七章多媒体技术基础

第七章多媒体基础知识多媒体技术概述图像处理技术音频处理技术视频处理技术多媒体常用软件简介本章主要学习内容7.1多媒体技术概述多媒体技术是基于计算机技术的综合技术，它包括了数字信号处理技术、音频技术、视频技术和、计算机硬软件技术、人工智能和模式识别技术、通信和图像处理技术等。正是计算机技术的飞速发展，才使得多媒体信息的处理发生了质的飞跃，进入到自动化、智能化的新阶段。

什么是媒体?媒体(Medium)就是人与人之间实现信息交流的中介。媒体原有两重含义：一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译作媒质；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形等，中文译作媒介。

什么是多媒体？从字面上看，多媒体(Multimedia)一般理解为多种媒体的综合，是由多种单媒体复合而成。也可以理解为直接作用于人感官的文字、图形图像、动画、声音和视频等多种媒体的综合，即多种信息载体的表现形式和传递方式。

什么是多媒体技术？多媒体技术，是计算机交互式综合处理多媒体信息——文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性的技术。

多媒体技术的特性集成性交互性实时性信息呈现的多样性常用多媒体硬件介绍多媒体硬件是在计算机硬件系统的基础上增加一些多媒体所必备的硬件设备而构成的。事实上，由于多媒体应用已经深入到人们日常生活的方方面面，所以多数多媒体硬件设备早已经成为计算机硬件系统的标准配置。这些设备的主要用于采集或捕获多媒体数据、对多媒体数据进行处理、传输、加工、储存和输出等多媒体信息处理的各个环节。

（1）声音卡声音卡是处理音频信号的PC插卡，也称音效卡，一般有ISA总线和PCI总线两种，有的声卡被集成在计算机的主板上。声音卡的接口（2）视频卡

视频卡可分为显示卡和视频采集（压缩）卡两大类：显示卡简称显卡，用于显示电脑的输出信息。视频采集卡用于采集和压缩视频信号，可将模拟视频信号转换为数字信号，以电脑文件的方式存储，供计算机加工处理。

显卡(DisplayCard)

视频采集卡视频采集是视频卡的基本功能是将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。视频采集卡的工作方式可以是单帧采集或者连续采集。

（3）光盘驱动器由于多媒体信息的数据量巨大，而光盘具有容量大、携带方便、成本低的优点，因此CD光盘或者DVD光盘已经成为多媒体数据的主要存储介质。目前CD-ROM/CD-RW/DVD-ROM/DVD-RW驱动器已经成为计算机不可缺少的外存设备。

（4）扫描仪扫描仪是一种计算机外部设备，对照片、文本页面、图纸、美术图画、照相底片、电影胶片，甚至纺织品、标牌面板、印制板样品、乃至实物，都可作为扫描对象，提取和将原始的线条、图形、文字、照片、平面实物转换成可以用计算机编辑处理的数字文件。（5）数码照像机数码照像机(DigitalCamera，简称DC)是—种数字成像设备，它的特点是：以数字形式记录图像。在制作多媒体产品时，数码照像机可以方便地摄取数字图片供加工和使用。SD卡MMC卡（6）数码摄像机数码摄像机(DigitalVideo，译为“数字视频”简称DV)，它是由索尼、松下、JVC、夏普、东芝和佳能等多家著名家电巨擘联合制定的一种数码视频格式。然而，在绝大多数场合DV则是代表数码摄像机。7.1.3多媒体软件多媒体软件是指支持多媒体系统运行以及用于多媒体作品制作和播放的软件。包括多媒体操作系统、多媒体数据处理软件、多媒体制作软件和多媒体播放软件等。特别指出的是，多媒体系统在不同的应用领域中需要有不同的开发工具，包括开发和创作工具、图形、声音、图像、动画以及各种媒体文件的转换与编辑工具等。1.多媒体操作系统多媒体操作系统具有多媒体设备、信息和软件管理能力，是多媒体系统的核心。它能实现多媒体环境下多任务调度，保证音频，视频同步控制及信息处理的实用性，提供多媒体信息的各种基本操作和管理，具有对设备的相对独立性和可操作性。操作系统还具有独立于硬件设备的功能和较强的可扩展性。事实上现在常用的Windows、Linux操作系统已经都是多媒体操作系统。WindowsXP作为一个多媒体操作系统，具备了所有常用的多媒体功能，提供了许多的多媒体工具。2.多媒体数据处理软件由于多媒体数据的多样性，相应的处理软件也是不同的，如图像处理软件、音频处理软件、视频处理软件等，在本章后面的几节中，将分别介绍几种常用的多媒体处理软件的应用。3.多媒体开发软件根据多媒体作品的制作目的不同，有多种不同的多媒体制作软件，如在第3章中我们讨论的PowerPoint，就是演示文稿的制作软件；用于课件和多媒体制作的Authorware；用于网页制作的Dreamweaver、FrontPage；用于视频编辑与制作的Windowsmoivemaker、AdobePremierePro等。4.多媒体播放软件用于多媒体作品的演示和播放。例如在Windows操作系统中包含的WindowsMediaPlayer，以及MediaPlayerClassic、RealPlayer、影音风暴等，都是常用的多媒体播放软件。7.2图像处理技术图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。早期图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像。随着这门技术的不断发展，它的应用已经在天文学研究、医学、航空航天、生物医学工程、工业检测、资源调查、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术、广告宣传等各个领域发挥着它强大的作用。

