数字媒体介绍及其应用

第五章数字媒体及应用2008/10/301/29/20231本章是“专转本”考试的热点章节，也是难点章节，有关数值信息和数值计算、字符编码、图形与图像、数字声音、数字视频的基本概念和基本原理非常多，而且概念之间联系紧密，倘若有某几个概念薄弱，那么可能会影响知识的牢固建构。此外，本章也是历年考试中几乎所有有关计算机类型的试题的出处，考生一定要认真分析本章的历年真题，认真总结各种题型。根据本章的知识特点和对命题的预测，本章常考知识点主要有以下3个：本章备考要点1/29/20232(1)图像的获取、压缩编码、数据量计算、应用、图形的有关知识；(2)数字音频的获取、压缩编码、数据量计算、应用；(3)数字视频的压缩编码、应用；历年试题解析1/29/20233考点一:图形图像的获取、压缩编码类型、压缩计算、处理1.成像芯片的像素数目是数码相机的重要性能指标，它与可拍摄的图像分辨率直接相关。若某数码相机的像素约为320万，它所拍摄的图像最高分辨率为________。(2006单选)A.1280×960B.1600×1200C.2048×1536D.2560×1920分析：一幅取样图像由M行×N列个取样点组成，每个取样点称为像素，M行×N列也表示该幅图像的分辨率或图像在屏幕上的大小。题干中数码相机的像素约为320万，那么拍摄的最大的图像分辨率应该最接近320万，选诸项计算后得:1/29/20234A=1280*960=1228800(120万)，B=1600*1200=1920000(190万)，C=2048*1536=3145728(320万)，D=2560*1920=4915200(490万)。点评：基本概念和计算题。考查对分辨率和像素的关系认识。正确答案是：C1/29/202352.在下列有关数字图像与图形的叙述中，错误的是________。(2006单选)A.取样图像的数字过程一般分为扫描、分色、取样和量化等；B.为了使网页传输的图像数据尽可能少，常用的GIF格式图像文件采用了有损压缩；C.矢量图形(简称图形)是指使用计算机技术合成的图像；D.计算机辅助设计和计算机动画是计算机合成图像的典型应用。分析：GIF(GraphicsInterchangeFormat)是互联网上广泛使用的一种图像文件格式，它的颜色数目较少(不超过256色)，文件特别小，适合网络传输。由CompuServe公司于1987年开发，基于Lempel-ZivWalch(LZW)压缩算法、使用特殊码、可变长度，因此GIF格式的图像采用的是LZW无损压缩。正确答案是：B点评：基本概念和基本常识题。与图像相关的考试热点归纳见后页。1/29/20236小结：①图像的表示方法与主要参数a.一幅取样图像由M行×N列个取样点组成，每个取样点称为像素(pictureelement,简写为pixel)。彩色图像的像素由多个彩色分量组成，黑白图像的像素只有一个亮度值。b.黑白图像：每个像素亮度取值：0或1。c.灰度图像：每个像素亮度取值有一个范围，如0～255。d.彩色图像：每个像素分为三个分量，如R，G，B。三个分量的取值分别有一个范围。②取样图像的属性(参数)a.图像分辨率(包括垂直分辨率和水平分辨率)：图像在屏幕上的大小。b.位平面的数目(矩阵的数目)：彩色分量的数目。c.颜色模型：描述彩色图像所使用的颜色描述方法，也叫颜色空间的类型。d.常用颜色模型：RGB(红、绿、蓝)、CMYK(青、品红、黄、黑)、HSV(色彩、饱和度、亮度)、YUV(亮度、色度)等。1/29/20237e.像素深度：像素的所有颜色分量的二进制位数之和，它决定了不同颜色(亮度)的最大数目。如只有一个位平面的单色图像，若像素深度是8位，则不同亮度的数目为28=256；又如，由R、G、B三个位平面组成的彩色图像，若三个位平面中的像素位数分别为4、4、4，则该图像的像素深度为12，最大颜色数目为212=4096。③图像数据的压缩，图像数据量的计算公式(以字节为单位)：数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8④数据压缩类型a.无损压缩：压缩以后的数据进行图像还原(也称为解压缩)时，重建的图像与原始图像完全相同。例如：行程长度编码(runlengthcoding，简写为RLC)；哈夫曼(Huffman)编码b.有损压缩：使用压缩后的数据进行图像重建时，重建后的图像与原始图像有一定的误差，但不影响人们对图像含义的正确理解。如变换编码、矢量编码等。