多媒体技术基础第3版MPEG视像
《多媒体技术基础》第3版第10章_MPEG概要
《多媒体技术基础》第3版第10章_MPEG概要MPEG标准阐明了声音和视像的编码和解码过程,严格规定了声音和图像数据编码后组成位流的语法,提供了解码器的测试方法,但没有对所有内容都作严格规定,尤其是对压缩和解压缩的算法,这样既保证了解码器能对符合MPEG标准的声音数据和视像数据进行正确解码,又给MPEG标准的具体实现留有很大余地,这是MPEG标准与其他传统标准的重要区别。
在这个标准框架下,人人都可充分发挥自己的聪明才智,不断改进编码和解码算法。
MPEG标准阐明了声音和视像的编码和解码过程,严格规定了声音和图像数据编码后组成位流的语法,提供了解码器的测试方法,但没有对所有内容都作严格规定,尤其是对压缩和解压缩的算法,这样既保证了解码器能对符合MPEG标准的声音数据和视像数据进行正确解码,又给MPEG标准的具体实现留有很大余地,这是MPEG标准与其他传统标准的重要区别。
在这个标准框架下,人人都可充分发挥自己的聪明才智,不断改进编码和解码算法。
MPEG标准阐明了声音和视像的编码和解码过程,严格规定了声音和图像数据编码后组成位流的语法,提供了解码器的测试方法,但没有对所有内容都作严格规定,尤其是对压缩和解压缩的算法,这样既保证了解码器能对符合MPEG标准的声音数据和视像数据进行正确解码,又给MPEG标准的具体实现留有很大余地,这是MPEG标准与其他传统标准的重要区别。
在这个标准框架下,人人都可充分发挥自己的聪明才智,不断改进编码和解码算法。
MPEG标准阐明了声音和视像的编码和解码过程,严格规定了声音和图像数据编码后组成位流的语法,提供了解码器的测试方法,但没有对所有内容都作严格规定,尤其是对压缩和解压缩的算法,这样既保证了解码器能对符合MPEG标准的声音数据和视像数据进行正确解码,又给MPEG标准的具体实现留有很大余地,这是MPEG标准与其他传统标准的重要区别。
在这个标准框架下,人人都可充分发挥自己的聪明才智,不断改进编码和解码算法。
《多媒体技术基础》第3版第09章_数字电视基础
9.5 图像子采样
9.5.1 图像子采样概要 9.5.2 4:4:4 YCbCr格式 9.5.3 4:2:2 YCbCr格式 9.5.4 4:1:1 YCbCr格式 9.5.5 4:2:0 YCbCr格式
9.2 电视扫描和同步
9.2.1 电视的扫描方式 9.2.2 PAL制的扫描特性 9.2.3 NTSC制的扫描特性 9.2.4 SECAM制的扫描特性
隔行扫描(interlaced scanning)
(a) 逐行扫描 图9-2 图像扫描方式
2011年1月23日
第9章 数字电视基础
10/45
9.2 电视扫描和同步(续1)
一帧图像由两部分组成：由奇数行组成的奇数场；由偶数 行组成的偶数场
(6) 隔行扫描 图9-2 图像扫描方式
2011年1月23日
NTSC制 PAL制 SECAM制
HDTV是还没有推广的高清晰度数字电视标准
第9章 数字电视基础 5/45
2011年1月23日
9.1 模拟彩色电视制(续3)
NTSC彩色电视制
20世纪50年代初美国国家电视系统委员会(National Television Systems Committee，NTSC)制定的彩色电 视广播标准
S-Video(Separate Video)信号
也称Y/C Video 也有人称为Super Video 减少亮度信号和色差信号之间的交叉干扰 不需使用梳状滤波器分离亮度信号和色差信号
两个优点
2011年1月23日
第9章 数字电视基础
19/45
9.3 彩色电视信号的类型(续4)
多媒体技术基础
模块一多媒体技术基础主要内容：第一节媒体的概念第二节多媒体的关键技术第三节多媒体技术应用在教育中的方式第四节多媒体计算机系统第五节常用教学媒体的使用多媒体技术的迅猛发展对人类的生活产生巨大的影响。
足不出户，您就可以自由的操纵和实时观看虚拟的三维世界，在虚拟图书馆您可以畅游于知识的海洋。
尽情观赏之余，您不免要对这种神秘莫测的多媒体技术产生浓厚的兴趣。
为了满足您的需要，本章将帮您了解多媒体的基础知识。
第一节媒体的概念一、基本概念一般来说，媒体通常被认为是信息的载体。
国际电报电话咨询委员会定义了下列5种类型的媒体：1．感觉媒体能直接作用于人的感觉器官、使人产生直接感觉的媒体。
如图像、文字、动画、音乐等均属于感觉媒体。
2．显示媒体在通信中使电信号和感觉媒体之间产生转换用的媒体。
如键盘、鼠标、显示器、打印机等均属于显示的媒体。