1.图像处理研究的内容图像变换图像编码压缩图像增强和复原图像分割图像格式转换图像识别2.常用图像格式（1）PCX格式（2）BMP格式（3）GIF格式（4）TIF格式（5）JPG格式和PIC格式（1）PCX格式PCX由PCPaintbrush得名，它由Z-Soft公司设计，随该公司的图形图像编辑软件PCPaintbrash一起发布，后来微软公司将PCPaintbrash移植到Windows中，PCX格式的图象文件得到了广泛的应用。最初的PCX格式只支持16色图像，现在则能表示256色甚至真彩色图像。PCX是微机上使用最广泛的图像文件格式之一，绝大多数图像编辑软件均能处理这种格式。另外，由各种扫描仪扫描得到的图像几乎都能存成PCX格式的文件。

（2）BMP格式BMP(Bitmap)是Windows图形图像的基本位图格式，是微软公司专为Windows环境应用图象而设计的，Windows软件的图像资源多数以BMP格式存储。大多数图形图像软件，特别是在Windows环境下运行的软件，都支持这种文件格式。BMP文件有压缩和非压缩之分，一般作为图像资源使用的BMP文件都是不压缩的。BMP支持黑白图像、16色和256色的伪彩色图像以及RGB真彩色图像。

（3）GIF格式GIF(GraphicsInterchangeFormat)格式的全称是“图形交换文件格式”，是由CompuServe公司开发的压缩图像存储格式，支持黑白图像及16色和256色的彩色图像。GIF格式的图象文件可以在不同的平台上交流和传输，是世界上通用的图象格式。GIF格式的文件压缩比较高，文件长度较小。

（4）TIF格式TIF(TaggedImageFileFormat)格式是由Aldus和Microsoft合作开发的一种通用的位映射图象文件格式，支持从单色模式到32bit真彩色的所有图像类型。TIF格式不针对某一特定的操作平台，可用于多种操作系统及不同机型。TIF格式文件有多种压缩方式，解压缩比较复杂。

（5）JPG(JPEG)格式和PIC格式JPG和PIC原是AppleMac机器上使用的一种图像格式，近来在PC机上也十分流行。这两种格式的最大特点是文件非常小，而且可以调整压缩比。JPG文件的显示比较慢，图像的边缘有不太明显的失真。JPG的压缩比很高，常用于要处理大量图像的场合。它是一种有损压缩的静态图像文件存储格式，压缩比可以选择，支持灰度图像、RGB真彩色图像和CMYK真彩色图像。

