数字媒体技术与应用综合教程 课件全套 第1-7章 数字媒体技术基础知识-数字媒体光盘刻录与封面设计

全课程教学目标理解数字媒体技术的基本概念和软、硬件相关技术以及数字媒体压缩理论基础和主要的压缩编码方法。掌握音频、图像、动画、视频基本理论知识和相关软件的使用。能用所学的相关软件综合地设计数字媒体作品。数字媒体计算机中，有哪些媒体元素呢？文字请单击声音图形图像动画视频1视频2视频3第1章数字媒体技术基础知识知识点：

1.1数字媒体技术基本概念

1.2数字媒体的特点

1.3数字媒体技术的关键技术1.4数字媒体技术的应用

1.5数字媒体技术的发展趋势1.1数字媒体技术基本概念1.1.1媒体1.1.2数字媒体1.1.3数字媒体技术1.1.4数字媒体系统在计算机领域中有两种含义:

1.用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；

2.信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像。

数字媒体技术中的媒体是指后者。

1.1.1媒体1媒体的定义2媒体的分类按照国际电信联盟（ITU）的分类，媒体被分为：感觉媒体(Perceptionmedium)表示媒体(Presentationmedium)显示媒体(Displaymedium)存储媒体(Storagemedium)传输媒体(TransmissionMedium)1.1.1媒体感觉媒体是直接作用于人的感官，使人能直接产生感觉的一类媒体。表示媒体是能有效地加工、处理和传输感觉媒体而人为研究和构造出来的一类媒体。

显示媒体是指感觉媒体和用于通信的电信号之间转换用的一类媒体，即输入/输出设备和工具。

存储媒体用于存放数字化表示媒体的存储介质。光盘优盘传输媒体将表示媒体从一处传到另一处的物理介质，如同轴电缆、光纤、双绞线等。从人机交互角度可以把媒体归结为3个主要类:视觉类媒体听觉类媒体触觉类媒体3媒体的分类1.1.1媒体视觉类媒体包括动画视频符号图形图像听觉类媒体包括语音音乐音响触觉类媒体包括指点位置跟踪力反馈与运动反馈1.1.2数字媒体1数字媒体：数字媒体一般是指多媒体，它是指一种把多种不同的但相互关联的媒体，如文字、声音、图形、图像、动画、视频等综合集成在一起而产生的一种存储、传播和表现信息的全新载体，不等同于多种媒体。1.1.2数字媒体2数字媒体分类

数字媒体按照不同的属性有不同的分类：

1.时间属性2.来源属性3.组成属性数字媒体技术:是指把文字、音频、视频、图形、图像、动画等数字种媒体信息通过计算机进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储等加工处理，再以单独或合成形式表现出来的一体化技术。1.1.3数字媒体技术

数字媒体系统由硬件系统和软件系统组成。硬件系统：主要包括计算机主要配置和各种外部设备以及与各种外部设备连接的控制接口卡(其中包括数字媒体实时压缩和解压缩电路)。软件系统：包括数字媒体驱动软件、数字媒体操作系统、数字媒体数据处理软件、数字媒体创作工具软件和数字媒体应用软件。1.1.4数字媒体系统数字媒体系统是指利用计算机技术和数字通信网络技术来处理和控制数字媒体信息的系统。1.2数字媒体的特点

1.2.1数字媒体数据的特点1.2.2数字媒体传播的特点1.2.3数字媒体技术的特点☆数据量大☆数据类型数字☆相关性强、同步性高☆动态性强

视频、音频和动画是基于时间的信息，必须实时连续不断地记录和播放，否则将导致严重失真。1.2.1数字媒体数据的特点☆传播内容个性化☆传播者服务个性化☆传播受众个性化☆传播形式个性化1.2.2数字媒体传播的特点☆数字化☆交互性☆多维性☆趣味性☆集成性☆实时性☆非线性☆融合性1.2.3数字媒体技术的特点1.3数字媒体技术的关键技术1.数字媒体计算机的硬件条件是基础2.数字媒体计算机的软件条件是关键3.数字媒体数据压缩和解压缩技术4.数字媒体计算机存储技术5.数字媒体集成电路制作技术6.数字媒体同步技术7.数字媒体网络与通信技术8.数字媒体信息检索技术9.数字媒体虚拟现实技术10.数字媒体相关技术的支持数字媒体技术的发展和应用是发展计算机数字媒体的关键，数字媒体信息的处理和应用需要一系列相关技术的支持。

数字媒体系统不仅涉及到计算机的各应用领域，也涉及到消费性电子产品（小家电、电子游戏、交互光盘等）、教育、通信、医疗、办公、商业广告及购物、影视娱乐等各种设计领域或行业。1.4数字媒体技术的应用1.教育与培训：数字媒体远程教学或交互式教学教室。3.影视娱乐：利用数字媒体技术制作电影特技和变形效果是影视娱乐节目制作中最常用的技巧。2.商业广告：利用数字媒体技术制作商业广告是扩大销售范围的有效途径。4.医疗：医疗人员可以通过数字媒体计算机充分利用各种形式的真实媒体资源来提高诊疗效率和质量。5.旅游：在数字媒体网络系统输入各地景点的详细信息，就能足不出户领略到各地美好的大自然风光和风土人情。6.人工资能模拟：人工智能模拟是计算机数字媒体技术科学的一个重要分支，它能对生物的形态、智能进行模拟。7.办公自动化：影像代替纸张，计算机代替人工操作。7.通信：在网络中交流和传播信息，对现实工作、学习和生活提供了便利。1.5数字媒体技术的发展趋势

1.网络化发展趋势2.数字媒体终端的部件化、

智能化和嵌入化

思考与练习1.什么是媒体、数字媒体、数字媒体技术、数字媒体系统？2.数字媒体的媒体元素有哪些？3.国际电信联盟把媒体分成了哪几类，各自具有什么特点？4.数字媒体技术有哪些主要特点和关键技术？5.数字媒体技术的主要应用领域有哪些？6.数字媒体技术的主要发展趋势是什么？7.数字媒体计算机应增加哪些方面的智能化？我们先来看一个典型的数字传输系统模型：2.1数字媒体数据压缩概述2.1.1、数据压缩的概念

如图示，一个数字传输系统包括信源编码、信道编码、调制、传输、解调、信道解码、信源解码几个过程。信源编码主要解决有效性(可用性)问题。信道编码主要是解决可靠性(可能性)问题。信源编码的目的便是数据压缩，它构成了数据压缩的基础。什么是数据压缩呢？数据压缩就是以最少的数码表示信源所发出的信号，减少容纳给定消息集合或数据采样集合的信号空间。2.1.2、数据压缩的必要性

