多媒体技术和数据库技术基础
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第7章多媒体技术
7.1多媒体的基础知识 7.2音频处理技术 7.3图像处理技术
7.1 多媒体基础知识
7.1.1 多媒体的表现形式与定义 1．媒体的表现形式 信息需要借助媒体进行传播，所以说媒体是信 息的载体。 国际电信联盟（ITU）定义的媒体为： 感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和 传输媒体。
查ASCII表可知，字符1+2的ASCII为： 0011 0001 0010 1011 0011 0010
7.1.3 多媒体文件存储格式
3．多媒体文件的存储格式 多媒体文件的存储格式是按照特定的算法，对 文字、音频或视频信息进行压缩或解压缩形成 的一种文件。
7.1.3 多媒体文件存储格式
多媒体文件包含文件头、数据、文件尾等
高级音响
10Hz ～ 40,000Hz
7.2.1 声音的基本特性
（2）音量 音量由声波的振幅决定。 振动的物理量偏离中心的最大值称为振幅。 声波幅度能量变化的压强称为声压，单位为Pa （帕斯卡）。 通常采用dB（分贝）表示声音的大小 0dB是人耳刚刚能听到的声音 3dB内的音量变化，一般人难以察觉。
（3）编码 将采集的原始数据，按文件类型（如WAV、 MP3等）规定进行编码，再加上文件头部，就 得到了一个数字音频文件。 这项工作由声卡和音频软件（如Adobe Audition ）共同完成。
7.2.2 音频文件格式
7.1.3 多媒体文件存储格式
（4）数字化视频的数据量 例：[640点×480点×24位×30帧×60秒]/8bit =1.5GB/分钟（未压缩） 多媒体信息的数据量非常之大，因此，数据编 码和压缩技术非常重要。 多种信息需要不同的数据编码技术 海量数据需要高效压缩技术
7.2 音频处理技术
7.2.1 声音的基本特性 1．声音的物理特性 声音在空气中的传播速度为340米/秒
次声波 <20Hz
人耳可听域 20～20,000Hz
超声波 >20,000Hz
男性语音
100Hz ～ 8,000Hz
Leabharlann Baidu
女性语音
150Hz ～ 9,000Hz
声
频
源
电话语音
200Hz ～ 3,400Hz
带
种
调幅广播(AM)
50Hz ～ 7,000Hz
宽
类
度
调频广播(FM)
20Hz ～ 15,000Hz
7.1.2 多媒体技术的主要特性
1．多样性 2．交互性 交互性指用户可以与计算机进行对话，从而为 用户提供控制和使用信息的方式。 3. 集成性 多种信息形式的集成 各种单一技术和设备集成在一个系统中 对多种信息源的数字化集成
7.1.2 多媒体技术的主要特性
4. 实时性 视频图像和声音必须保持同步性和连续性。 实时性与时间密切相关 例如：视频播放时，画面不能出现动画感、马 赛克等现象，声音与画面必须保持同步等。
2. 声音的三要素 音高、音量和音色。 乐音：振动比较有规则，有固定音高； 噪音：振动则毫无规则，无法形成音高。
7.2.1 声音的基本特性
（1）音高 不同音高是振动频率不同，振动频率越高，音 高越高。 声音频率的单位是Hz（赫兹） 1Hz=一秒钟振动一次 例：音乐中的标准A音是440Hz，也就是每秒振 动440次。
7.2.1 声音的基本特性
（2）量化 量化是对采样信号的振幅进行分级。 例：采样为8位时，28=256个采样等级； 例：采样为16位时，216=65 536个采样等级； 例：采样为32位时，232=4 294 967 296个采样等 级。 计算机集成声卡一般采用24位采样
7.2.1 声音的基本特性
3. 声音的数字化过程 自然声音是连续变化的模拟量。 音频信号数字化过程
声波 声音频谱 声音包络
7.2.1 声音的基本特性
