多媒体技术简介

1.3多媒体技术简介第1章计算机基础知识多媒体的概念与特点媒体（又称：媒介/媒质/载体）指文字、声音、图象、动画和视频等内容多媒体：以上两个或以上对象的组合多媒体技术利用计算机技术对多媒体进行采集、操作、编辑、存储等综合处理的技术。多媒体计算机(MPC)：具有多媒体处理能力的计算机多媒体的特性信息媒体的多样性。交互性。用户可主动地编辑、处理各种信息，具有人机交互功能。电视不是多媒体系统，能传播但不能编辑、处理多媒体信息集成性。多媒体技术中集成了许多单一的技术，如图像处理、声音处理技术等。对用户而言，它们是集成一体的，包括信息的统一获取、存储和组织实时性。用户可实时地控制多媒体信息媒体的数字化及数据压缩1、数字声音（1）波形声音的获取与播放声音由振动产生，通过空气进行传播的连续的波（声波），它由许多不同频率的谐波组成。带宽：谐波的频率范围多媒体处理的声音主要是人耳可听到的声音(audio)全声道：20Hz～20kHz语音（人的说话声音）：300～3400Hz麦克风（microphone）声波转换为电信号声音卡（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目的：把时间上连续的信号转换成时间上离散的信号采样频率：每秒钟采样的次数。一般取声音频率的2倍采样频率越高（44KHz），声音还原越好把每个样本从模拟量转换成(8位或16位)数字量位数越大，样本精度越高，同时需要的存储空间也越多编码：将所有样本的二进制代码组织在一起，并进行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）.数字声音的压缩编码波形声音的主要参数取样频率、量化位数、声道数目、使用的压缩编码方法、比特率比特率/码率：指每秒钟的数据量计算公式：(数字声音未压缩前)波形声音的码率＝取样频率×量化位数×声道数(b/秒)例：某PC机的声卡在处理单声道声音信息时，采样频率为44kHz，A/D转换精度为16位。若连续采集2分钟的声音信息，则在不进行压缩编码的情况下保存这段声音，需要的存储空间

44K×16×（60×2）÷8≈11MB全频带声音压缩编码标准有线电话通信系统（国际电信联盟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：由于带宽较窄，必须常用更有效的语音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，用于数字盒式录音磁带算法复杂度中等，用于数字音频广播(DAB)和VCD等编码较复杂，用于互联网高质量声音的传输，如MP3音乐（压缩10倍,1张CD光盘可存100首MP3歌曲)（3）常用的数字声音格式.wav文件格式Windows采用的波形文件存储格式，数据量大;.midi文件格式（其他扩展名：.mid、.rmi）规定了乐器、计算机、音乐合成器以及其他电子设备之间交换音乐信息的一组标准。Midi文件记录的是乐曲演奏的内容，而不是实际的声音；数据量极小，易于编辑、处理缺点：播放的声音效果依赖于播放MIDI的硬件质量，只能合成音乐，不能合成歌曲和语言；产生MIDI音乐的方法：FM合成法、波表合成法。Mp3文件格式采用MPEG-1层3(Layer3)标准对WAV音频压缩而成其它文件格式.voc——声霸卡中使用.au——UNIX工作站中使用.aif——苹果机中使用媒体的数字化及数据压缩2、图像（1）图像分类静态图像取样图像（点阵图像、位图图像）——从现实世界中通过数码相机或扫描仪等设备获取的图像。矢量图像（图形）——使用计算机合成或制作的图像动态图像（视频）——多幅（帧）静态图像以每秒≥25幅的速度播放时,利用视觉暂留现象就成为连续图像，一般伴随声音。（获取设备：摄像头、摄像机等）取样视频计算机合成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：用一些指令表示一幅图。例：画1条100像素长的红色直线画1个半径为50像素的圆（2）.数字图像的获取（3）.图像的表示与压缩编码

图像深度：一个像素的所有颜色分量的二进位数目之和彩色图像的像素通常由3个彩色分量组成假设3个分量分别用8个二进位表示，则可表示224=16,777,412种不同的颜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)测量每个取样点的分量的亮度值4)对取样点的每个分量的亮度值进行A/D转换，用8～12位二进制正整数表示2442551541)画面划分成M×N阵列网格，每个网格为一个取样点（像素）图像数据量＝像素总数×图像深度÷8例：一幅1024×768的24位真彩图像的容量为：1024×768×24÷8=2304×1024B=2304KB≈2.25MB容量与分辨率、图像深度有关2)将每个取样点的颜色分解成R、G、B三基色(灰度，黑白则不分色)静止图像压缩编码的国际标准JPEG标准（文件扩展名是.jpg）是第一个静止图像压缩的国际标准制定了二种压缩编码的方案：离散余弦变换为基础的有损压缩编码方案以预测技术为基础的无损压缩编码方案JPEG特别适合各种连续色调的彩色或灰度图像，在计算机和数码相机中已得到广泛应用。最新版本：JPEG2000（4）.常用的数字字图像格式式.bmp———是Windows采用的图像像文件存储储格式；.gif———供联机图形形交换使用用，目前在在网络中广广泛使用；；.jpg(jpeg)——是第一个静静止图像压压缩的国际际标准.tiff——广泛应用于于桌面出版版系统、图图形系统、、广告制作作系统，用用于一种平平台到另一一种平台间间图形的转转换；.png———图像文件格格式。开发发目的：替替代GIF、TIFF文件格式.wmf———是大多数Windows应用程序都都可以有效效处理的格格式。桌面面出版系统统中常用的的图形格式式；.dxf文件——向量图形格格式，绝大大多数绘图图软件均支支持的格式式。数据压缩分分类无损压缩——利用数据的的统计冗余余进行压缩缩，原理是是统计被压压缩数据中中重复数据据的出现次次数进行编编码（可逆逆编码）常用于文本本、程序、、重要图形形（