3.图像的类型、大小和分辨率1）图像的类型2）图像的大小3）分辨率4）图像文件的大小1）图像的类型计算机图像分为位图图像和矢量图像两类:位图图像是以小方型网格(栅格)，即像素来代表图像的，每个像素都被分配一个特定位置和颜色值。由于它能记录每个点的数据信息，可以精确地记录下色调丰富的图像，尤其在表现阴影和色彩的细微变化方面，位图图像是最佳选择。矢量图像是以数学上的矢量方式来记录图像内容的，它以线条和色块为主，根据图形的几何特性来对其进行描述。矢量图像与分辨率无关，缩放到任意大小或在任意分辨率的输出设备上打印出来都不会失真。矢量图像和位图图像在屏幕上都以像素来显示。2）图像的大小图像的大小是指图像的高度和宽度，它有像素点(Pixels)、英寸(Inches)、厘米(cm)等度量单位。屏幕上显示的尺寸是由图像本身的像素尺寸和显示器的特性决定的。一般常用显示器的像素为640

480、800

600、1024

768等。在Photoshop中，图像像素是直接转换为显示器像素的，当图像分辨率高于显示器的分辨率时，图像将显示得比指定的尺寸大。图像在显示器上的尺寸与打印尺寸无关。3）分辨率分辨率是指单位长度内所含有的像素点数，分为如下几种：图像分辨率：是指每英寸含有多少个像素点数(ppi)。显示器分辨率：即显示器上每单位长度显示的点数或像素数(dpi)。打印机分辨率：即打印机产生的每英寸的油墨点数(dpi).位分辨率：也叫位深，用来衡量每个像素存储的信息位元数，它决定每个像素存放多少颜色信息。4）图像文件的大小图像文件的大小用字节(Byte)来度量，文件大小与图像的像素尺寸成正比。在给定打印尺寸的情况下，像素多的图像产生更多的细节，文件就越大，编辑和打印速度就更慢。不同色彩模式的图像中每一像素所需字节数也不相同，灰度图像中每一像素由1个字节来表示；RGB中每一像素颜色由3个字节来表示；CMYK中每一像素颜色由4个字节来表示，这将使图像更细腻。4.色彩模式和模型色彩模式是指在显示或打印图像时定义颜色的不同方式。Photoshop的色彩模式以建立好的描述和重现色彩的模型为基础，常见的模型有HSB(基于人类对颜色的感觉，表示色相、饱和度、亮度)、RGB(可描述绝大部分的可见光，表示红、绿、蓝)、CMYK(以打印在纸张上油墨的光线吸收特性为基础，部分光谱被吸收，表示青、洋红、黄、黑，使用K是为了避免与蓝色混淆)等。色彩模式主要包括RGB模式、CMYK模式、HSB模式、Lab模式、灰度模式、位图模式和多通道模式等。RGB色彩模式RGB色彩模式常称为真彩色模式，它给每个像素的RGB分量分配一个从0(黑色)到255(白色)范围的强度值。当三分量的值相等时显示灰色；都为0时为纯黑色；都为255时显示纯白色。该模式下每个像素用三个字节(24位)来表示，可表示约1670余万种颜色，是屏幕显示的最佳模式。

光的三原色以及混合色CMYK模式CMYK模式是四通道图像，包含32(8

4)位/像素，每个像素每种印刷油墨会被分配一个百分比值，最亮颜色分配较低的百分比值，较暗颜色分配较高的百分比值。当四种分量的值都是0时，产生纯白色。

将RGB图像转换成CMYK就会产生分色，用印刷色打印制作的图像时，使用CMYK模式效果极佳。灰度模式灰度模式中，图像的每一个像素用0（黑色）到255（白色）的数值表示其亮度，即256级灰度。灰度也可以用黑色油墨覆盖的百分比表示，0%等于白色，100%表示黑色。将彩色图像转换成灰度图像时，将丢失所有的颜色信息，就像是我们日常看到的黑白照片。注意：灰度图像和黑白图像是两种不同的模式，黑白图像是指图像的每一个像素只有“黑色”、“白色”两种颜色。这种黑白模式也称为位图模式。5.色调、色相、饱和度和对比度色调就是图形原色的明暗度，如RGB图像的原色为R(Red)、G(Green)、B(Blue)三种。色调的调整也就是明暗度的调整，其范围从0到255，包括256种色调。如灰度模式就是将白色到黑色间连续划分为256个色调。色相就是色彩的颜色，如红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，每种颜色即代表一种色相，调整色相即是调整图像的颜色。饱和度是指图像颜色的彩色程度，若饱和度为0，则彩色图像变成灰色图像。增加饱和度就会增加其彩色程度。对比度是指不同颜色之间的差异。对比度越大，两种颜色之间的差异越大。如增加一幅灰度图像的对比度后，会使其黑白更加分明，继续增加则变成了一幅黑白图像。