3．表示媒体为了传送感觉媒体而研究出来的媒体。
如电报码、语言编码等均属于表示媒体。
4．存储媒体用于存储信号的媒体。
如磁盘、光盘、磁带等均属于存储媒体。
5．传输媒体用于传输信号的媒体。
如光缆电缆等均属于传输媒体。
“多媒体”译自英文的“Multimedia”，它是20世纪20年代初新出现的一个英文名词，当人们还来不及对它进行系统的分析和总结时，它已经对人类表达、获取和使用信息的方式产生巨大的影响。
由于人们所处的角度和理解上的不同，对多媒体的描述也不尽相同，常见的描述方法有如下几种：①多媒体就是能同时获取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同的类型信息媒体的技术。
上述信息媒体包括：图像、动画、活动影像、图形、文字、声音等。
②多媒体就是把多种媒体如文字、音乐、声音、图形、图像、动画、视频等综合集成在一起，产生一种传播和表现信息的全新媒体。
③多媒体的深刻含义在于计算机控制下，信息可以综合使用文字、声音、图形、图像、动画、影视等媒体来表示。
④多媒体实际上是多种技术通过交互式表达而实现的一种组合，这些技术包括声音、图像、影像、动画、文字等。
多媒体技术基础第3版第2章数据无损压缩
*
2.0 数据无损压缩概述(续2)
2章 数据无损压缩
The Father of Information Theory—— Claude Elwood Shannon Born: 30 April 1916 in Gaylord, Michigan, USA Died: 24 Feb 2001 in Medford, Massachusetts, USA
统计编码
编码特性
编码方法
香农-范诺编码 霍夫曼编码 算术编码
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2.2.1 统计编码——香农-范诺编码 香农-范诺编码(Shannon–Fano coding) 在香农的源编码理论中，熵的大小表示非冗余的不可压缩的信息量 在计算熵时，如果对数的底数用2，熵的单位就用“香农(Sh)”，也称“位(bit)” 。“位”是1948年Shannon首次使用的术语。例如 最早阐述和实现“从上到下”的熵编码方法的人是Shannon(1948年)和Fano(1949年)，因此称为香农-范诺(Shannon- Fano)编码法
2章 数据无损压缩
02
霍夫曼(D.A. Huffman)在1952年提出和描述的“从下到上”的熵编码方法
根据给定数据集中各元素所出现的频率来压缩数据的一种统计压缩编码方法。这些元素(如字母)出现的次数越多，其编码的位数就越少
广泛用在JPEG, MPEG, H.26X等各种信息编码标准中
*
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2.2.2 霍夫曼编码— Case Study 1 现有一个由5个不同符号组成的30个符号的字符串：BABACACADADABBCBABEBEDDABEEEBB 计算 该字符串的霍夫曼码 该字符串的熵 该字符串的平均码长 编码前后的压缩比 霍夫曼编码举例1
第四章多媒体技术基础总结
ASF文件—— .ASF/.WMA ASF和WMA都是微软公司针对Real公司开发的 新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技 术的特点是同时兼顾了保真度和网络传输需求， 所以具有一定的先进性。可以利用WinAMP或媒 体播放机播放。
AIFF文件——.AIF/.AIFF
苹果公司开发的声音文件格式，被Macintosh平 台和应用程序所支持。
奈奎斯特采样定理：采样频率≥2×信号最高频率。 目前最常用的三种采样频率分别为：电话效果（11 kHz）、FM电台效果（22 kHz）和CD效果（44.1 kHz）。
20
2）量化
量化：对声波波形幅度的数字化。
量化位数：量化时采用的二进制位数，位数 越多，精度也越高，音质越细腻。 例如， 用16个二进制位（bit）表示声音，可将声 音强度分为216 =65536级。 每秒声音的数据量 =采样频率×量化位数×声道数/8（字节）
2）图像量化是将采样值划分成各种等级，用一 定位数的二进制数（量化字长）来表示采样 的值。
量化字长（也称颜色深度）越大，则越能真 实地反映原有图像的颜色。但得到的数字图 像的容量也越大。