（1）采样 采样是在固定时间间隔内对模拟音频信号截取 一个振幅值，并用给定字长的二进制数表示。 采样次数越多（采样频率越高），数字信号就 越接近原声。 奈魁斯特（Nyquist）采样定理： 采样频率只要达到信号最高频率的2倍，就能精 确描述被采样的信号。
7.2.1 声音的基本特性
（3）音色 音色是人耳对声音的综合感受。 音色与多种因素有关，但主要取决于声音的频 谱特性和包络。 频谱：指频率谱线，即声音的频率变化和振幅 的变化曲线。 包络：指声音频率的外轮廓线。 钢琴和二胡都发出标准音A时，振动频率都是 440Hz，但它们之间的音色相差很远。
7.2.1 声音的基本特性
7.1.3 多媒体文件存储格式
1. 信息的编码 将信息表示为计算机能识别的二进制编码的过 程称为“信源编码”，解码是编码的逆过程。 信源编码方法： 文字等信息利用ASCII标准进行编码 音频信号利用PCM技术进行编码 视频信号利用MPEG进行信源压缩编码
7.1.3 多媒体文件存储格式
2. 字符信息的编码 最通用的字符编码是ASCII ASCII定义了128个英文字符，其中33个字符为 控制字符，无法显示，另外95个字符为可显示 字符。 【例7-3】：用ASCII对字符“1+2”进行编码。
7.1.1 多媒体的表现形式与定义
媒体的表现形式
感觉媒体是人们接收信息的主要来源
7.1.1 多媒体的表现形式与定义
2．多媒体定义 狭义上的多媒体指信息表示媒体的多样化。 广义上的多媒体一词可视为“多媒体技术”的同 义词，这里的“多媒体”不是指多种媒体本身， 而是指处理和应用它的一整套技术。
7.1.3 多媒体文件存储格式
4．流媒体文件 静态多媒体文件 无法在线播放，需要先下载，后观看。 流式媒体文件（流媒体） 在因特网中采用流式传输技术的连续时基媒体 ，如音频、视频等文件。 可随时下载，随时播放。 实现流媒体的关键技术是数据的流式传输。
7.1.3 多媒体文件存储格式
5．多媒体信息的数据量 （1）文本的数据量 例：[1024点/16bit×768点/16bit]×2bit=6KB/屏 幕 （2）点阵图像的数据量 例：11英寸×300dpi×8.5英寸×300dpi ×[24bit/8bit]=24MB/A4纸（未压缩） （3）数字化高质量音频的数据量 例：[44100Hz×32bit×2声道×60秒]/8bit
7.1多媒体的基础知识 7.2音频处理技术 7.3图像处理技术
7.1 多媒体基础知识
7.1.1 多媒体的表现形式与定义 1．媒体的表现形式 信息需要借助媒体进行传播，所以说媒体是信 息的载体。 国际电信联盟（ITU）定义的媒体为： 感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和 传输媒体。
查ASCII表可知，字符1+2的ASCII为： 0011 0001 0010 1011 0011 0010
7.1.3 多媒体文件存储格式
3．多媒体文件的存储格式 多媒体文件的存储格式是按照特定的算法，对 文字、音频或视频信息进行压缩或解压缩形成 的一种文件。
7.1.3 多媒体文件存储格式
多媒体文件包含文件头、数据、文件尾等
高级音响
10Hz ～ 40,000Hz
7.2.1 声音的基本特性
（2）音量 音量由声波的振幅决定。 振动的物理量偏离中心的最大值称为振幅。 声波幅度能量变化的压强称为声压，单位为Pa （帕斯卡）。 通常采用dB（分贝）表示声音的大小 0dB是人耳刚刚能听到的声音 3dB内的音量变化，一般人难以察觉。
（3）编码 将采集的原始数据，按文件类型（如WAV、 MP3等）规定进行编码，再加上文件头部，就 得到了一个数字音频文件。 这项工作由声卡和音频软件（如Adobe Audition ）共同完成。
7.2.2 音频文件格式
7.1.3 多媒体文件存储格式
（4）数字化视频的数据量 例：[640点×480点×24位×30帧×60秒]/8bit =1.5GB/分钟（未压缩） 多媒体信息的数据量非常之大，因此，数据编 码和压缩技术非常重要。 多种信息需要不同的数据编码技术 海量数据需要高效压缩技术
