多媒体技术简介

1.3多媒体技术简简介第1章计算机基基础知识多媒体的概念念与特点媒体（又称：：媒介/媒质/载体）指文字、声音音、图象、动动画和视频等等内容多媒体：以上上两个或以上上对象的组合合多媒体技术利用计算机技技术对多媒体体进行采集、、操作、编辑辑、存储等综综合处理的技技术。多媒体计算机机(MPC)：具有多媒体体处理能力的的计算机多媒体的特性性信息媒体的多样性。交互性。用户可主主动地编辑、、处理各种信信息，具有人人机交互功能能。电视不是多媒体系统，能传播但不能能编辑、处理理多媒体信息息集成性。多媒体技技术中集成了了许多单一的的技术，如图图像处理、声声音处理技术术等。对用户而言，，它们是集成成一体的，包包括信息的统统一获取、存存储和组织实时性。用户可实实时地控制多多媒体信息媒体的数字化化及数据压缩缩1、数字声音（1）波形声音的的获取与播放放声音由振动产产生，通过空空气进行传播播的连续的波波（声波），，它由许多不不同频率的谐谐波组成。带宽：谐波的的频率范围多媒体处理的的声音主要是是人耳可听到到的声音(audio)全声道：20Hz～20kHz语音（人的说说话声音）：：300～3400Hz麦克风（microphone）声波转换为电电信号声音卡（soundcard）模拟声音数字声音采样、量化输出设备音响等输出声音的数字化化目的：把时间间上连续的信信号转换成时时间上离散的的信号采样频率：每每秒钟采样的的次数。一般取声音频频率的2倍采样频率越高高（44KHz），声音还原原越好把每个样本从从模拟量转换换成(8位或16位)数字量位数越大，样样本精度越高高，同时需要要的存储空间间也越多编码：将所有样本的的二进制代码码组织在一起起，并进行数数据压缩采样模拟声音信号数字声音01100011001···量化输出A/D转换器——模拟/数字转换器D/A转换器——数字/模拟转换器（2）.数字声音的压压缩编码波形声音的主主要参数取样频率、量量化位数、声声道数目、使使用的压缩编编码方法、比比特率比特率/码率：指每秒秒钟的数据量量计算公式：(数字声音未压压缩前)波形声音的码码率＝取样频频率×量化位数×声道数(b/秒)例：某PC机的声卡在处处理单声道声声音信息时，，采样频率为为44kHz，A/D转换精度为16位。若连续采采集2分钟的声音信信息，则在不不进行压缩编编码的情况下下保存这段声声音，需要的的存储空间44K×16×（60×2）÷8≈11MB全频带声音压压缩编码标准准有线电话通信信系统（国际际电信联盟ITU）G.711：PCM编码，码率：：64kb/sG.721：ADPCM编码，码率：：32kb/s移动通信和IP电话：由于带带宽较窄，必必须常用更有有效的语音压压缩编码名称压缩后的码率（每个声道）声道数目主要应用MPEG-1层1192kbps（压缩4倍）2数字盒式录音带MPEG-1层2128kbps（压缩6倍）2DAB，VCDMPEG-1层364kbps（压缩12倍）2Internet，MP3音乐编码简单，用用于数字盒式式录音磁带算法复杂度中中等，用于数数字音频广播播(DAB)和VCD等编码较复杂，，用于互联网网高质量声音音的传输，如如MP3音乐（压缩10倍,1张CD光盘可存100首MP3歌曲)（3）常用的数字字声音格式.wav文件格式Windows采用的波形文文件存储格式式，数据量大大;.midi文件格式（其其他扩展名：：.mid、.rmi）规定了乐器、、计算机、音音乐合成器以以及其他电子子设备之间交交换音乐信息息的一组标准。Midi文件记录的是是乐曲演奏的的内容，而不不是实际的声声音；数据量极小，，易于编辑、、处理缺点：播放的的声音效果依依赖于播放MIDI的硬件质量，，只能合成音音乐，不能合成歌曲和语语言；产生MIDI音乐的方法：：FM合成法、波表表合成法。