3）图像编码是按一定的规则，将量化后的数据 用二进制数据存储在文件中。 位图文件（.bmp）：Microsoft Windows 中使用的一种非压缩图像文件格 35 式。
RGB模型（显示）：将红（Red）、绿 （Green）、蓝（Blue）三原色的色光以不同 的比例相加，以产生多种多样的色光。 CMYK模型（打印）：印刷四分色模式利用色 料的三原色混色原理，加上黑色油墨，共计四 种颜色混合叠加，形成所谓“全彩印刷”。四 种标准颜色是：
C：Cyan ＝ 青色；
M：Magenta ＝ 品红色（洋红色）。 Y：Yellow ＝ 黄色。
(完整版)多媒体技术基础复习题
多媒体技术基础一、单选题1.________标准是用于视频影像和高保真声音的数据压缩标准。
（答案：A）A，MPEG B，PEG C，JPEG D，JPG2._________不是计算机中的声音文件。
（答案：C）A，WAV B，MP3 C，TIF D，MID3._______是数码相机的核心，也是最关键的技术。
（答案：D）A，像素分辨率 B，图像分辨率 C，光学变焦 D，感光器4.A/D转换器的功能是将__________。
（答案：B）A，声音转换为模拟量 B，模拟量转换为数字量C，数字量转换为模拟量 D，数字量和模拟量混合处理5.D/A转换器的功能是将___________。
（答案：C）A，声音转换为模拟量 B，模拟量转换为数字量C，数字量转换为模拟量 D，数字量和模拟量混合处理6.DVD-ROM盘上的信息是_________。
（答案：B）A，可以反复读和写 B，只能读出C，可以反复写入 D，只能写入7.GIF的图像深度从1位到8位，即GIF最多支持_____种色彩的图像。
（答案：B）A，128 B，256 C，512 D，10248.JPEG格式是一种___________。
（答案：A）A，能以很高压缩比来保存图像而图像质量损失不多的有损压缩方式B，不可选择压缩比例的有损压缩方式C，有损压缩方式，因此不支持24位真彩色D，有缩放的动态图像压缩格式9.关于JPEG图像格式，以下说法中，正确的是______。
（答案：B）A，是一种无损压缩格式 B，具有不同的压缩级别C，可以存储动画 D，支持多个图层10.MP3_________。
（答案：C）A，为具有最高的压缩比的图形文件的压缩标准B，采用的是无损压缩技术C，是目前很流行的音频文件压缩格式D，为具有最高的压缩比的视频文件的压缩标准11.将电视直播的新闻、活动等通过网络服务器进行网络直播，也可以存储在网络服务器中供以后点播，为了流畅地边下载边播放需要_____的支持。
多媒体技术基础第3版第3讲话音编码课件
Dolby Vision是一种高动态范围（HDR）视频技术标准，它通过增加亮度和颜色 动态范围来提升图像质量。同时，Dolby Vision还支持音频和视觉的同步处理， 提供更加沉浸式的观影体验。
04 音视频编码的应用场景
CHAPTER
流媒体应用
实时通信
通过音视频编码技术，实现实时 语音和视频通话，如在线会议、
高清与超高清音视频编码技术需要更高的数据传输速率和存储空间，因此需要发展 更高效的编码算法和传输技术，以降低数据传输成本和存储成本。
随着5G、物联网等技术的发展，高清与超高清音视频编码技术的应用场景将更加广 泛，例如在智能家居、远程医疗、在线教育等领域。
人工智能与音视频编码的结合
人工智能技术为音视频编码提供了新 的解决方案，例如利用深度学习技术 进行视频压缩，可以显著提高压缩效 率和图像质量。
远程教育等。
直播服务
音视频编码技术用于在线直播， 如音乐会、比赛、新闻报道等，
让观众实时观看。
点播服务
音视频编码技术也用于提供点播 服务，如在线电影、电视剧、短
视频等。
数字电视应用
数字电视广播
通过音视频编码技术，实现数字 电视信号的传输和接收，提供高 清、流畅的电视节目。
交互电视
音视频编码技术用于交互电视应 用，如视频点播、时移电视、互 动游戏等。
新一代视频压缩标准，支持更 高的分辨率和帧率，适用于
4K和8K视频。
AV1
开源的视频编码标准，旨在提 供更高的压缩效率和更好的版
权保护。
02 音视频编码技术
CHAPTER
音频编码技术
音频编码概述
音频编码是将模拟信号或数字信 号转换为数字信号的过程，以便
第9章 多媒体技术基础
9.2声音信息处理
9.2.1数字信号和模拟信号
