计算机多媒体介绍
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计算机多媒体介绍
路漫漫其悠远
2020/3/28
从一个报奖通知说起
一份国家级教学成果奖申报材料要求：
除纸介质的申报材料外，须提供反映成果的视频 光盘。
光盘要求能在标准配置的计算机上播放，片长不 超过15分钟（附解说词）。
光盘上的视频材料要做成使用mpeg4格式压缩的 avi视频文件和rm格式压缩的流媒体文件各一份 。
M
图像离散化的结果称为数字图像。
[F(m,n) ]N×M
路漫漫其悠远
采样和量化 Picture Element
Pixel（像素）
采样的实质就是要用多少点来描述一张图像。比如，
一幅420×570的图像，就表示这幅图像是由293400 个点所组成。
量化是指要使用多大范围的数值，来表示图像采样之
后的每一个点的色彩信息。例如，用3个bits存储一个 点，表示该图像只能有8种颜色来表现。
路漫漫其悠远
量化位数 电平级数 动态范围
1
2
3
4
16 20
24
2
4
8
16 65536 104857616777216
6dB 12dB 18dB 24dB 96dB 120dB 144dB
声音质量和数据率
路漫漫其悠远
如何记录多媒体数据（图像）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图像是自然界中的客观景物通过某种系统的映
射，使人们产生视觉感受。
时间间隔称为采样周期），并把采样得到的表示
声音强弱的模拟电压用数字表示（称为量化）。
路漫漫其悠远
声音数字化
数字音频的两个要素
采样频率越高，数字化音频的质量也就越高。 量化位数越大，对音频信号的采样精度就越高。
量化位数
路漫漫其悠远
采样频率
采样频率
采样频率根据奈奎斯特定理：要想不产生低频失真 ，则采样频率至少得是录制的最高频率的两倍。
抖动、闪耀等现象。 视频采样使用Ｙ、U、V分量采样模式，采样基
准频率为13.5MHz。
路漫漫其悠远
多媒体应用教学目标
掌握多媒体技术基本概念：
数字化（采样、量化） 多媒体压缩编码国际标准
JPEG（静态图像），MPEG（动态图像）， MP3 （音频）
了解内容：
多媒体文件的类型 多媒体文件的常规处理 多媒体技术的典型应用 多媒体关键技术
现实中的图像是一种模拟信号。图像数字化目的： 变成计算机能够显示和存储的格式。
采样和量化
多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的 图像函数f(x,y) 进行空间和幅值的离散化处理。
x 采样N个点
采样：空间连续坐标(x,y)的离散
化处理。
y
F(x,y)
量化： f(x,y) 颜色的离散化。 数字化：两种离散化结合在一起。
路漫漫其悠远
内容提要
多媒体技术概述 图像数字化 音频数字化 多媒体数据压缩 数字图像文件类型 数字音频文件类型 多媒体技术的应用领域 应用：数字图像的处理
路漫漫其悠远
概念：多媒体
媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义： 一种指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、
光盘等。 另一种指信息的载体（表现形式），如数字、
基本条件：以计算机技术为核心 具有人机交互的特点 多媒体技术所处理的多种媒体是逻辑
关联的复合数据
路漫漫其悠远
多媒体关键技术
多媒体输入/输出技术 多媒体数据压缩/解压缩技术 多媒体专用芯片技术 多媒体存储设备与技术 多媒体数据管理技术 多媒体通信技术
路漫漫其悠远
如何记录多媒体数据（声音）
文字、图像、图形、动画、视频、音频等。
多媒体技术中的媒体是指后者。
多媒体是融合两种或两种以上媒体的一种人机交 互式信息交流和传播媒体。
路漫漫其悠远
概念：多媒体技术
多媒体技术是利用计算机通过文字、图像、图 形、动画、音频、视频等多种信息形式的交互 混合，以数字化的方式集成在一起，从而使计 算机具有表现、处理、存储多媒体信息的综合 能力和交互能力。
视频材料制作的技术标准是参考教育部《现代远 程教育技术标准体系和11项试用标准（简介） V1.0版》制定的，包括音频、视频两部分的基本 技术要求。