为什么要进行数据压缩？举例:1.一幅640×480、24位（bit）真彩色的图像，其文件大小为：

640×480×24÷8＝921.6KB2.双通道立体声激光唱盘，采用脉冲码调制采样，采样频率为44.1KHz，采样精度16位，其一秒钟时间内的采样数据量为：

44.1×1000×16×2÷8＝176.4KB

一个650MB的CD—ROM，大约可存1小时的音乐。3.对于彩色电视信号，设代表光强Y的带宽为4.2MHz、色彩I为1.5MHz和色饱和度Q为0.5MHz，采样频率＞2倍原始信号频率，各分量均被数字量化为8位，从而1秒钟电视信号的数据量为：（4.2＋1.5＋0.5）×2×8/8＝12

MB

容量为650MB的CD—ROM仅能存1分钟的原始电视数据。

若为高清晰度电视（HDTV）其1秒钟数据量约为150MB（1.2Gbps÷8)，一张CD—ROM还存不下5秒钟的HDTV图像。⑴原始采样的媒体数据量巨大⑵有效利用存储器存储容量⑶提高通信线路的传输效率⑷消除计算机系统处理视频I/O瓶颈2.1.2、数据压缩的必要性

数据为什么能压缩？1.空间冗余

在同一个静态图象或画面中，有部分区域数据值一样或相差不大，这些数据形成空间的冗余，如右图中下半部分。2.1.3、数据压缩的可能性2.时间冗余

一段视频的前后相邻的2帧中会有大量的区域有相同或相近的数据，形成帧间的数据冗余（时间冗余）。如下图中是前后3帧，可以看到很多部分数据相差很小。3.结构冗余

有些图像从大体上看存在着非常强的纹理结构，这些纹理具有较强的相似性称此为结构冗余。

4.知识冗余

有许多图像的理解与某些基础知识有相当大的相关性。这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到，我们称此类冗余为知识冗余。

5.视觉冗余

人类视觉系统对图像场的敏感性是非均匀和非线性的，人眼并不能察觉图像场的所有变化，人类视觉系统的分辨能力约为64灰度等级，而一般图像量化采用256灰度等级，这类冗余称视觉冗余。6.图像区域的相同性冗余图像中的两个或者多个区域所对应的所有像素值相同或者相近，从而产生数据重复性存储。7.纹理的统计冗余有些图像纹理尽管不严格服从某个分布规律，但是在统计意义上服从这种规律。利用这种性质可以减少表示图像的数据量，所以被称为纹理的统计冗余。1.图像压缩系统的组成由三部分组成：变换器、量化器和编码器。2.1.4、数据压缩的原理2.图像压缩说明视频压缩与语音相比，语音的数据量较小，且基本压缩方法已经成熟，目前的数据压缩研究主要集中于图像和视频信号的压缩方面。压缩处理过程有两个过程，编码过程是将原始数据经过编码进行压缩，以便存储与传输；解码过程是对编码数据进行解码，还原为可以使用的数据。3.与压缩相关的指标衡量一种数据压缩技术的好坏有四个重要的指标：⑴压缩比大：即压缩前后所需要的信息存储量之比要大。⑵算法简单：实现压缩的算法简单，压缩、解压速度快，尽可能地做到实时压缩解压。⑶恢复效果好：恢复效果好，要尽可能地恢复原始数据。⑷压缩能否用硬件实现。根据多媒体数据冗余类型的不同，解码后数据与原始数据是否完全一致、质量有无损失来进行分类，压缩方法可被分为有有损压缩和无无损压缩两大类。无损压缩,又称冗余压缩.一般是利用数据的统计特性来进行数据压缩，对数据流中出现的各种数据进行概率统计编码，使得数据流经压缩后形成的代码流总位数大大减少。无失真压缩的特点是压缩比较小，大约在2∶l至5∶l之间，主要用于文本数据、程序代码和某些要求严格不丢失信息的环境中，常用的无失真压缩编码有如哈夫曼编码等。

2.1.5、数据压缩方法的分类有损压缩,又称熵压缩允许一定程度的失真，会丢失一些人眼和人耳所不敏感的图像或音频信息，而且丢失的信息不可恢复，即解压缩后并不能完全恢复成原来的数据，但是根据人的视觉和听觉的主观评价是可以接受的。

有损压缩法的冗余压缩取决于初始信号的类型、前后的相关性、信号的语义内容等，压缩比可以从几到几百倍，常用的有损压缩编码技术有预测编码、变换编码、模型编码、混合编码方法等，主要用于压缩图像、声音等信息。

常用的图像和视频压缩方法如图所示：熵的概念表示一条信息中真正需要编码的信息量，即数据压缩的理论极限。对于任何一种无损数据压缩，最终的数据量一定大于信息熵，数据量越接近于熵值，说明其压缩效果越好。2.2数字媒体数据压缩的技术基础信息熵如何计算：在计算机内部是用二进制来表示数据的，现在要用0和1组成的二进制数码来为含有n个符号的某条信息编码，假设符号Fn在整条信息中重复出现的概率为Pn，则该符号的熵En也即表示该符号所需的位数为：En=log2(1/Pn)=-log2(Pn)整条信息的熵E也即表示整条信息所需的位数为：E=∑En数字媒体数据压缩方法根据不同的分类依据进行分类，根据质量有无损失可以分为两大类：

有损压缩（熵压缩法）

无损压缩（冗余压缩法）2.3数字媒体数据压缩方法

有损压缩法也称熵压缩法，是指使用压缩后的数据进行解压缩，解压之后的数据与原来的数据有所不同，但不会让人对原始资料表达的信息造成误解。

常用编码有以下两种：

预测编码

变换编码2.3.1、有损压缩法预测编码

根据离散信号之间存在着一定的相关性的特点，利用图像像素的以往样本值（前面一个或几个点的数据）对于新样本值（下一个点的数据）进行预测，然后将样本的实际值与其预测值相减得到一个误差值(较小)，这样可以用比较少的数码进行编码得到较大的数据压缩结果，达到压缩数据的目的，因此预测编码技术是一种有损压缩方法。最常用的是差值脉冲编码调制法，简称为DPCM。1.脉冲编码调制PCM均匀量化：采用相等的量化间隔处理采样得到的信号值。非均匀量化：对输入信号进行量化时，大的输入信号采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔，这样就可以在满足精度要求的情况下用较少的位数来表示。2.差分脉冲编码调制DPCM不对每一样值都进行量化，而是预测下一样值，并量化实际值与预测值之间的差值进行压缩的方法。优点是算法简单，容易硬件实现，缺点是对信道噪声很敏感，会产生误差扩散。编码器解码器预测器预测器信道+-+输出量化器接收端enen’+发送端xkek’ekx’’kx’kek’ek’x’kx’’k图所示的是DPCM编、解码系统原理图