不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模 拟数据一般采用模拟信号或电压信号来表示；数字数 据则采用数字信号，例如用一系列断续变化的电压脉 冲或光脉冲来表示。 由于声音是模拟量，需要通过采样将模拟信号数字化 后才能利用计算机对其进行处理。所谓数字化，就是 在捕捉声音时，要以固定的时间间隔对波形进行离散 采样。这个过程将产生波形的振幅值，以后这些值可 以重构原始波形。
第9章 多媒体技术基础
信息技术基础
多媒体技术是集文字、声音、图形、图像、 视像和计算机技术于一体的综合技术。它 以计算机软硬件技术为主体，包括数字化 信息技术、音频和视频技术、动画制作技 术以及数据压缩技术等，因此多媒体技术
是一门多学科、多领域的高新技术。
第9章
9.1 多媒体技术概述
9.1.1 多媒体的发展
动图像或活动图像。
第9章
按照处理方式的不同，视频可以分为模拟视频和数字视频。
模拟视频（Analog Video）是一种用于传输图像和声音且 随时间连续变化的电信号。早期视频的获取、存储和传输 都是采用模拟方式。 数字视频（Digital Video-DV）是指用计算机可处理的数 字信号来表示的视频信息。视频的数字化是指将来自于摄 像机、录像机、影碟机等设备的模拟视频信号，转换成计 算机可以编辑的数字视频的过程。数字视频克服了模拟视 频的许多不足，它大大降低了视频信号传输和存贮的费用、 可以实现交互和精确再现原始的图像。因此，数字视频的 应用非常广泛。
第9章
9.3图形、图像信息处理
9.3.1矢量图与位图
矢量图形是计算机图形学中用点、直线或者多边形等 基于数学方程的几何图元表示图像。它的主要特点是： 1、文件小。由于图形中保存的是线条和图块的信息， 因此矢量图形文件的大小与分辨率和图形大小无关， 只与图形的复杂程度有关，简单图形所占的存储空间
开放大学电大多媒体技术基础本网上作业答案期末小抄
A 14.一个乐音必备的三要素是(A．音高.音色.响度)。
A 13.在计算机发展的初期，人们用来承载信息的媒体是（A．数值）A 8.MIDI消息实际上是( A．乐谱)的数字描述。
A 11.（A．音频采样）是指每隔一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅度值。
A 12.音频编码的目的在于( A．压缩)数据。
B 1.请根据多媒体的特性判断以下属于多媒体范畴的是( B．交互式视频游戏.有声图书)。
B 5. 存储声音信息的文件格式主要是？（B．WAV文件.VOC文件.MIDI文件.AIF文件.SNO文件.RMI文件）B 8. 从人与计算机交互的角度来看，音频信号相应的处理是（B.人与计算机通信.人-计算机-人通信.计算机与人通信）B 5.声音是机械振动在弹性介质中传播的( B．机械波)。
C 6.频域信息的冗余度体现在（C.非均匀的长时功率谱密度.语音特有的短时功率谱密度）。
C 15.音频信号的冗余度可以从（ C.人的听觉感知机理.频域信息.时域信息）几个方面来考虑。
C modore公司于1985年在世界上推出的第一个多媒体计算机系统是( C．Amiga )。
C 3.下列不属于多媒体系统核心软件的是(C．DOS )。
C 9.多媒体技术的主要特性有(C．多样性.集成性.交互性)。
C 15.在数字音频信息获取与处理过程中，下列顺序正确的是()C．采样，A/D变换，压缩，存储，解压缩，D/A变换D 4.国际标准MPEG—II采用了分层的编码体系,提供了四种技术，它们是(D.空间可扩展性;时间可扩充性;信噪比可扩充性;数据分块技术)D 6.在数字音频回放时，需要用（）还原。
D．数字到模拟的转换器(D/A转换器)D 7.音频卡的主要组成部分是(D.数字声音处理器.混合信号处理器与功率放大器.FM音乐合成器及MIDI控制器.计算机总线接口和控制器)D 16.( D．音频数字化)是把模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列。
多媒体技术基础第3版第12章MPEG视像ppt课件
(1) 亮度(Y) 720样本/行×480行/帧×30帧/秒×10位/样本 104兆位/秒 (NTSC) 720样本/行×576行/帧×25帧/秒×10位/样本 104兆位/秒 (PAL)
(2) 色差(Cr，Cb) 2×360样本/行×480行/帧×30帧/秒×10位/样本 104兆位 /秒(NTSC) 2×360样本/行×576行/帧×25帧/秒×10位/样本 104兆位 /秒(PAL)
➢ 视觉冗余(vision redundancy)