7.3音频处理技术声音是一种物理现象。当物体振动时，迫使物体周围的空气分子也随之振动，从而引起空气压力的变化，当压力的高低变化以波的形式通过空气传播到人的耳朵时，使耳膜产生振动。音频处理是多媒体信息处理的一个重要部分，本节除介绍音频处理的基本知识外，还通过一个常用的小型的音频处理软件GoldWave介绍音频处理的基本内容和基本的处理过程。7.3.1音频处理概述1.声音的基本参数2.声音数据的数字化3.音频压缩标准4.音频文件格式1.声音的基本参数(1)周期(2)频率(3)振幅2.声音数据的数字化要重现声波，只需要知道波的频率和振幅，就能重新描绘出波的原来形状，再现这个声波。但是，声波是一个连续的波段，而计算机只能处理非连续的0，1两种状态，这种连续波在计算机中不能直接处理，需要将它作数字化处理。采样频率采样频率即1秒钟内采样的次数。采样的频率越高，丢失的信息量就越少。音调越高的声音，说明声音频率高、周期短，采样的频率也要相应提高。采样的频率越高，单位时间内获取的样本数目就越多，数字化后的音频信号的保真度越高。获得的听觉效果就越好，同时信息量也大大增加。在实际工作中，没有必要无限制地增大采样频率，这是因为：人的声音本身不可能无限制快地变化；人耳的分辨率有极限；高采样率意味着加大信息的存储量。音频波形数字化采样示意图声音的采样频率根据抽样理论，对于随时间连续变化的模拟信号波形，如果采用该信号所含的最高频率的2倍进行采样，就可以保证在还原该信号时，波形基本不失真。由于人耳听觉的上限频率大约为20KHz，因此当采样频率达到40KHz以上时，就可以达到较好的听觉效果。当前声音的采样频率主要有三种标准：44.1KHz、22.05KHz、、11.025KHz。声道数声道数指一次采样所记录的声音波形的个数。如果是单声道，则只产生一个声音波形，而双声道产生两个波形(双声道立体声)，立体声不仅音色与音质好，而且更能反映人们的听觉效果。但是随着声道数的增加，将使所耗用的存储容量成倍增加。双声道波形图3.音频压缩标准音频信号是多媒体信息的重要组成部分。可分为电话质量的语音信号、调幅广播质量的音频信号和高保真立体声信号(如调频广播信号、激光唱片音盘信号等)。数字音频压缩技术标准分为电话语音压缩、调幅广播语音压缩、调频广播及CD音质的宽带音频压缩三种。4.音频文件格式声音格式实际上就是有关声音和音乐的数字信息的组织方式，不同的组织方式在计算机文件的存储中就表现为不同的扩展文件名。在Windows系统中，系统根据文件扩展名的不同分别对应不同的处理程序，如WAV格式、mp3格式等。1）WAVWAV音频文件也称为波形(WAVE)格式文件。是Windows操作系统下的标准音频格式。和我们介绍的其他音频格式不同，它的数据是没有经过压缩而直接对声音波形进行采样纪录的数据。所以说它的音质最好，但同时它的体积非常庞大。凡是具有CD音质、未压缩的立体声音频文件每秒钟的声音需要大约150KB的硬盘空间。也就是说，我们如果录制一曲长为1分钟的乐曲，所得到的WAV文件将达到9MB。