设xK为tK时刻的亮度取样值，预测器根据tK时刻之前的样本值x1，x2…，Xk-1对xK作预测，得到预测值xK″，xK

与xK″之间的误差为：

eK＝xK－xK″

（3－1）

接收端恢复的输出信号为x’k是xK的近似值，两者的误差是：△xK＝xK－x’k

＝xK

–(xK″十eK″

)=xK

–(xK-eK十eK″

)＝eK－eK′（3－2）3.自适应脉冲编码调制ADPCM核心想法是：①利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值，使用大的量化阶去编码大的差值，②使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值，使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。变换编码一种间接编码方法，它将原始信号经过数学上的正交变换后，得到一系列的变换系数，再对这些系数进行量化、编码、传输。变换编码原理框图变换编、解码过程示意图变换编码技术技术上比较成熟，理论也比较完备，广泛用于各种图像数据压缩，诸如单色图像、彩色图像、运动图像、静止图像以及多媒体计算机技术中的电视帧内图像压缩和帧间图像压缩等。正交变换的种类有很多种，例如傅立叶变换、沃尔什哈达玛变换、正弦变换、余弦变换以及K-L变换等。

无损压缩法也叫冗余压缩法，无损压缩是指使用压缩后的数据可以解压缩，且解压之后的数据与原来的数据完全相同。

常用编码有以下几种：

有香农-范诺编码

哈夫曼编码

行程编码

算术编码

词典编码

2.3.2、无损压缩法香农-范诺编码——算法步骤：⑴将待编码的符号按符号出现概率从大到小进行排序。⑵将排好序的符号分成两组，使这两组符号概率和相等或尽可能的相近。⑶将第一组赋值为0，第二组赋值为1。⑷对每一组，只要不是一个符号，就重复步骤2的操作，否则操作完毕。香农-范诺与哈夫曼编码例2-1有一串由6个字母组成的长度为50的字符串，字母分别A、B、C、D、E和F，其中A出现3次，B出现5次，C出现15次，D出现11次，E出现12次，F出现4次，请使用香农-范诺对其进行编码。解题步骤：⑴使用下表列出字母在字符串中的概率统计

⑵首先对符号按出现次数的多少进行排序，得下表所示。⑶然后对符号进行分组，将其分为概率和最接近的两组即为（C、E）和（D、B、F、A），其中（C、E）赋值为0，（D、B、F、A）赋值为1，依次递归下去。使用二叉树左支为0，右支为1来进行编码，其最终实现如图所示。⑷使用香农-范诺编码算法得到的编码表，如下表所示。⑸总共需要4×3+3×5+2×15+2×11+2×12+4×4=119位，而如果用ASCII来进行表示的话，至少要用到50×8=400位；如果用等长码3位二进制来表示六个字母的话，这样需用到50×3=150位，从这两方面都实现数据压缩。⑹再来看一看压缩效果如何，这时就需来计算数据压缩的极限—熵的值：哈夫曼（Huffman）编码

在编长码中，对于出现概率大的信息符号编以短字长的码，对于出现概率小的信息符号编以长字长的码，如果码字长度严格按照符号概率大小相反的顺序排列，则平均码字长度一定小于按任何其他符号顺序排列方式得到的码字长度。哈夫曼编码

1.把事件（消息）按出现的概率由大到小排成一个序列。如P(1)＞P(2)＞P(3)＞…＞P(Sm-1)＞P(Sm)，即将信息源事件按概率递减顺序排列。

2.把其中两个最小的概率P(Sm-1)，P(Sm)挑出来，且将事件“1”赋给其中最小的，即P(Sm)→1；事件“0”赋给另一稍大的即P(Sm-1)→0。哈夫曼编码一般过程如下：3.把两个最小概率相加作为新事件的概率，即求出P(Sm-1)，P(Sm)之和P(Si):

P(Si)=P(Sm-1)十P(Sm)

设P(Si)是对应于一个新的消息的概率。

4.将P(Si)与上面未处理的（m－2）个消息P(Sm-2）的概率重新由大到小再排列，构成一个新的概率序列。

5.重复步骤2），3），4），在每次合并信息源时，将被合并的信源分别赋“0”和“1”直到所有m个事件的概率均已全部合并处理为止。6.寻找从每一个信息源事件到概率总和为1处的路径，对每一信息源事件写出“1”、“0”序列（从树根到信息源事件节点）作为码字。

Huffman编码的平均码字长度可以用下列公式求出：

这里的ni

，为第i个消息事件的码字长度，P(Si)为第i个消息出现的概率。举一例子来说明这一编码过程。信息源消息事件及其对应的概率010.19010.370.50100.231010.09CBAFGEDH0.40.180.10.10.070.060.050.0410010110000010001010001000011信源符号概率Huffman码编码过程010.13011

根据哈夫曼的编码规则，我们得到如表3-2所示：

由于8个消息事件A，B，C…，H的每个概率为已知，则哈夫曼码的平均长度L可按公式（3-6)计算为：L＝1×0.4十3×（0.18＋0.10）＋4×（0.10十0.06十0.07）十5×（0.05十0.04）＝2.61比特算术编码1)算术编码的基本原理

将编码的信息表示成实数0和1之间的一个间隔，信息越长，编码表示它的间隔就越小，表示这一间隔所需的二进制位数越多。2)算术编码举例

令high为编码间隔的高端，low为编码间隔的低端，range为编码间隔的长度，rangelow为编码字符分配的间隔低端，rangehigh为编码字符分配的间隔高端。初始high=1，low=0，range=high-low，一个字符编码后新的low和high按下式计算：Low=low+range×rangelowHeigh=low+range×rangehigh采用静态统计模型符号概率分配如下：字符：aeiou概率：0.20.30.10.20.2范围：[0，0.2）[0.2，0.5）[0.5，0.6）[0.6，0.8）[0.8，1）设编码的数据串为eai(1)在第一个字符e被编码时，e的ranglow=0.2，rangehigh=0.5，因此：low=0+1×0.2=0.2high=0+1×0.5=0.5range=high-low=0.5-0.2=0.3此时分配给e的范围为[0.2，0.5）(2)第二个字符a编码时使用新生成范围[0.2，0.5），a的rangelow=0，rangehigh=0.2，因此：Low=0.2+0.3×0=0.2high=0.2+0.3×0.2=0.26Range=0.06范围变成[0.2，0.26）(3)对下一个字符i编码，I的rangelow=0.5，rangehigh=0.6，则Low=0.2+0.06×0.5=0.23high=0.2+0.06×0.6=0.236即用[0.23，0.236）表示数据串eai。算术编码过程的另一种表示10.20.50.60.80aeiou0.20.50.20.260.2360.23输出:0.235算术编码的解码过程通过判断哪一个符号能拥有我们已编码的消息落在的空间来找出消息中的第一个符号。