与视觉系统有关的冗余：对图像的亮度变化敏感而对颜色 变化不敏感，对剧烈变化区域敏感而对缓慢变化区域不敏 感，对图像的亮度和颜色的分辨率都存在极限
2021年1月16日
第12章 MPEG视像
4/46
12.1 视像数据的冗余(续)
➢ 知识冗余(knowledge redundancy)
与知识有关的冗余：在单帧图像中含有为人熟知的知识， 称为先验知识。例如，正面人头像有相对固定的结构，眼 睛下方是鼻子，鼻子下方是嘴，嘴和鼻子均位于脸的中线 上。这类规律性的结构往往不会改变或变化不大，而用传 统方式录制的视像数据中存在许多重复的数据
知识是某个感兴趣领域中的实事、概念和关系
➢ (6) 数据冗余(data redundancy)
(1) 亮度(Y) 858样本/行×525行/帧×30帧/秒×10位/样本≈135兆位/秒(NTSC) 864样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本≈135兆位/秒(PAL)
(2) Cr (R-Y) 429样本/行×525行/帧×30帧/秒×10位/样本≈68兆位/秒(NTSC) 432样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本≈68兆位/秒(PAL)
《多媒体技术基础》第3版_答案
《多媒体技术基础》第3版练习与思考题参考答案林福宗清华大学计算机科学与技术系2008-2-15linfz@第1章多媒体技术概要1.4 无损压缩是什么？无损压缩是用压缩后的数据进行重构(也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术。
无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用，如磁盘文件压缩就是一个应用实例。
根据当前的技术水平，无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。
常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW等算法。
1.5 有损压缩是什么？有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。
有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。
例如，图像、视像和声音数据就可采用有损压缩，因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息，丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。
第2章无损数据压缩2.4 现有5个待编码的符号，它们的概率见练习表2-2。
计算该符号集的：(1) 熵；(2)霍夫曼码；(3) 平均码长。
(1) 熵21()()log()niiiHapapa==−Σ =-0.4×(0.4)-2×0.2*(0.2)-2×0.1(0.1) 2log2log2log =0.4×1.3219+0.4×2.3219+0.2×3.3219=0.5288+-0.9288+0.6644=2.1220 (位) (2) 编码树和霍夫曼码练习图2-1 编码树代码分配不唯一 (3) 平均码长L=0.4+0.4+0.6+0.4+.04=2.2(位/符号)第3章数字声音编码3.1 音频信号的频率范围大约多少？话音信号频率范围大约多少？(1) Audio: 20~20000 Hz(2) Speech: 300~3400 Hz3.4 采样频率根据什么原则来确定？奈奎斯特理论和声音信号本身的最高频率。
多媒体技术基础PPT课件
计算数机字的音起频源文与件发格展式
3. Audio文件（.AU）
Audio文件是Sun Microsystems公司推出的一种经过压缩 的数字声音格式，是Internet中常用的声音文件格式。
4. Sound文件（.SND）
Sound文件是NeXT Computer公司推出的数字声音文件格 式，支持压缩。
第7章 多媒体技术基础
2021/5/8
佳木斯大学
1
co7.n1t多en媒t 体技术概要
计算机多的媒起体源概与念发展
多媒体(Multimedia)简单地说是指文本(Text)、图形 (Graphics)、图像(Image)、声音(Sound)、动画(Animation)、 视频(Video)等多种媒体的统称。 多媒体技术中主要的概念如下：