Mp3文件格式采用MPEG-1层3(Layer3)标准对WAV音频压缩而成成其它文件格式式.voc———声霸卡中使用用.au———UNIX工作站中使用用.aif———苹果机中使用媒体的数字化化及数据压缩缩2、图像（1）图像分类静态图像取样图像（点阵图像、位图图像）——从现实世界中中通过数码相机或扫描仪等设备获取的的图像。矢量图像（图形）——使用计算机合合成或制作的的图像动态图像（视视频）——多幅（帧）静静态图像以每每秒≥25幅的速度播放放时,利用视觉暂留留现象就成为为连续图像，，一般伴随声声音。（获取取设备：摄像像头、摄像机机等）取样视频计算机合成视视频点位图像矢量图形点位图:用M(列)×N(行)个像素表示图像矢量图：用一一些指令表示示一幅图。例：画1条100像素长的红色色直线画1个半径为50像素的圆（2）.数字图像的获获取（3）.图像的表示与与压缩编码图像深度：一个像素的的所有颜色分分量的二进位位数目之和彩色图像的像像素通常由3个彩色分量组组成假设3个分量分别用用8个二进位表示示，则可表示示224=16,777,412种不同的颜色色模拟图像数字图像扫描分色取样取样取样RGB量化量化量化3)测量每个取样样点的分量的的亮度值4)对取样点的每每个分量的亮亮度值进行A/D转换，用8～12位二进制正整整数表示2442551541)画面划分成M×N阵列网格，每每个网格为一一个取样点（（像素）图像数据量＝＝像素总数×图像深度÷8例：一幅1024×768的24位真彩图像的的容量为：1024×768×24÷8=2304×1024B=2304KB≈2.25MB容量与分辨率、图像像深度有关关2)将每每个个取取样样点点的的颜颜色色分分解解成成R、G、B三基基色色(灰度度，，黑黑白白则则不不分分色色)静止止图图像像压缩缩编编码码的的国国际际标标准准JPEG标准准（（文文件件扩扩展展名名是是.jpg）是第第一一个个静静止止图图像像压压缩缩的的国国际际标标准准制定定了了二二种种压压缩缩编编码码的的方方案案：：离散散余余弦弦变变换换为为基基础础的的有有损损压压缩缩编编码码方方案案以预预测测技技术术为为基基础础的的无无损损压压缩缩编编码码方方案案JPEG特别别适适合合各各种种连连续续色色调调的的彩彩色色或或灰灰度度图图像像，，在在计计算算机机和和数数码码相相机机中中已已得得到到广广泛泛应应用用。。最新新版版本本：：JPEG2000（4）.常用用的的数数字字图图像像格格式式.bmp————是Windows采用用的的图图像像文文件件存存储储格格式式；；.gif————供联联机机图图形形交交换换使使用用，，目目前前在在网网络络中中广广泛泛使使用用；；.jpg(jpeg)————是第第一一个个静静止止图图像像压压缩缩的的国国际际标标准准.tiff————广泛泛应应用用于于桌桌面面出出版版系系统统、、图图形形系系统统、、广广告告制制作作系系统统，，用用于于一一种种平平台台到到另另一一种种平平台台间间图图形形的的转转换换；；.png————图像像文文件件格格式式。。开开发发目目的的：：替替代代GIF、TIFF文件件格格式式.wmf————是大大多多数数Windows应用用程程序序都都可可以以有有效效处处理理的的格格式式。。桌桌面面出出版版系系统统中中常常用用的的图图形形格格式式；；.dxf文件件———向量量图图形形格格式式，，绝绝大大多多数数绘绘图图软软件件均均支支持持的的格格式式。数据据压压缩缩分分类类无损损压压缩缩———利用用数数据据的的统统计计冗冗余余进进行行压压缩缩，，原原理理是是统统计计被被压压缩缩数数据据中中重重复复数数据据的的出出现现次次数数进进行行编编码码（（可可逆逆编编码码））常用用于于文文本本、、程程序序、、重重要要图图形形（（图图像像））常用用无无损损算算法法：：行程程编编码码熵编编码码有损损压压缩缩———压缩缩后后的的数数据据不不能能够够完完全全还还原原成成压压缩缩前