波形示意图2）MP3MP3格式的全称为MPEG-1AudioPlayer3。它是由位德国自由软件人在1987年开发出来的，并且在1989年获得专利。在1992年被MPEG(MovingPictureExpertsGroup)规范采纳，作为音频的压缩标准专门用于压缩影像的伴音技术。它采用了有损压缩的方法(压缩过程是不可逆的)，减少甚至完全剔除某些人耳分辨不出的声音元素，从而达到高压缩比的目的，通常的压缩比都在1:10到1:12之间。因为它有体积小、音质接近CD、制作简单、便于交换等优点，非常适宜在网络上传播。3）MIDIMIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)意为乐器数字接口。这个接口标准定义了MIDI设备通过MIDI接口发送编码来相互通信，这些编码相当于乐谱，它们包括音符、节拍、乐器种类及音量等，接口设备的合成器接收到这些数字编码后，便可对这些编码进行解码而生成音乐。当把MIDI应用计算机上时，就使得计算机成为各MIDI设备间进行通信的控制器，它可控制MIDI设备奏乐，并可以对产生的音乐进行记录、存储和重放(以MIDI文件的形式)。

4）WMAWMA是微软公司的音频文件格式，音质要强于MP3格式，它是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的。WMA的压缩率一般都可以达到1:18左右，WMA的另一个优点是内容提供商可以加入防拷贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等。另外WMA还支持音频流(Stream)技术，适合网络上在线播放，它不需要安装额外的播放器，只要安装了windows操作系统就可以直接播放WMA音乐。5）RealAudioRealAudio是美国realnetworks公司开发的网络广播技术中用于传输声音和图像的文件的格式。RealAudio是事实上的网络广播标准，主要适用于在网络上的在线音乐欣赏。现在real的文件格式主要有：RA(RealAudio)、RM(RealMedia，RealAudioG2)、RMX(RealAudioSecured)等。这些格式的特点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。