(1)感觉媒体：感觉媒体是指能直接作用于人的感官让人产生 感觉的媒体。
(2)表示媒体：表示媒体是用于传输感觉媒体的手段。 (3)表现媒体：表现媒体是指感觉媒体和计算机中间界面，即 感觉媒体传输的电信号和感觉媒体中间的转换所用媒体。 (4)存储媒体：存储媒体是指用于存储表现媒体的介质。包括 内存、硬盘、软盘、磁带和光盘等。 (5)传输媒体：传输媒体是指将表现媒体从一处传送到另一处 的物理载体。包括导线、电缆、电磁波等。
2021/5/8
佳木斯大学
共 36 页 第 10 页
c7o.n2te声nt音媒体简介
计算数机字的音起频源文与件发格展式
1. Wave文件（.WAV）
Wave格式是Microsoft公司开发的一种声音文件格式，它符 合RIFF (Resource Interchange File Format)文件规范，用 于保存Windows平台的音频信息资源，被Windows平台及 其应用程序所广泛支持。
多媒体技术基础第3版光盘存储格式
声音数据的采样频率为44.1 kHz，每次对左右声道 各取一个16位的样本，因此1秒钟的声音数据为 44.1×1 000×2×(16÷8) = 176 400字节/秒
2002018年10月6日
第15章 光盘存储格式
9/66
15.2 激光唱盘标准—红皮书(续4)
P, Q错误校验码
由于CD-DA盘的原始误码率较高(约10-4)，需要 采用纠错能力很强的交叉交插里德-索洛蒙码 (CIRC) 每帧有2×4字节的错误校正码放在中间和末端， 称为Q校验码和P校验码
2002018年10月6日
15.8 VCD标准—白皮书
15.8.1 VCD盘的组织 15.8.2 VCD的文件目录结构 15.8.3 MPEG-Audio/Video扇区 的结构
15.5 CD-I标准—绿皮书
15.9 通用磁盘格式(UDF)
第15章 光盘存储格式 2/66
第15章 光盘存储格式
光盘类型
只读光盘 写一次光盘 重写光盘 逻辑格式：文件格式的同义词，规定如何把文件组织到光盘 上以及指定文件在光盘上的物理位置，包括文件的目录结构、 文件大小以及所需盘片数目等事项 物理格式则：规定数据如何放在光盘上，包括物理扇区地址、 数据类型、数据块大小、错误检测和校正码等 CD系列存储格式中的基本概念 在DVD系列、HD DVD和Blu-ray Disc系列中有相同的含义
标准文件用彩色封面包装，故称为彩书标准 理解CD格式对设计和使用CD产品都有很大帮助
2002018年10月6日
第15章 光盘存储格式
4/66
15.1 CD标准系列(续)
图15-1 CD标准系列
《多媒体技术基础》第3版 答案
1《多媒体技术基础》第3版练习与思考题参考答案林福宗清华大学计算机科学与技术系2008-2-15linfz@第1章多媒体技术概要1.4 无损压缩是什么？无损压缩是用压缩后的数据进行重构(也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术。
无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用，如磁盘文件压缩就是一个应用实例。
根据当前的技术水平，无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。
常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW等算法。
1.5 有损压缩是什么？有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。
有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。
例如，图像、视像和声音数据就可采用有损压缩，因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息，丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。
第2章无损数据压缩2.4 现有5个待编码的符号，它们的概率见练习表2-2。
计算该符号集的：(1) 熵；(2)霍夫曼码；(3) 平均码长。
