1.3多媒体技术简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
点位图像
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）
矢量图形
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
——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）
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(Layer 3)标准对WAV音频压缩而成
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
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
Internet，MP3音乐
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)
有线电话通信系统（国际电信联盟ITU）
G.711：PCM编码，码率：64kb/s G.721：ADPCM编码，码率：32kb/s
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
取样视频
计算机合成视频
（2）.数字图像的获取
1)画面划分成M×N阵列网格，每个网格为一个取样点（像素）
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)
模 拟 图 像
扫描
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
图例1分0色像：24数一×据幅76量180RG×＝242像×取取4÷素7样样68总8==的数2223×3400量量位4图4化化×K真像B1≈彩深0222245图度.4542B5像÷M的8B数 字 图容量为：
容量与分辨率、图像深度有关
像
B 取样
量化 154
（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
采样、量化
模 拟
麦克风
声 （microphone）
音
声音卡
数 字
（sound card） 声
音
输出设备 输
音响等
出
声音的数字化
A/D转换器——模拟/数字转换器
D/A转换器——数字/模拟转换器
采样 模拟声音信号
量化
0110001100 1数···字声音
输 出
目的：把时间上连续的信号 把每个样本从模拟量转换 编码：将所有样
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
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
（1）图像分类
静态图像
点位图:用
取样图像（点阵图像、位图图像）——从
2、图像
M(列)×N(行) 个像素表示图
现实世界中通过数码相机或扫描仪等设备 获取的图像。
像
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：JPEG 2000
（4）.常用的数字图像格式
.bmp——是Windows采用的图像文件存储格式； .gif——供联机图形交换使用，目前在网络中广泛使用； .jpg(jpeg)——是第一个静止图像压缩的国际标准 .tiff——广泛应用于桌面出版系统、图形系统、广告制作
转换成时间上离散的信号 成(8位或16位)数字量
本的二进制代码
采样频率：每秒钟采样的次 ➢位数越大，样本精度越高，组织在一起，并
数。
同时需要的存储空间也越 进行数据压缩
➢一般取声音频率的2倍
多
➢采样频率越高（44KHz），
声音还原越好
（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
44K×16×（60×2）÷ 8 ≈ 11MB
全频带声音压缩编码标准
编码简单，用于数字盒式录音磁带
名称
MPEG-1层1 MPEG-1层2
MPEG-1层3
压缩后的码率（每个声道） 声道数目
192kbps（压缩4倍）
2
128kbps（压缩6倍）
2
64kbps（压缩12倍）
2
主要应用
数字盒式录音带 DAB，VCD
第1章 计算机基础知识
1.3 多媒体技术简介
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ຫໍສະໝຸດ Baidu算机
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
（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 、 .r mi）
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。
媒体的数字化及 数据压缩
1、数字声音
声波转换为电信号
（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）： 300～3400 Hz
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）
矢量图形
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
——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）
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(Layer 3)标准对WAV音频压缩而成
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
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
Internet，MP3音乐
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)
有线电话通信系统（国际电信联盟ITU）
G.711：PCM编码，码率：64kb/s G.721：ADPCM编码，码率：32kb/s
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
取样视频
计算机合成视频
（2）.数字图像的获取
1)画面划分成M×N阵列网格，每个网格为一个取样点（像素）
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)
模 拟 图 像
扫描
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
图例1分0色像：24数一×据幅76量180RG×＝242像×取取4÷素7样样68总8==的数2223×3400量量位4图4化化×K真像B1≈彩深0222245图度.4542B5像÷M的8B数 字 图容量为：
容量与分辨率、图像深度有关
像
B 取样
量化 154
（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
采样、量化
模 拟
麦克风
声 （microphone）
音
声音卡
数 字
（sound card） 声
音
输出设备 输
音响等
出
声音的数字化
A/D转换器——模拟/数字转换器
D/A转换器——数字/模拟转换器
采样 模拟声音信号
量化
0110001100 1数···字声音
输 出
目的：把时间上连续的信号 把每个样本从模拟量转换 编码：将所有样
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
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
（1）图像分类
静态图像
点位图:用
取样图像（点阵图像、位图图像）——从
2、图像
M(列)×N(行) 个像素表示图
现实世界中通过数码相机或扫描仪等设备 获取的图像。
像
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：JPEG 2000
（4）.常用的数字图像格式
.bmp——是Windows采用的图像文件存储格式； .gif——供联机图形交换使用，目前在网络中广泛使用； .jpg(jpeg)——是第一个静止图像压缩的国际标准 .tiff——广泛应用于桌面出版系统、图形系统、广告制作
转换成时间上离散的信号 成(8位或16位)数字量
本的二进制代码
采样频率：每秒钟采样的次 ➢位数越大，样本精度越高，组织在一起，并
数。
同时需要的存储空间也越 进行数据压缩
➢一般取声音频率的2倍
多
➢采样频率越高（44KHz），
声音还原越好
（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
44K×16×（60×2）÷ 8 ≈ 11MB
全频带声音压缩编码标准
编码简单，用于数字盒式录音磁带
名称
MPEG-1层1 MPEG-1层2
MPEG-1层3
压缩后的码率（每个声道） 声道数目
192kbps（压缩4倍）
2
128kbps（压缩6倍）
2
64kbps（压缩12倍）
2
主要应用
数字盒式录音带 DAB，VCD
第1章 计算机基础知识
1.3 多媒体技术简介
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ຫໍສະໝຸດ Baidu算机
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
（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 、 .r mi）
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。
媒体的数字化及 数据压缩
1、数字声音
声波转换为电信号
（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）： 300～3400 Hz