7.3.2音频处理软件音频处理在音乐后期合成、多媒体音效制作、视频声音处理等方面发挥着巨大的作用，它是修饰声音素材的最主要途径，能够直接对声音质量起到显著的影响。用于音频处理的软件很多，在此仅以GoldWave为例，介绍音频处理的基本内容和在GoldWave中的处理过程。GoldWave为一个小型的音频处理软件，它集声音编辑、播放、录制和转换于一体，体积小巧，功能完备。需要指出的是，GoldWave毕竟只是一个小型的音频处理软件，对于一般用户作一些简单的音频处理是够用的，但是对于那些专业的音乐制作的用户，则可以选择大型的更专业化的音频处理软件。GoldWave的界面7.4视频处理技术视频处理技术广泛应用于影视节目制作、多媒体作品制作、课件制作、广告宣传、网上信息传播等领域。随着DV普及到家庭，这一技术也逐渐为广大的DV爱好者和普通大众所掌握，用于处理整理自己拍摄的视频资料，制作自娱自乐的节目等方面。在本节中，除介绍有关视频和视频处理技术的相关知识外，将通过一个小型的视频处理软件WindowsMovieMaker向读者介绍视频处理的基本内容和常用的视频处理过程。1.数字视频的概念视频可以看作是动态图像与声音的有机组合，例如我们所熟悉的的电影和电视。动态图像的原理实际上是利用了人眼对光像亮度消失时在主观感觉上的延迟而产生的。动态图像实际上是由一系列有细微差别的静态图像组成，而在播放时，只要以拍摄时的速度每秒不少于10幅(一般在24幅以上)播放，我们就不会感觉到图像之间的间断，而感觉到的是流畅的动态画面。7.4.1视频处理内容视频和动画的不同动画与视频是不同的：当一幅幅画面是人工绘制或者由计算机生成的画面时，称为动画；当一幅幅画面是由各种设备实时获取的自然景象图时，称为动态影像视频，简称视频。也就是说，动画与视频是通过画面产生的方式来区分的，动画着重研究怎样将数据和几何模型变成可视的动态图形，这种动态图形在自然界中可能根本不存在；视频处理侧重于研究如何将客观世界中原来存在的实物影像处理成传输媒介上的动态影像，研究如何压缩数据、如何还原播放。不过随着技术的发展，二者之间也在相互借鉴甚至融合，界限在逐渐模糊。什么是数字视频数字视频是视频的数字化表示，是随着计算机技术的发展而产生的，是将传统的视频表示方式改变为数字方式。它采用数字的方式拍摄、记录、传输、加工和存储视频声像，使视频技术发生了根本的变革。数字视频的优点是：图像不失真，可进行无数次复制，可长时间的存放，可以进行非线性编辑，很容易增加特技效果甚至产生现实中不存在的影像场面，视频处理速度快等等。2.视频信号的描述1）视频信号的颜色模型2）视频的扫描特性3）视频扫描格式4）帧的宽高比1）视频信号的颜色模型对于彩色电视系统，是采用YUV和YIQ颜色模型表示彩色图像。在YUV模型中，Y是信号亮度，U和V是两个色差信号，分别传送红基色分量和蓝基色分量与亮度分量的差值信号。YIQ颜色模型中Y代表了光源的亮度，而色度则包含在I、Q两个参数里。在参数I中包含了橙-青色彩信息，Q中包含了绿-品红色彩信息。视频信号的制式与颜色模型视频信号的描述是基于电视信号标准的。由于在电视技术发展的早期标准不统一，造成目前世界上存在三种不同的彩色电视信号制式，即PAL制式、NTSC制式和SECAM制式，其中PAL和SECAM都是采用YUV颜色模型，NTSC制式采用YIQ颜色模型。不过它们所遵循的原理是一样的。数字视频是在模拟视频的基础上发展起来的，因而它的描述与模拟视频的描述相近。2）视频的扫描特性电视的视频信号是采用扫描技术来进行传输和显示的。实际上，每秒24幅的图像刷新率虽然不会出现停顿现象，但是仍会感到画面的闪烁，这是因为前后两幅之间仍有视觉亮度明显降低，要消除闪烁就要将刷新率提高一倍。在PAL制式中，1帧图像分为625个扫描行，为了达到每秒24幅的速度并且刷新率达到48次，采用了隔行扫描的方式：即先发送和扫描奇数行、再发送和扫描偶数行，一帧图像扫描两次，这就是隔行扫描。除隔行扫描方式外，还有逐行扫描的方式，它是根据计算机的显示屏幕而设计的，具有更好的动态效果。随着社会的进步和数字技术的发展，逐行扫描已被吸收到数字高清晰度电视标准中来。3）视频扫描格式视频扫描特性可以用扫描格式描述。扫描格式主要是指图像在时间和空间上的抽样参数，包括图像扫描的行数、每行的像素数、每秒的帧数或每秒的场数，以及是隔行扫描还是逐行扫描等。其中每秒的帧数称为帧频或者帧率，每秒的场数(刷新次数)也称为场频或者场速率。目前数字视频技术领域的扫描方式目前数字视频技术领域内存在隔行扫描和逐行扫描两种不同的扫描方式。从高清晰度角度来看，高清电视根据扫描线的不同又可分为1080i、720p和1080p。由于1080i采用的是隔行扫描，所以每场的扫描线实际上只有540线，在显示精细画面时仍存在轻微的闪烁和爬行现象。而由于720p采用的是逐行扫描，单帧扫描线数为720线，水平扫描达1280点，场频为60，画面既清晰又不闪烁。而对于1080p，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16:9，分辨率为1920×1080逐行扫描，为当前数字高清的顶级显示格式。我国的数字高清的最高标准为1080i/50Hz。4）帧的宽高比帧的宽高比简称为像素比，是指图像宽的像素数与高的像素数的比值，也是判断一种视频标准的重要参量。目前我们用的计算机屏幕和SDTV电视机，帧的宽高比都是4:3。而HDTV和EDTV(扩展清晰度电视)的帧宽高比是16:9(或1.78)，这样更符合人眼视野的规律。3.视频信号的数字化随着数字技术的发展，数字化视频的优越性也越来越突出地显现出来，全面数字化是电视发展的趋势。由于模拟信号是一在时间上连续的波形信号，是通过波形的幅度变化表示视频的，因此视频数字化的过程也称为模数转换(A/D转换)过程。前面我们已经讨论过关于数字信号的数