(1) 熵Σ =-0.4×(0.4)-2×0.2*(0.2)-2×0.1(0.1) 2log2log2log 21()()log()niii Hapapa==−=0.4×1.3219+0.4×2.3219+0.2×3.3219=0.5288+-0.9288+0.6644=2.1220 (位) (2) 编码树和霍夫曼码练习图2-1 编码树代码分配不唯一(3) 平均码长L=0.4+0.4+0.6+0.4+.04=2.2(位/符号)第3章数字声音编码3.1 音频信号的频率范围大约多少？话音信号频率范围大约多少？(1) Audio: 20~20000 Hz(2) Speech: 300~3400 Hz3.4 采样频率根据什么原则来确定？奈奎斯特理论和声音信号本身的最高频率。
多媒体技术基础第3版第3讲话音编码
参考文献和站点
2018年10月4日
第3章 数字声音编码
3 of 46
3.1 话音类型
话音波形的特性 话音的产生：肺部中的受压空气沿着声道通过声门发 出。 短期相关(short-term correlation)：普通人的声道从声 门到嘴的平均长度约为17厘米，反映在声音信号中就 相当于在1ms数量级内的数据具有相关性(声速约为 340m/s)。 声道也被认为是一个滤波器，有许多共振峰，其频率 受随时间变化的声道形状所控制，例如舌的移动就会 改变声道的形状。许多话音编码器用一个短期滤波器 (short term filter)来模拟声道。但由于声道形状的变化 比较慢，模拟滤波器的传递函数的修改不需要那么频 繁，典型值在20ms左右。
多媒体技术基础(第3版)
第3讲 话音编码
张奇 复旦大学 计算机科学技术学院 qz@ 2010年3月
随着数字电话和数据通信容量日益增长 的迫切要求，而又不希望明显降低传送 话音信号的质量。
除了提高通信带宽之外， 对话音信号进行压缩是提高通信容量的重要 措施。
本章将重点介绍话音编码的基本思想
3.5 PCM在通信中的应用
3.5.1 频分多路复用 3.5.2 时分多路复用 3.5.3 数字通信线路的数据传输率
3.9 线性预测编码(LPC)的概念 3.10 GSM声音简介 3.11 话音编码标准摘要
3.11.1 编码算法的性能 3.11.2 话音编码标准
3.6 增量调制与自适应增量调制
3.6.1 增量调制(DM) 3.6.2 自适应增量调制(ADM)
按发音方法为：
按声带震动与否为：
清音：/ p / t / k / f / W / h / s / F / tF / 浊音：/ b / d / g / m / n / N / v / T / z / V / dV / r / w / j / l /
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2018年11月14日
第12章 MPEG视像
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12.2 视像数据的速率
12.2.1 BT.601视像数据速率
使用4:2:2采样格式，亮度信号Y的采样频率为13.5 MHz， 色差信号Cr和Cb的采样频率为6.75 MHz，每个样本的精 度为10位，视像数据速率为
(1) 亮度(Y) 858样本/行×525行/帧×30帧/秒×10位/样本≈135兆位/秒(NTSC) 864样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本≈135兆位/秒(PAL) (2) Cr (R-Y) 429样本/行×525行/帧×30帧/秒×10位/样本≈68兆位/秒(NTSC) 432样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本≈68兆位/秒(PAL) (3) Cb (B-Y) 429样本/行×525行/帧×30帧/秒×10位/样本≈68兆位/秒(NTSC) 432样本/行×625行/帧×25帧/秒×10位/样本≈68兆位/秒(PAL) 总计：27兆样本/秒×10位/样本 = 270兆位/秒
12.4.1 视像编码器和解码器 12.4.2 视像数据位流的结构 12.4.3 视像质量可变编码 12.5.1 MPEG-4 Visual简介 12.5.2 视像对象的编码与解码 概要 12.5.3 可视对象的层次结构
12.5 MPEG-4 Visual视像
12.3 MPEG-1视像
2018年11月14日
与知识有关的冗余：在单帧图像中含有为人熟知的知识， 称为先验知识。例如，正面人头像有相对固定的结构，眼 睛下方是鼻子，鼻子下方是嘴，嘴和鼻子均位于脸的中线 上。这类规律性的结构往往不会改变或变化不大，而用传 统方式录制的视像数据中存在许多重复的数据 知识是某个感兴趣领域中的实事、概念和关系 数据本身的冗余：视像数据本身存的冗余