(Number-rangelow)/range=>number上例的解码过程:1.0.235落入[0.2,0.5)，找到第一个符号e。2.（0.235-0.2）/0.3=0.1167，落入[0，0.2），找到第二个符号a。3.（0.1167-0）/0.2=0.5335，落入[0.5，0.6），找到第三个符号i。译码的消息为：eai

自适应统计模型的算术编码与解码例假设某条信息中可能出现的字符只有a、b、c三种，要压缩保存的信息为abba。解题步骤：在算术编码中有几个问题需要注意由于实际的计算机精度不可能无限长，运算中出现溢出是一个明显的问题，可使用比例缩放方法解决。

算术编码器对整个消息只产生一个码字，这个码字是在间隔[0，1]中的一个实数，因此译码器在接受到表示这个实数的所有位之前不能进行译码。算术编码也是一种对错误很敏感的编码方法，如果有一位发生错误就会导致整个消息译错。

在一幅图像中具有许多颜色相同的图块。在这些图块中，许多行上都具有相同的颜色，或者在一行上有许多连续的像素都具有相同的颜色值。在这种情况下就不需要存储每一个像素的颜色值，而仅仅存储一个像素的颜色值，以及具有相同颜色的像素数目即可，或者存储一个像素的颜色值，以及具有相同颜色值的行数。这种压缩编码称为行程长度编码，用RLE(RunLengthEncoding)表示，具有相同颜色并且是连续的像素数目称为行程长度。

行程编码对一幅两维图像F（i，j）作水平扫描后得到的部分像素的像素值

用RLE对这一行数据编码后得到的码字表：

RLE编码压缩编码技术尤其适用于：

计算机生成的图形图像和黑白二值图像的编码，解压缩速度很快。RLE的压缩率的大小取决于图像本身的特点，可以得到较大的压缩比。对复杂的图像不适宜用RLE进行编码。原始数据所需存储空间:50×3B+2×3B+1×3B+9×3B+72×3B=402BRLE编码后得到的代码为：

50（200,30,100）2（255,255,255）1（0,5,5）9（0,0,0）72（200,30,100）编码后需存储空间（行程长度值用2B表示）2B+3B+2B+3B+2B+3B+2B+3B+2B+3B=25B压缩比率：402:25=16.08:1LZW是词典编码的一种。基本原理是首先建立一个字符串表，把每一个第一次出现的字符串放入串表中，并用一个数字来表示，这个数字与此字符串在串表中的位置有关，将这个数字存入压缩文件中，如果这个字符串再次出现时，即可用表示它的数字来代替，并将这个数字存入文件中。压缩完成后将串表丢弃。词典编码数字媒体数据的压缩主要是指对音频、图像和视频等数字媒体数据的压缩。

2.4.1音频数据的压缩2.4.2静态图像的压缩2.4.3动态图像的压缩

2.4数字媒体数据的压缩

视频信号压缩就是从时间域、空间域两方面去除冗余信息，将可推知的信息去掉。动态图像压缩技术帧内编码帧间编码去掉图像的空间冗余去掉图像的时间冗余MPEG标准H.261标准动态图像压缩及MPEG标准动态图像压缩的基本思路

帧与帧画面之间存在相关性，将相邻的两帧的相应点的像素值相减（称为差异帧），再用静态图像的压缩方法进行压缩，得到相当大的压缩比。MPEG压缩原理1.动态图像特点动态图像以每秒25帧播放，在如此短的时间内，画面通常不会有大的变化；在画面中变化的只是运动的部分，静止的部分往往占有较大的面积；即使是运动的部分，也多为简单的平移。压缩原理：记录某一帧，对于随后的帧只记录和前一帧不同；播放时，根据前一帧的画面和两帧的不同构造出当前画面。2.压缩中的问题如果只保留第一帧，其他帧采用差异帧。那么后面的每一帧都需要从前一帧计算出来，恢复时也必需一帧帧顺序进行。这样就无法想跳到哪一点就从哪一点进行播放。一旦某一帧数据出了问题，后面的帧更无法恢复。由于差异帧的压缩是有损的。上述方式在压缩和解压缩时将发生误差的积累，积累到一定程度势必造成很大的失真。3.解决方法每隔若干帧（如30帧）之后记录一幅原始（完整）帧运动补偿的矢量算法MPEG标准分成MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统三大部分。MPEG算法除了对单幅图像进行编码外(帧内编码)，利用图像序列的相关特性去除帧间图像冗余，大大提高了动态图像的压缩比。压缩比可达到60-100倍。动态图像的MPEG标准

视频图像压缩的一个重要标准是MPEG(MovingPictureExpertsGroup)于1990年形成的一个标准草案(简称MPEG标准)。

MPEG标准主要有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7等。流行的数据压缩国际标准：JPEG-静止图像压缩标准：

目前网站上80%的图像都是采用JPEG压缩标准。

2.MPEG-运动图像压缩编码标准：

MPEG-1（常用于VCD压缩）

MPEG-2（常用于DVD压缩）

MPEG-4（常用于移动通信）

3.H.261-视频通信编码标准：思考与练习

1.为什么要进行数字媒体数据压缩？2.数字媒体数据压缩的必要性和可能性是什么？3.数字媒体数据存在的冗余种类有哪些？4.数字媒体数据压缩的基本原理是什么？5.音频数据压缩的特点是什么？6.MPEG压缩标准有哪些，各自的特点是什么？7.H.26L压缩标准的基本特点是什么？8.什么是有损压缩和无损压缩，分别应用在什么场合？9.数据压缩中编码是如何实现的，基于什么原则？

10.常见的无损压缩有哪些？它们的基本思想是什么？

3.1色彩基础知识3.2图像处理基础3.3图像处理软件PhotoshopCC第3章数字图像信息处理3.1.2色彩模式3.1.1色彩3.1色彩基础知识3.1.1色彩色彩就是当光线照射到物体后使视觉神经产生的感受。认识色彩