路漫漫其悠远
音频制作的技术要求
数字化音频的采样频率不低于11 KHZ。 量化位数大于8位。 声道数为双声道。 数字化音频要以WAV格式为主。 用于欣赏的音乐为MP3格式。 MIDI设备录制音乐使用MIDI式。 音频数据要制作成REAL流媒体格式格式。
留声机
一台由大圆筒、曲柄、受话机、短针、膜板 和记录介质（蜡盘）组成的机器。 原理：膜板随着说话声会引起震动，说话的 快慢高低能使短针产生相应的不同颤动，蜡盘
均速旋转，声音最终以蜡上划痕的深浅记 录下来。将蜡盘固化，在一套反方向的装
置上：盘转，短针上下高底不同地拉动 一张膜板，膜板就“说出”记录的声音 。
原始波形
录制后的波形
人类的听力范围是20Hz－20kHz，以“人们听不到失 真”为限，采样频率至少得是20k×2＝40kHz。
路漫漫其悠远
量化位数
量化位直接决定了采用多少个“台阶”来表示 声波振幅的范围（动态范围）。
每增加一个bit，表示声波振幅的台阶数就翻 一番，并增加6dB的动态范围。 量化位：常用的有8位、16位和32位，其中 以16位为主。
模拟录音和数字录音
路漫漫其悠远
模拟音频和数字音频
音频模拟信号
模拟音频技术通过模拟电压的幅度表示声音的 强弱。模拟声音的录制是将代表声音波形的电 信号转换到适当的媒体上。
振 幅
路漫漫其悠远
声音波形示例
时间
模拟音频和数字音频
音频数字信号
声音信息的数字化过程是每隔一个时间间隔在模
拟声音波形上取一个幅度值（称为采样，采样的
路漫漫其悠远
视频制作的技术要求
存储为mpeg4格式压缩的avi视频文件和rm格式 压缩的流媒体文件。
彩色视频素材每帧图像颜色数不低于256色。 黑白视频素材每帧图像灰度级不低于128级。 数字化音频要以WAV格式为主。 视频类素材中的音频与视频图像有良好的同步
。 图像清晰，视频信号稳定，没有扭曲、晃动、
镜头 成像面
传统相机成像过程：
1.经过镜头光聚焦在胶片上 2.胶片上的感光剂随光发生变化 3.经显影液显像 4.成像
视角
焦距
小孔成像原理
路漫漫其悠远
数码相机成像过程：
1.经过镜头光聚焦在CCD上 2. CCD将光转换成电信号 3.经处理器加工，记录在内存上 4.通过显示器表示，或打印机打印
数字化图像
路漫漫其悠远
2020/3/28
从一个报奖通知说起
一份国家级教学成果奖申报材料要求：
除纸介质的申报材料外，须提供反映成果的视频 光盘。
光盘要求能在标准配置的计算机上播放，片长不 超过15分钟（附解说词）。
光盘上的视频材料要做成使用mpeg4格式压缩的 avi视频文件和rm格式压缩的流媒体文件各一份 。
M
图像离散化的结果称为数字图像。
[F(m,n) ]N×M
路漫漫其悠远
采样和量化 Picture Element
Pixel（像素）
采样的实质就是要用多少点来描述一张图像。比如，
一幅420×570的图像，就表示这幅图像是由293400 个点所组成。
量化是指要使用多大范围的数值，来表示图像采样之
后的每一个点的色彩信息。例如，用3个bits存储一个 点，表示该图像只能有8种颜色来表现。
路漫漫其悠远
量化位数 电平级数 动态范围
1
2
3
4
16 20
24
2
4
8
16 65536 104857616777216
6dB 12dB 18dB 24dB 96dB 120dB 144dB
声音质量和数据率
路漫漫其悠远
如何记录多媒体数据（图像）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图像是自然界中的客观景物通过某种系统的映
射，使人们产生视觉感受。
时间间隔称为采样周期），并把采样得到的表示
声音强弱的模拟电压用数字表示（称为量化）。
路漫漫其悠远
声音数字化
数字音频的两个要素
采样频率越高，数字化音频的质量也就越高。 量化位数越大，对音频信号的采样精度就越高。
量化位数
路漫漫其悠远
采样频率
采样频率
采样频率根据奈奎斯特定理：要想不产生低频失真 ，则采样频率至少得是录制的最高频率的两倍。
抖动、闪耀等现象。 视频采样使用Ｙ、U、V分量采样模式，采样基
准频率为13.5MHz。
路漫漫其悠远
多媒体应用教学目标
掌握多媒体技术基本概念：