1/29/20238⑤图像压缩编码概况名称压缩编码的方法性质典型应用开发组织/公司BMPRLC无损Windows应用程序MicrosoftTIFRLC,LZW无损DesktoppublishingAldus,MicrosoftGIFLZW无损InternetCompuServeJPEGDCT,Huffman无损/有损Internet,数码相机等ISO/IECJPEG2000小波变换，算术编码无损/有损Internet,数码相机等ISO/IEC1/29/202393.由于GIF格式图像文件特别小并且可形成动画效果，因而在网页制作中被大量地使用。(2006判断)分析：正确答案是：正确。见第2题分析。4.目前计算机使用的图像文件有许多不同的格式，下列________不是图像文件的格式。(2006单选)A.TIFB.JPEGC.GIFD.PDF分析：PDF是PortableDocumentFormat的缩写，译为可移值文件格式。PDF阅读器AdobeReader专门用于打开后缀为.pdf的文档。PDF阅读器(AdobeReader)是Adobe公司开发的一种电子文档阅读软件。正确答案是：D点评：基本概念和基本常识。1/29/2023105.一幅取取样图像由由M(列)×N(行)个个取样点组组成，每个个取样点是是组成图像像的基本单单位，称为为________。(2007填空)分析：一幅取样图图像由M(列)×N(行)个个取样点组组成，每个个取样点称称为像素(pictureelement，，简称为pixel)。正确答案是是：像素。。点评：基本本概念题。。6.彩色显显示器的彩彩色是由三三基色合成成而得到的的。某显示示器的三基基色R、G、B分别别用4位二二进制数表表示，则它它可以表示示________种不同的颜色色。(2007单选)分析：由R、G、B三个位平平面组成的的彩色图像像，若三个个位平面中中的像素位位数分别为为4、4、、4，则该该图像的像像素深度为为12，最最大颜色数数目为212=4096。正确答案是是：40961/6/202311点评评：：基基本本原原理理和和基基本本常常识识题题。。考考查查像像素素深深度度的的概概念念，，最最大大颜颜色色数数目目的的计计算算方方法法。。小结结：：具具体体分分析析请请参参见见第第二二题题的的小小结结。。这这样样的的题题型型应应该该作作为为常常识识记记忆忆，，此此题题涉涉及及到到像素素深深度度的概概念念，，像像素素深深度度是是指指像像素素的的所所有有颜颜色色分分量量的的二二进进制制位位数数之之和和，，它它决决定定了了不不同同颜颜色色(亮亮度度)的的最最大大数数目目，，颜色色数数目目是2像素素深深度度。1/6/2023127.下列列关于数数字图像像技术和和计算机机图形学学的描述述，正确确的是________。(2007多选选)A.黑白白图像(又称灰灰度图像像)的每每个取样样点只有有一个亮亮度值；；B.计算算机图像像学主要要研究使使用计算算机描述述景物并并生成其其图像的的原理、、方法和和技术；；C.利用扫扫描仪输输入计算算机的机机械零件件图属于于计算机机图形；；D.数数字图像像中，GIF格格式采用用了无损损压缩。。分析：彩彩色图像像的像素素有多个个彩色分分量组成成，黑白白图像的的像素只只有一个个亮度值值；计算算机图形形学主要要研究使使用计算算机描述述景物并并生成其其图像的的原理、、方法和和技术；；利用扫扫描仪输输入计算算机的机机械零件件图属于于计算机机图像；；数字图图像中GIF格格式采用用了LZW无损损压缩技技术。正确答案案是：ABD点评：基基本概念念和基本本原理题题。1/6/2023138.一一幅具具有真真彩色色(24位位)、、分辨辨率为为1024×768的数数字图图像，，在没没有进进行任任何数数字压压缩前前，它它的数数据量量大约约是2.25MB。。(2007判断断)分析:真真彩色色(24位位)，，是像素深深度，因此此决定定的存存储量量为:(1024×768×24/8)/(1024×1024)=2.25MB正确答答案是是:正确确点评:基本本原理理和计计算题题。注注意B和MB的的单位位换算算关系系。小结:图像像数据据量的的计算算公式式(以以字节节为单单位)：数数据量量=图图像水水平分分辨率率×图像垂垂直分分辨率率×像素深深度/81/6/202314考点五数数字声音的的获取、压压缩编码类类型、压缩缩计算、处处理1.在声声音的采集集过程中，，量化的精精度越高，，声音的________越越好。(2006填空)分析：量化化精度越高高，声音的的保真度越越好；量化化精度越低低，声音的的保真度越越低。正确答案是是：保真度度点评：基本本原理和和和基本常识识题。小结：与数数字声音的的获取、压压缩编码相相关的知识识点。①数字声音音的类型：：a.波形声音(取样声音音)：语音音(人说话话的声音)300～～3400Hz;全全频带声音音(现实世世界中的各各种声音)20～20kHZb.