色彩的产生重要是因为人眼接收来自物体表面或内部对于光源的反射或透射，因此色彩是由光、物体特性与人眼视觉机构等3大因素所涵盖。1色彩三要素色相、明度、饱和度色相：不同波长的光刺激所引起的不同颜色心理反应。明度：光作用于人眼时所引起的明亮程度的感觉。饱和度：是指颜色的纯度，或者说颜色的深浅程度，即掺入白光的程度。例如，当红色加进白光后，由于饱和度降低，红色被冲淡成粉红色。2色彩三原色色彩三原色也叫三基色，是根据人眼对彩色视觉的大量实验得出的。基色是互为独立的单色，任一基色都不能由其他两种基色混合产生。选择红、绿、蓝三种互相独立的基色，按照不同比例组合，可以配出自然界中的各种颜色。3色彩对比色彩对比是图像处理常用的手法，目的在于突出主题或核心文字、标志以及陪衬出画面的内容和意图等。色彩对比包括明度对比、色相对比、纯度对比、冷暖对比、补色对比、黑白灰对比、色彩的面积大小对比等。通常情况下，色彩对比主要指色彩的冷暖对比。图像画面从色调上划分，可分为冷调和暖调两大类。红、橙、黄为暧调，青、蓝、紫为冷调，绿为中间调，不冷也不暖。图像中暖色调有前进感，冷色调有后退感。色彩对比的规律是：在暖色调的环境中，冷色调的主体醒目，在冷调的环境中，暖调主体最突出。4色彩情感

色彩情感指不同波长色彩的光信息作用于人的视觉器官，通过视觉神经传入大脑后，经过思维，与以往的记忆及经验产生联想，从而形成一系列的色彩心理反应。

内容色彩具体事物的类似性抽象心情的象征性红火、鲜血、红旗热情、喜庆、幸福、革命、活力橙橙子、桔子、木瓜、晚霞、秋叶温情、活泼、甜美、明朗、时尚黄柠檬、香蕉、油菜花、糕点、黄金光明、高贵、轻快、希望、智慧绿草地、森林、绿叶青春、新鲜、清爽、安静、和平蓝大海、天空平静、理智、清洁、沉默、透明紫葡萄、茄子高贵、神秘、优雅、尊严、压迫白白云、白雪、白纸纯洁、高雅、卫生、神圣、明快黑煤炭、黑发、墨、黑夜深沉、严肃、死亡、刚健、冷淡灰雾霾天气、混泥土、冬天的天空中庸、平凡、忧郁、沉默、绝望颜色色彩联想表5颜色深度指存储每个像素颜色所用的位数，决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的的灰度级别。常用的色彩深度有1位、8位、24位和32位。一个1位的图像包含多少种颜色？一幅图像的颜色深度为8位，则可以显示的颜色数目是多少？一幅彩色图像的每个像素由R、G、B三个分量表示，若每个分量用8位，则每个像素的颜色范围是多少？3.1.2色彩模式

像素颜色的合成方法，是色彩的表达形式，用于描述和重现色彩。色彩模式

用于表现颜色的一种数学算法，是一种将颜色表示为一组数字的抽象的数学模型。不同的应用领域使用不同的色彩模式。几种常见的色彩模式：RGB模式CMYK模式Lab模式HSB模式位图模式灰度模式索引颜色模式双色调模式多通道模式3.2.2图像的特点3.2.1图像的基本概念3.2图像处理基础3.2.3图像的基本类型3.2.4灰度图与彩色图3.2.5像素与分辨率3.2.6图像数据量3.2.7图像文件格式3.2.1

图像的基本概念什么是图像？一个区域内带有属性的像素点集合。数据来源：由输入设备捕捉的实际场景画面。空间图像函数的表示方法：G=f（x,y,z,λ,t）实际图像是连续的，计算机只能处理离散的数字图像，所以要对连续图像采样和量化以得到离散的数字图像。图像3.2.2

图像的特点

图像是由一些排列的像素组成的，在计算机中的存储格式一般数据量比较大。它除了可以表达真实的照片外，也可以表现复杂绘画的某些细节，并具有灵活、富有创造力等特点。3.2.3

图像的基本类型

图像，来至于主观世界，由人主观制造出来的作品，例如照片、图纸和人们创作的各种美术作品等，对于这一类图，只能靠使用扫描仪、数字照相机或摄像机进行数字化输入后，才能由计算机进行间接处理。3.2.4

灰度像与彩色图

灰度图和彩色图灰度图：指图像色彩是由黑色到白色逐渐变化的灰度构成。灰度级：黑色到白色间的灰色分为不同的级别。常用的灰度级有二级，256级。单色图像：只有黑白两种颜色的图像。彩色图像：按颜色的数目来划分，可分为256色和真彩色。640*480单色灰度图像，容量为37.5kB640*480，256级灰度图像，容量为300kB640*480真彩色图像，容量为900kB3.2.5

像素与分辨率影响图像的质量?

显示屏上能够显示出的像素数目。屏幕能够显示的像素越多，说明显示设备的分辨率越高，显示图像质量也越高。例如，显示分辨率为640*480，1920*1080，3840*2160等。

图像中每单位打印长度显示的像素数目，通常用像素/英寸表示。或是一幅图像在横向和纵向上的像素数目乘积来表示。一幅图的像素密度越高，则图像的分辨率越高，图像越逼真。例如，图像分辨率72dpi(每英寸点数），1024*768显示分辨率图像分辨率图像文件大小的计算公式：文件字节数=图像分辨率*图像深度/8例如，一幅图像分辨率为640*480的24位真彩色图像的文件大小为：640*480*24/8=921，600字节图像分辨率3.2.6

图像数据量

图像数据量，即为图像文件的大小，是指磁盘上存储整幅图像所占的字节数。

图像数据大小可用下面的公式来估算：图像数据量=图像分辨率（宽×高）×颜色深度/8（Byte）例如，一副800×600的真彩色图像，未压缩的原始数据量为：800×600×24/8=1440000B=1440KB3.2.7

图像文件格式图像在存储媒体中存储的格式，称为文件格式。图像文件的存储格式有：BMP、JPG

/JPEG、GIF、PSD、PNG、TIFF、PDF等。3.3图像处理软件PhotoshopCCPhotoshopCC是Adobe公司开发并不断推陈出新的图像处理软件，它支持真彩色和灰度模式的图像，可以针对图像进行多种操作，如复制、粘贴、修饰、色彩调整、编辑、创建、合成、分色与滤镜等，并给出了许多增强图像的特殊手段，可广泛地应用于美术设计、广告制作、计算机图像处理、旅游风光展示等领域，是计算机数字图像处理的有力工具。3.3.2PhotoshopCC操作3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3图像处理软件PhotoshopCC3.3.1PhotoshopCC工作界面3.3.2PhotoshopCC操作PhotoshopCC操作详见教材：打开PhotoshopCC软件以后，先详细的介绍各个工具和功能模块的使用，然后按照教材的详细案例进行操作。思考与练习