数字化（采样、量化） 多媒体压缩编码国际标准
JPEG（静态图像），MPEG（动态图像）， MP3 （音频）
了解内容：
多媒体文件的类型 多媒体文件的常规处理 多媒体技术的典型应用 多媒体关键技术
现实中的图像是一种模拟信号。图像数字化目的： 变成计算机能够显示和存储的格式。
采样和量化
多媒体计算机处理图像和视频，首先必须把连续的 图像函数f(x,y) 进行空间和幅值的离散化处理。
x 采样N个点
采样：空间连续坐标(x,y)的离散
化处理。
y
F(x,y)
量化： f(x,y) 颜色的离散化。 数字化：两种离散化结合在一起。
路漫漫其悠远
内容提要
多媒体技术概述 图像数字化 音频数字化 多媒体数据压缩 数字图像文件类型 数字音频文件类型 多媒体技术的应用领域 应用：数字图像的处理
路漫漫其悠远
概念：多媒体
媒体（Medium）在计算机领域中有两种含义： 一种指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、
光盘等。 另一种指信息的载体（表现形式），如数字、
基本条件：以计算机技术为核心 具有人机交互的特点 多媒体技术所处理的多种媒体是逻辑
关联的复合数据
路漫漫其悠远
多媒体关键技术
多媒体输入/输出技术 多媒体数据压缩/解压缩技术 多媒体专用芯片技术 多媒体存储设备与技术 多媒体数据管理技术 多媒体通信技术
路漫漫其悠远
如何记录多媒体数据（声音）
文字、图像、图形、动画、视频、音频等。
多媒体技术中的媒体是指后者。
多媒体是融合两种或两种以上媒体的一种人机交 互式信息交流和传播媒体。
路漫漫其悠远
概念：多媒体技术
多媒体技术是利用计算机通过文字、图像、图 形、动画、音频、视频等多种信息形式的交互 混合，以数字化的方式集成在一起，从而使计 算机具有表现、处理、存储多媒体信息的综合 能力和交互能力。
视频材料制作的技术标准是参考教育部《现代远 程教育技术标准体系和11项试用标准（简介） V1.0版》制定的，包括音频、视频两部分的基本 技术要求。
路漫漫其悠远
音频制作的技术要求
数字化音频的采样频率不低于11 KHZ。 量化位数大于8位。 声道数为双声道。 数字化音频要以WAV格式为主。 用于欣赏的音乐为MP3格式。 MIDI设备录制音乐使用MIDI式。 音频数据要制作成REAL流媒体格式格式。
留声机
一台由大圆筒、曲柄、受话机、短针、膜板 和记录介质（蜡盘）组成的机器。 原理：膜板随着说话声会引起震动，说话的 快慢高低能使短针产生相应的不同颤动，蜡盘
均速旋转，声音最终以蜡上划痕的深浅记 录下来。将蜡盘固化，在一套反方向的装
置上：盘转，短针上下高底不同地拉动 一张膜板，膜板就“说出”记录的声音 。
原始波形
录制后的波形
人类的听力范围是20Hz－20kHz，以“人们听不到失 真”为限，采样频率至少得是20k×2＝40kHz。
路漫漫其悠远
量化位数
量化位直接决定了采用多少个“台阶”来表示 声波振幅的范围（动态范围）。
每增加一个bit，表示声波振幅的台阶数就翻 一番，并增加6dB的动态范围。 量化位：常用的有8位、16位和32位，其中 以16位为主。
模拟录音和数字录音
路漫漫其悠远
模拟音频和数字音频
音频模拟信号
模拟音频技术通过模拟电压的幅度表示声音的 强弱。模拟声音的录制是将代表声音波形的电 信号转换到适当的媒体上。
振 幅
路漫漫其悠远
声音波形示例
时间
模拟音频和数字音频
音频数字信号
声音信息的数字化过程是每隔一个时间间隔在模
拟声音波形上取一个幅度值（称为采样，采样的
路漫漫其悠远
视频制作的技术要求
存储为mpeg4格式压缩的avi视频文件和rm格式 压缩的流媒体文件。
彩色视频素材每帧图像颜色数不低于256色。 黑白视频素材每帧图像灰度级不低于128级。 数字化音频要以WAV格式为主。 视频类素材中的音频与视频图像有良好的同步
。 图像清晰，视频信号稳定，没有扭曲、晃动、
镜头 成像面
传统相机成像过程：
1.经过镜头光聚焦在胶片上 2.胶片上的感光剂随光发生变化 3.经显影液显像 4.成像
视角
焦距
小孔成像原理
路漫漫其悠远
数码相机成像过程：
1.经过镜头光聚焦在CCD上 2. CCD将光转换成电信号 3.经处理器加工，记录在内存上 4.通过显示器表示，或打印机打印
数字化图像