计算机合成成声音：合合成音乐(MIDI)；合成成语音1/6/202315②声声音音信信号号数数字字化化的的过过程程：：a.取样样：：按按照照一一定定的的取取样样频频率率获获取取声声音音信信号号b.量化化：：将将声声音音信信号号量量化化为为一一定定范范围围内内的的数数，，如如8位位、、12位位或或16位位二二进进制制数数。。量量化化精精度度越越高高，，声声音音的的保真度越好；；量化精度越越低，声音的的保真度越差差。c.编码：将量化化后的声音值值按要求编码码，进行数据据压缩。③③数字字化音频的主主要参数：a.取样频率；b.量化位数；c.声道数目；④数字化音频频的数据量：：a.数码率(bitrate):指的的是每秒钟的的数据量，也也称比特率、、码率；1/6/202316b.数字声声音未未压缩缩前，，其计计算公公式为为：波波形声声音的的码率率=取取样频频率×量化化位数数×声声道数数；c.压缩编编码以以后的的码率率=压压缩前前的码码率/压缩缩倍数数。⑤数字字化音音频的的压缩缩编码码方法法：a.MPEG-1压压缩编编码是是国际际上第第一个个高保保真声声音数数据压压缩的的国际际标准准，它它分为为三个个层次次：层1(Layer1)：编码码简单单，用用于数数字盒盒式录录音磁磁带；；层2(Layer2):算法法复杂杂度中中等，，用于于数字字音频频广播播(DAB)和和VCD等等；层3(Layer3)编码复复杂，，用于于互联联网上上的高高质量量声音音的传传输，，如MP3音乐乐压缩缩10倍。。b.MPEG-2的的声音音压缩缩编码码采用用与MPEG-1相相同的的编译译码器器，层层1，，层2，层层3的的结1/6/202317构也也相相同同，，但但它它能能支支持持5.1声声道道和和7.1声声道道的的环环绕绕立立体体声声。。c.杜比比数数字字AC-3(DolbyDigitalAC-3)：：美美国国杜杜比比公公司司开开发发的的多多声声道道全全频频道道声声音音编编码码系系统统，，它它提提供供的的环环绕绕立立体体声声系系统统由由5个个全全频频带带声声道道加加一一个个超超低低音音声声道道组组成成，，6个个声声道道的的信信息息在在制制作作和和还还原原过过程程中中全全部部数数字字化化，，信信息息损损失失很很少少，，细细节节丰丰富富，，具具有有真真正正的的立立体体声声效效果果，，在在数数字字电电视视、、DVD和和家家庭庭影影院院中中被被广广泛泛使使用用。。1/6/2023182.在在某声音音的数字字化过程程中，使使用44.1kHz的的取样频频率、16位量量化位数数，则采采集四声声道的此此声音一一分钟所所需要的的存储空空间约为为________。。(2007单选选)分析：每每秒的数数据量(码率)是：44.1kHz×16b×4=2822.4kb/s；；一分钟钟的数据据量是:(2822.4kb/s×60s)/8/1024≈20.672MB。正确答案案是：C。点评：基基本原理理和计算算题。注注意位和和字节之之间的单单位换算算。小结：波波形声音音的码率率=取样样频率×量化位数数×声道数1/6/2023193.在多多媒体计算算机系统中中，对声音音信号进行行模/数转转换的顺序序为采样、、编码、量量化。(2007判断)分析：声音音信号数字字化的过程程：①采样：按照一定定的采样频频率获取声声音信号；；②量化：将声音信信号量化为为一定范围围内的数，，如8位、、12位或或16位二二进制数。。量化精度度越高，声声音的保真真度越好；；量化精度度越低，声声音的保真真度越差。。③编码：将量化后后的声音值值按要求编编码，进行行数字压缩缩。正确答案是是：错误。。点评：基本本原理题。。考查声音音信号数字字化的三个个过程，注注意顺序不不能颠倒。。1/6/202320考点六数数字视频的的获取、压压缩编码类类型、处理理1.视频频信息压缩缩编码的方方法很多，，主要针对对数字电视视的应用要要求，制定定了________压缩编编码标准。。(2006填空)分析：正确答案是是：MPEG-2点评：基本本原理和和和基本常识识题。考查查数字视频频的压缩编编码类型及及其应用。。小结：数字字视频的压压缩编码类类型及其应应用：①MPEG-1：一一种运动图图象及其伴伴音的编码码标准：a.1.2～1.5Mb/s；b.图像质量：：200多多线，相当当于一般家家用录象机机；c.应用：数码码相机和数数字摄象机机，VCD1/6/202321②MPEG-2：针针对数字电电视(DVT)的应应用要求：：a.码率：1.5～60Mb/s，甚至至更高；b.特点：通用用性，向下下兼容MPEG-1；c.应用：数字字卫星电视视，高清晰晰度电视(HDTV)，数字字视盘DVD③MPEG-4：a.