1.当红光掺入白光之后，其色相、饱和度和亮度分别有什么变化？2.什么是色彩三要素，它的基本性质是什么？3.什么是三基色原理？任何三种颜色都可以作为基色吗？4.构成位图图像的基本单位是什么？5.什么是图像，它的基本特点是什么？6.位图图像的主要属性是什么？7.常用的图像文件格式有哪些？各有什么特点？8.Adobe系列软件涵盖了所能想到的图片处理的各种效果，而在Adobe系列软件中，什么软件是最适合、最专业的照片处理软件？9.在

PhotoshopCC中可以对图像进行放大、缩小和旋转的是什么命令？10.利用“色相/饱和度”命令可以调整整个图像或图像中单个颜色成分的什么？第4章数字音频技术知识点:4.1音频的相关概述4.2音频数字化技术4.3声卡4.4音频信息处理编辑4.5数字音频文件格式4.6数字音频编辑软件

AdobeAuditionCS64.1音频的相关概述4.1.1声音的基本特点4.1.2数字音频的音质与数据量4.1.3道数

声音是由空气中分子的振动而产生的。自然界的声音是一个随时间而变化的连续信号，可近似地看成是一种周期性的函数。通常用模拟的连续波形描述声波的形状，单一频率的声波可用一条正弦波表示，如下图所示。

振幅周期基线声音的概念

模拟音频信号的两个重要参数频率：每秒钟波峰所发生的数目，单位为Hz或kHz。频率大，声音细尖；频率小，声音粗低。语音信号的频率范围为300Hz~3000Hz。振幅：从信号的基线到波峰的距离。决定了信号的强弱程度，强度用dB表示，分贝的幅度就是音量。另外两个概念周期：完成一次振动所需要的时间，用T表示。带宽：频率覆盖的范围，指复合信号。

用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音实际波形1.声音的传播2.声音的三要素4.１.1声音的基本特点音调：人对声波频率的主观属性。音色：声波波形的主观属性。纯音：振幅和频率不变的声音信号复合音：声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。语音是特殊的复合音。音强：声波振幅的主观属性。声音的三要素数字音频的音质好坏，取决于采样频率的高低、表示声音的基本数据位数和声道形式。音质越好，则该文件的数据量越大。数据量与采样频率、数据位数以及声道数的关系如下：数据量=采样频率×数据位数×声道数/8

1.音质

2.数据量

3.CD-DA音频文件4.１.2数字音频的音质与数据量声音通道的个数称为声道数，是指一次采样所记录产生的声音波形个数。记录声音时，如果每次生成一个声波数据，称为单声道；每次生成两个声波数据，称为双声道（立体声）。随着声道数的增加，所占用的存储容量也成倍增加。常用的声道有以下三种：

1.单声道

2.立体声

3.四声道环绕4.１.3声道数4.2音频数字化技术4.2.1数字音频的采样4.2.2数字音频的量化4.2.3数字音频的编码4.2.4数字音频的优势

声波是随时间而连续变化的物理量，通过能量转换装置，可用随声波变化而改变的电压或电流信号来模拟。以模拟电压的幅度来表示声音的强弱。为使计算机能处理音频，必须对声音信号数字化。模拟音频信号数字化过程如下图所示。声音信号数字化过程1.采样定理——在一定的条件下，用离散序列可以完全代表一个连续函数。2.采样过程是每隔一定时间间隔在模拟声音的波形上取一个幅度值，把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。3.采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本。采样频率越高，对波形的表示越精确。4.2.1数字音频的采样

采样频率

采样频率是指一秒钟时间内采样的次数。在计算机多媒体音频处理中，采样频率通常采用三种：11.024KHz(语音效果)、22.04KHz(音乐效果)、44.1KHz(高保真效果)。常见的CD唱盘的采样频率即为44.1KHz。

Nyquist采样定律：采样频率至少应该是声音信号最大频率的两倍,才能保证采样后的数字化是没有损失的。例如，CD唱片的采样频率为44.1kHz，也就是能够捕获声音频率高达22050Hz的信号。量化是对声波波形幅度的数字化表示，即用多少二进制位来表示声音波形的幅度，这实际上是在振幅轴上的离散化。量化过程是先将采样后的信号按整个声波的幅度划分成有限个区段的集合，把落入某个区段的样值归为一类，并赋予相同的量化值。4.2.2数字音频的量化

量化位数 量化位数也称“量化精度”，是描述每个采样点样值的二进制位数。例如，8位量化位数表示每个采样值可以用28即256个不同的量化值之一来表示，而16位量化位数表示每个采样值可以用216即65536个不同的量化值之一来表示。常用的量化位数为8位、16位、32位。采样率为2000Hz，量化等级为20的采样量化过程采样率为4000Hz，量化等级为40的采样量化过程采样频率越高，量化位数越大，声音质量越好，所占用的存储空间也越大。

编码是按照一定的数据格式把经过采样和量化得到的离散数据记录下来，并在有用的数据中加入一些用于纠错、同步和控制的数据（含数据的压缩）存放到计算机。

编码分类

（1）波形编码

（2）参数编码

（3）混合编码4.2.3数字音频的编码

经采样、量化和编码后，模拟音频信号变成数字音频信号。相对于模拟音频信号，数字音频信号有如下优势。1.精度高2.无损失复制3.利于编辑4.多种存储选择5.压缩减少数据量6.保密性强7.检索方便快捷8.可靠性强9.易于大规模集成10.适合于网络应用，便于信息传递和共享

4.2.4数字音频的优势4.3声卡4.3.1声卡的基本功能4.3.2声卡的工作原理和基本结构4.3.3声卡的分类4.3.4声卡的安装和使用4.3.1声卡的基本功能

声卡的基本功能主要体现在以下几点：

1.录制回放数字声音文件2.压缩和解压缩声音数据3.语音合成与语音识别技术4.A/D转换与D/A转换5.控制各声源的音量和混音功能6.MIDI音乐的合成4.3.2声卡的工作原理和基本结构