2018年11月14日
第12章 MPEG视像
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12.1 视像数据的冗余
视像数据存在的冗余
时间冗余(temporal redundancy) 空间冗余(spa相关的冗余：在某个时间间隔上出现场景相同或基 本相同的连续帧时，帧与帧之间存在大量的冗余数据
2018年11月14日
第12章 MPEG视像
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12.2 视像数据的速率(续1)
实际上，在荧光屏上实际显示的有效图像的数据 传输率并没有那么高，其中，
(1) 亮度(Y) 720样本/行×480行/帧×30帧/秒×10位/样本 104兆位/秒 (NTSC) 720样本/行×576行/帧×25帧/秒×10位/样本 104兆位/秒 (PAL) (2) 色差(Cr，Cb) 2×360样本/行×480行/帧×30帧/秒×10位/样本 104兆位 /秒(NTSC) 2×360样本/行×576行/帧×25帧/秒×10位/样本 104兆位 /秒(PAL) 总计：～ 207兆位/秒(Mb/s)
如果每个样本的采样精度由10位降为8位，彩色数 字电视信号的数据传输率就降为166 Mb/s
第12章 MPEG视像 7/46
2018年11月14日
12.2 视像数据的速率(续2)
12.2.2 VCD视像的压缩比
压缩比的概念
压缩比是数据压缩程度的一种度量方法，其值等于压缩前 的数据大小与压缩后的数据大小之比。例如，把一幅原来 为1 MB的图像压缩成128 KB，其压缩比就是 1024×1024/128×1024 = 8∶1。 使用Video-CD存储器早期的数据传输率为1.4112 Mb/s，分 配给电视信号的数据传输率为1.15 Mb/s，这就意味着 MPEG视像编码器输出的数据速率要达到1.15 Mb/s 如果存储166 Mb/s的数字电视信号就需要对它进行高度压 缩，压缩比高达166/1.15 ≈ 144:1。
多媒体技术基础(第3版)
第12章 MPEG视像
张奇 复旦大学 计算机科学技术学院 qz@ 2011年5月
第12章 MPEG视像目录
12.1 视像数据的冗余 12.2 视像数据的速率 12.4 MPEG-2视像
12.2.1 BT.601视像数据速率 12.2.2 VCD视像的压缩比 12.2.3 DVD视像的压缩比 12.3.1 视像数据的压缩算法 12.3.2 帧内图像I的压缩编码算法 12.3.3 预测图像P的压缩编码算法 12.3.4 双向预测图像B的压缩编码算 法 12.3.5 帧图像的编排顺序 12.3.6 视像数据流的结构
与视觉系统有关的冗余：对图像的亮度变化敏感而对颜色 变化不敏感，对剧烈变化区域敏感而对缓慢变化区域不敏 感，对图像的亮度和颜色的分辨率都存在极限
2018年11月14日
第12章 MPEG视像
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12.1 视像数据的冗余(续)
知识冗余(knowledge redundancy)
(6) 数据冗余(data redundancy)
第12章 MPEG视像
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第12章 MPEG视像
MPEG视像
MPEG视像是指使用MPEG视像标准压缩和解压缩 的电视图像 现有的MPEG视像标准包括MPEG-1 Video，MPEG2 Video，MPEG-4 Visual和MPEG-4 AVC / H.264。 这些视像标准有许多共同之处，基本概念类似，数 据压缩和编码方法基本相同，它们的核心技术都是 采用以图像块作为基本单元的变换、量化、移动补 偿、熵编码等技术，在保证图像质量的前提下获得 尽可能高的压缩比 本章将介绍MPEG视像标准[1]压缩视像数据的基本 原理和方法，对最近几年开发的MPEG-4 AVC / H.264标准将在第13章中作较详细的介绍
与空间位置有关的冗余：在单帧图像中，相邻像素的值常 有相同或变化不大的情况，可用较少数据表达 图像自身构造的冗余：若从宏观上来看一帧图像，有些图 像存在相同或类似的结构，如用地板图案构成的图像
结构冗余(structural redundancy)
视觉冗余(vision redundancy)