目标：支持持各种网络络条件下(包括移动动通信)的的交互式多多媒体应用用，侧重于于对多媒体体信息内容容的访问；；b.特点：支持持自然的(取样)和和计算机合合成视频和和音频，功功能强，应应用前景广广。1/6/2023222.多媒体体计算机系系统中要表表示、传输输和处理大大量的声音音、图象甚甚至影视视视频信息，，其数据量量之大是非非常惊人的的。因此，，必须研究究高效的________技技术。(2007单选)①流媒体②②数数据压缩编编码③③数据压压缩解码④④图图像融合A.①①和②B.②和和③C.②和和④D.③和和④分析：数视视视频的数数据量是非非常大的，，如1分钟钟的CCIR601数字视频频约为1G字节，这这样大的数数据量无论论是存储、、传输，还还是处理，，都是极大大的负担。。解决这个个问题的出出路就是对对数字视频频信息进行行数据压缩缩，因此必必须研究高高效的数据据压缩编码码技术和数数据压缩解解码技术。。正确答案是是：B1/6/2023233.________使使计算机从一一种需要用用键盘、鼠鼠标对其进进行操作的的设备，变变成了人处处于计算机机创造的环环境中，通通过感官、、语言、手手势等比较较“自然””的方式进进行“交互互、对话””的系统和和环境。(2007单选)A.虚拟拟现实技术术B.计算算机动画C.计算算机图形学学D.数字字图像技术术分析：数字字媒体技术术的前沿是是虚拟现实实技术。正确答案是是：A点评：基本本常识题。。1/6/2023249、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。1月-231月-23Friday,January6,202310、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。01:06:4501:06:4501:061/6/20231:06:45AM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。1月-2301:06:4501:06Jan-2306-Jan-2312、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。01:06:4501:06:4501:06Friday,January6,202313、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。1月-231月-2301:06:4501:06:45January6,202314、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。06一一月月20231:06:46上上午午01:06:461月月-2315、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。一月231:06上午午1月-2301:06January6,202316、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2023/1/61:06:4601:06:4606January202317、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。1:06:46上上午1:06上上午午01:06:461月-239、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。1月-231月-23Friday,January6,202310、很多事情努努力了未必有有结果，但是是不努力却什什么改变也没没有。。01:06:4601:06:4601:061/6/20231:06:46AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。1月-2301:06:4601:06Jan-2306-Jan-2312、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。01:06:4601:06:4601:06Friday,January6,202313、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。1月月-231月月-2301:06:4601:06:46January6,202314、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。06一月月20231:06:46上上午01:06:461月-2315、楚塞塞三湘湘接，，荆