1.声卡的工作原理2.声卡的基本结构：

（1）声音控制芯片

（2）数字信号处理器

（3）FM合成芯片

（4）波形合成表

（5）波表合成器芯片

（6）跳线4.3.3声卡的分类1.板卡式声卡2.集成式声卡3.外置式声卡4.3.4声卡的安装和使用1.内置声卡的安装2.外置声卡的安装3.软件的安装1.CD格式

CD音乐格式，扩展名CDA，其取样频率为44.1kHz，16位量化位数，跟WAV一样，但CD存储采用了音轨的形式，又叫“红皮书”格式，记录的是波形流，是一种近似无损的格式。2.WAV格式

微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持。WAV格式支持许多压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，采用44.1kHz的采样频率，16位量化位数，跟CD一样，对存储空间需求太大不便于交流和传播。4.4数字音频文件格式3.MP3格式

全称是MPEG-1AudioLayer3，它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。换句话说，音频文件(主要是大型文件，比如WAV文件）能够在音质丢失很小的情况下(人耳根本无法察觉这种音质损失)把文件压缩到更小的程度。4.RA/RM/RMX格式

RA（RealAudio）是由RealNetworks公司推出的一种新型流式音频文件格式。它包含在RealMedia中，主要适用于网络上的在线播放。Real的音频文件格式主要有RA（RealAudio）、RM（RealMedia）、RMX（RealAudioSecured）。这些格式的特定是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较富裕的听众获得较好的音质。5.MIDI格式

MIDI是MusicalInstrumentDigitalInterface的缩写，又称作乐器数字接口，是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议，可以模拟多种乐器的声音。MIDI文件就是MIDI格式的文件，在MIDI文件中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。6.WMA格式

WMA（WindowsMediaAudio）是微软在互联网音频、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩率一般可以达到1:18。7.AIFF格式

AIFF是音频交换文件格式（AudioInterchangeFileFormat）的英文缩写，是一种文件格式存储的数字音频（波形）的数据，是Apple苹果电脑上面的标准音频格式，AIFF应用于个人电脑及其它电子音响设备以存储音乐数据。AIFF支持ACE2、ACE8、MAC3和MAC6压缩，支持16位44.1kHz立体声。8.AU格式

这是为UNIX系统开发的一种音乐格式，和WAV非常相像，在大多数的音频编辑软件中也都支持它们这几种常见的音乐格式。在JAVA自带的类库中能得到播放支持。4.5数字音频编辑软件AdobeAuditionCS6

AdobeAudition是集音频录制、混合、编辑和控制于一身的音频处理工具软件。它功能强大，控制灵活，使用它可以录制、混合、编辑和控制数字音频文件。也可轻松创建音乐、制作广播短片、修复录制缺陷。通过与Adobe视频应用程序的智能集成，还可将音频和视频内容结合在一起。使用AdobeAudition软件，将获得实时的专业级效果。

4.5数字音频编辑软件AdobeAuditionCS6

4.5.2AdobeAuditionCS6操作4.5.1AdobeAuditionCS6工作界面4.5.1AdobeAuditionCS6工作界面4.5.1AdobeAuditionCS6操作AdobeAuditionCS6操作详见教材：打开AdobeAuditionCS6软件以后，先详细的介绍各个工具和功能模块的使用，然后按照教材的详细案例进行操作。思考与练习

1.大多数人能够听到的频率范围是多少？2.阐述声卡应具有哪些基本功能？

3.列举一些常见的声音文件格式，并简单说明比较。4.在AdobeAuditionCS6中如何分别在波形和多轨混音界面下录音？5.在AdobeAuditionCS6中如何编辑音频波形？6.在网上下载2首音乐，通过剪辑技术将其时间长度改为35秒，并保存为MP3格式。7.制作一段3首以上的音乐串烧文件，并进行淡入淡出效果的实现。8.准备一段对话，并为对话中的不同角色配音。9.自制一段有多种声音和朗诵的混音效果。10.为一部动画片制作一段背景音效。

第5章计算机动画制作技术知识点:5.1动画的相关概述5.2二维动画制作软件FLASHCS65.1动画的相关概述5.1.1动画的基本概念5.1.2动画的视觉原理5.1.2动画的分类5.1.3动画的特点5.1.3动画文件格式5.１.1动画的基本概念

动画是一种动态艺术，是把人物的表情和动作等变换分解成一系列内容相关又有所不同的画面，以一定速率连续放映，形成运动的画面。5.１.2动画的视觉原理

医学上已经证明，人的眼睛具有“视觉暂留”的特性，就是说人的眼睛看到一幅画面或一个物体后，在1/24秒内不会消失。利用这一原理，在一幅画面还没有消失前播放下一幅画面，就会给人形成一种流畅的视觉变化效果。因此，动画就是根据这一原理，通过连续播放一系列画面，使人形成连续变化的视觉效果。按制作技术和手段分为：以手工绘制为主的传统动画和以计算机制作为主的电脑动画按空间的视觉效果分为：二维动画和三维动画按播放效果分为：顺序动画和交互式动画按常用动画软件中用到的方法和技术分为：帧动画、造型动画、路径动画、关键帧动画和变形动画。5.１.3动画的分类帧动画是一种容易理解但操作比较复杂的动画类型。要求绘制一系列运动图片，然后将这些图片导入到Flash中，并逐帧放置。

第1帧和第8帧是关键帧，其余各帧(2-7帧)可由插值算法生成

造型动画

造型动画是对每个活动的对象分别进行设计，并构造每一对象的特征，然后用这些对象组成完整的画面，这些对象在设计要求下实时转换，最后形成连续的动画过程。路径动画路径动画就是由用户根据需要设定好一个路径后，使场景中对象沿着路径进行运动。比如模拟飞机的飞行，鱼的游动都可以使用路径动画来制作。运动路径是用户画出的动画对象运动的曲线，由关键点控制。运动路径设计

关键帧动画关键帧技术来源于传统的动画制作。出现在动画片中的一段连续画面实际上是由一系列静止的画面来表现的，制作过程中并不需要逐帧绘制，只需从这些静止画面中选出少数几帧加以绘制。被选出的画面一般都出现在动作变化的转折点处，对这段连续动作起着关键的控制作用，因此称为关键帧(KeyFrame)。绘制出关键帧之后，再根据关键帧插入中间画面，就完成了动画制作。

