计算各种类别位图图像的存储空间。 位图图像类别总像素一个像素所占的位数总的位数(bit位)容量(B)黑白8006001位(21=2)80060018006001/8256级灰度8006008位(28=256)80060088006008/816色彩色8006004位(24=16)80060048006004/8256色彩色8

11、006008位(28=256)80060088006008/824位真彩色80060024位8006002480060024/82色（ 21 ）每个像素需要1 位4色（ 22）每个像素需要2 位8色（ 23）每个像素需要3位颜色数位数2nn结论：4、图像文件存储空间的计算公式为：水平像素数 X 垂直像素数 X 量化位数 / 8位每幅图总像素数量每个像素进行编码所要用的二进制位数使用n个二进制位可以表示2n种不同的信息第18页，共28页。（3）一幅分辨率为1024*768像素的彩色图像，每个像素使用3字节表示，那么图像容量是多少？想一想：（2）一幅分辨率为1024*768像素的256级灰度图像，

12、容量是多少？（1）一幅分辨率为1024*768像素的彩色图像，每个像素使用16位表示，那么图像容量是多少？第19页，共28页。数据压缩声音、图像、视频等多媒体信息经过数字化后产生的数据量很大，为了提高存储、处理和传输的效率，很多种关于图像、声音、视频的压缩(Compress)标准就制订出来了。 数据压缩是为了减少文件所占的存储空间。数据之所以能够被压缩，首先是因为数据本身确实存在着冗余，其次是在许多情况下媒体本身允许有少量的失真。无损压缩：能够完全还原为原来的数据。（Winzip Winrar等压缩文件）JPG是静态图像常用的压缩格式；MP3是音乐信息常用的压缩格式；MPEG和RM是视频信息的

13、压缩标准；有损压缩：还原的数据没有原来的精确，质量有所损失，但在可接受的限度之内。这种方法主要用于音频和视频数据格式转换。第20页，共28页。1、对某一段音频进行采样，若其他参数都相同则可使音质最佳的采样频率是（ ） A 11.025KHZ B 22.05KHZ C32KHz D44.1KH练习与积累第21页，共28页。 3、若用数码相机1024*768模式最多可拍50张相片， 为了拍摄多于50张相片，可把相机分辨率调为( ) (A)800600 (B)1152864 (C)1280768 (D)160012004、Windows 附件中的用“画图”程序绘制一张 800600 像素的 24 位

14、色图片，分别用 BMP 格 式和 JPEG格式保存，则这两个文件的大小是( ) （A）BMP格式的大 （B）JPEG格式的大 （C）一样大 （D）不能确定练习与积累第22页，共28页。5、将采集到的声音信息数字化的过程，称为 ( ) (A)信息传输 (B)信息存储 (C)模数转换 (D)格式转换6、将一幅1024*768像素的24位真彩色图像改为黑 白图像,其图片存储空间将( ) A 变大 B 变小 C.不变 D.由显示器大小决定练习与积累第23页，共28页。7、录制一段时长5 秒的WAVE 格式音频，文件属性 如下图，存储该音频文件需要的磁盘空间约为（ ）A、（3200016625） 102

15、4 KB B、（32000165） 1024 KBC、（32000165）（81024） KB D、（320001662）1024 KB练习与积累第24页，共28页。12、图像数据压缩的主要目的是（ ） A. 提高图像的清晰度 B. 提高图像的对比度 C. 使图像更鲜艳 D. 减少存储空间13、下列属于无损压缩的是 ( ) (A)WAV文件压缩成MP3文件 (B)TXT文件压缩成RAR文件 (C)BMP文件压缩成JPEG文件 (D)AVI文件压缩成RM文件练习与积累第25页，共28页。14、一个视频文件，每帧图像的数据量为0.5MB，若 该视频以25帧/秒的速度播放，则每秒钟播放影像 的数据量

16、约为 （A）0.02MB （B）25MB （C）0.2MB （D）12.5MB 15、将800*600 像素，256色的图像更改为1024*768 像素的24位彩色图像，其存储空间将（ ） A 不变 B 变大 C 变小 D 由显示器大小决定 练习与积累第26页，共28页。波形声音文件存储空间的计算公式为：采样频率X时间(秒) * 量化位数 * 声道数/8位 （单位是字节） （立体声为2个声道）图像文件存储空间的计算公式为：分辨率 * 量化位数 / 8位（如16位即2字节，黑白图片为1位） （本公式的单位是字节）视频文件存储空间的计算公式为：时间(秒)X帧频 * 分辨率 * 量化位数/8位（如24位色既3字节