第1帧和第8帧是关键帧，其余各帧(2-7帧)可由插值算法生成

变形动画（形状补间动画）是指元素的外形发生较大的变化。例如，图形的移动、缩放、形状渐变、色彩渐变等动画。变形动画示例

5.１.4动画的特点1.动画的技术特性2.动画的工艺特性3.动画的审美特性4.动画的功能特性5.１.5动画文件格式1.GIF文件格式(.gif)需要强调的是GIF文件格式无法存储声音信息，只能形成“无声动画”。2.FLC文件格式(.fli/.flc)FLC文件格式是Autodesk公司在出品的动画制作软件中采用的彩色动画文件格式。FLI是最初基于320×200分辨率的动画文件格式，而FLC则是FLI的进一步扩展，采用更高效的数据压缩技术，其分辨率也不再局限于320×200；FLC文件格式仍然不能存储声音信息，也是一种“无声动画”格式。3.SWF文件格式(.swf)SWF是一种矢量动画格式，由于其采用矢量图形记录画面信息，因此这种格式的动画在缩放时不会失真，非常适合描述由几何图形组成的动画。Micromedia公司的二维动画制作软件Flash，专门用于生成SWF文件格式的动画，由于这种格式的动画可以与HTML文件充分结合，并能添加音乐，形成二维“有声动画”，因此被广泛地应用于网页上，成为一种“准”流式媒体文件。4.AVI文件格式(.avi)AVI是音频视频交错(AudioVideoInterleaved)的英文缩写，它是Microsoft公司开发的一种符合RIFF文件规范的数字音频与视频文件格式，现在已被Windows7/8/10等多种操作系统直接支持。5.MOV文件格式(.mov)QuickTime是Apple计算机公司开发的一种音频、视频文件格式，用于保存音频和视频信息，具有先进的视频和音频功能，被众多计算机平台所支持。6.DIR格式Director的动画格式，扩展名为.dir

，是一种交互式的动画，可加入声音，数据量较大。5.2二维动画制作软件FLASHCS6Flash是由macromedia公司推出的交互式矢量图和Web动画的标准，由Adobe公司收购。是目前最为流行的且使用最广泛的二维动画制作软件。是一款用于矢量图创作和矢量动画制作的专业软件，主要应用在网页设计和数字媒体制作中，具有强大的功能且性能独特。Flash制作的矢量图动画大大增加了网页和数字媒体设计的观赏性。5.2二维动画制作软件FlashCS65.2.2FlashCS6操作5.2.1FlashCS6的工作界面5.2.1FlashCS6的工作界面5.2.2FlashCS6操作FlashCS6操作详见教材：

打开FlashCS6软件以后，先详细的介绍各个工具和功能模块的使用，然后按照教材的详细案例进行操作。思考与练习

1.什么是动画？动画是怎样形成的？

2.数字媒体动画包括哪些类型？各有什么特点？

3.什么是视觉暂留？视觉暂留的基本原理是什么？

4.常用的动画文件格式及其应用范围是什么？

5.矢量动画制作软件FlashCS6的界面由哪几个部分组成？各部分的基本功能是什么？

6什么是帧、关键帧、空白关键帧和普通帧？

7.简述位移动画、形变动画、逐帧动画、引导层动画和遮罩层动画，并分别创作一组。

8.FlashCS6源文件和影片文件的扩展名分别是什么？

9.制作一组校园风光MTV，要求有片头，有控制按钮，有音乐，至少15张图片。10.制作一组广告条，选材不限。第6章数字视频技术知识点:6.1视频概述6.2视频数字化技术6.3视频卡6.4数字视频文件格式6.5数字视频编辑软件AdobePremiereProCS66.1视频概述6.1.1模拟视频6.1.2模拟电视信号6.1.3制式

人类获取信息70%都是通过视觉来获取的，活动图形是信息量最丰富、直观、生动、具体的一种承载信息的媒体。视频（Video）又叫运动图像，是指内容随时间变化的一组动态图像。模拟视频是一种用于传输图像和声音并随时间连续变化的电信号。

1.模拟视频的特点：

以模拟电信号的形式来记录

依靠模拟条幅的手段在空间传播。

使用录像机以模拟信号记录在SD卡上。6.１.1模拟视频2.模拟视频信号的类型：

（1）复合视频信号

（2）分量视频信号（3）分离视频信号（4）射频信号（音频信号）

（1）复合视频信号：将色度信号加载到亮度信号上合成为一个单独信号，占用单倍带宽传输，在复原时再将颜色分离。视频卡一般采用复合视频输入端口获取视频信号。（2）分量视频信号：是指每个分量都是一个单独的单色视频信号，3个分量完全同步。可以得到最佳的色彩再现，但是占用3倍的带宽。（3）分离视频信号（高频信号）：将色度信号组合后加上亮度信号共两个信号参与传输。质量优于复合视频。（4）射频信号：为了实现模拟视频信号的远距离传输，必须把包括亮度信号、色度信号、复合同步信号和伴音信号在内的全电视信号调制成射频信号，每个信号占用一个频道。计算机输出的VGA视频信号为分量视频信号。扫描方式逐行扫描隔行扫描优点：图像垂直清晰度高，空间处理效果好，有利于电视转换和制式转换，能改善视频压缩效率。缺点：数码效率高，行扫描频率增高，硬件实现难度大优点：节省频带，硬件实现简单缺点：不如逐行扫描的图像质量和高清晰度。目前大多电视系统都采用6.１.2模拟电视信号隔行扫描(interlacedscanning)逐行扫描(non-interlacedscanning)

电视信号的标准简称制式，可以简单地理解为用来实现电视图像或声音信号所采用的一种技术标准。常用的制式有：

NTSC制式

SECAM制式

PAL制式6.１.3制式彩色电视的色彩原理在PAL彩色电视制式中采用YUV模型来表示彩色图像。Y表示亮度、U和V表示色差，是构成彩色的两个分量。

YUV模型的优点：亮度信号和色差信号是分离的，容易使彩色电视系统与黑白电视机亮度信号兼容。YUV6.2视频数字化技术6.2.1数字视频的采样6.2.2数字视频的量化6.2.3数字视频的编码6.2.4数字视频的优势视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换为计算机可处理的数字信号。计算机要对输入的模拟视频信息进行采样和量化，并经编码变成数字化图像。电视图像数字化常用的两种方法：复合数字化：先将全电视信号进行数字化，然后在进行亮度和色度的分离，最后转换成RGB模式。分量数字化：先分离出亮度信号和色度信号，然后再用3个模/数转换器分别进行数字化，最后转换成RGB模式。模拟视频信号的数字化根据电视信号的特征，亮度信号的带宽是色度信号带宽的两倍。因此其数字化时可采用颜色采样法，即对信号的色差分量的采样率低于对亮度分量的采样率。用Y:U:V来表示YUV三分量的采样比例,则数字视频的采样