7.2 音频处理技术
7.2.1 声音的基本特性 1．声音的物理特性 声音在空气中的传播速度为340米/秒
次声波 <20Hz
人耳可听域 20～20,000Hz
超声波 >20,000Hz
男性语音
100Hz ～ 8,000Hz
Leabharlann Baidu
女性语音
150Hz ～ 9,000Hz
声
频
源
电话语音
200Hz ～ 3,400Hz
带
种
调幅广播(AM)
50Hz ～ 7,000Hz
宽
类
度
调频广播(FM)
20Hz ～ 15,000Hz
7.1.2 多媒体技术的主要特性
1．多样性 2．交互性 交互性指用户可以与计算机进行对话，从而为 用户提供控制和使用信息的方式。 3. 集成性 多种信息形式的集成 各种单一技术和设备集成在一个系统中 对多种信息源的数字化集成
7.1.2 多媒体技术的主要特性
4. 实时性 视频图像和声音必须保持同步性和连续性。 实时性与时间密切相关 例如：视频播放时，画面不能出现动画感、马 赛克等现象，声音与画面必须保持同步等。
2. 声音的三要素 音高、音量和音色。 乐音：振动比较有规则，有固定音高； 噪音：振动则毫无规则，无法形成音高。
7.2.1 声音的基本特性
（1）音高 不同音高是振动频率不同，振动频率越高，音 高越高。 声音频率的单位是Hz（赫兹） 1Hz=一秒钟振动一次 例：音乐中的标准A音是440Hz，也就是每秒振 动440次。
7.2.1 声音的基本特性
（2）量化 量化是对采样信号的振幅进行分级。 例：采样为8位时，28=256个采样等级； 例：采样为16位时，216=65 536个采样等级； 例：采样为32位时，232=4 294 967 296个采样等 级。 计算机集成声卡一般采用24位采样
7.2.1 声音的基本特性
3. 声音的数字化过程 自然声音是连续变化的模拟量。 音频信号数字化过程
声波 声音频谱 声音包络
7.2.1 声音的基本特性
（1）采样 采样是在固定时间间隔内对模拟音频信号截取 一个振幅值，并用给定字长的二进制数表示。 采样次数越多（采样频率越高），数字信号就 越接近原声。 奈魁斯特（Nyquist）采样定理： 采样频率只要达到信号最高频率的2倍，就能精 确描述被采样的信号。
7.2.1 声音的基本特性
（3）音色 音色是人耳对声音的综合感受。 音色与多种因素有关，但主要取决于声音的频 谱特性和包络。 频谱：指频率谱线，即声音的频率变化和振幅 的变化曲线。 包络：指声音频率的外轮廓线。 钢琴和二胡都发出标准音A时，振动频率都是 440Hz，但它们之间的音色相差很远。
7.2.1 声音的基本特性
7.1.3 多媒体文件存储格式
1. 信息的编码 将信息表示为计算机能识别的二进制编码的过 程称为“信源编码”，解码是编码的逆过程。 信源编码方法： 文字等信息利用ASCII标准进行编码 音频信号利用PCM技术进行编码 视频信号利用MPEG进行信源压缩编码
7.1.3 多媒体文件存储格式
2. 字符信息的编码 最通用的字符编码是ASCII ASCII定义了128个英文字符，其中33个字符为 控制字符，无法显示，另外95个字符为可显示 字符。 【例7-3】：用ASCII对字符“1+2”进行编码。
7.1.1 多媒体的表现形式与定义
媒体的表现形式
感觉媒体是人们接收信息的主要来源
7.1.1 多媒体的表现形式与定义
2．多媒体定义 狭义上的多媒体指信息表示媒体的多样化。 广义上的多媒体一词可视为“多媒体技术”的同 义词，这里的“多媒体”不是指多种媒体本身， 而是指处理和应用它的一整套技术。
7.1.3 多媒体文件存储格式
4．流媒体文件 静态多媒体文件 无法在线播放，需要先下载，后观看。 流式媒体文件（流媒体） 在因特网中采用流式传输技术的连续时基媒体 ，如音频、视频等文件。 可随时下载，随时播放。 实现流媒体的关键技术是数据的流式传输。
7.1.3 多媒体文件存储格式
5．多媒体信息的数据量 （1）文本的数据量 例：[1024点/16bit×768点/16bit]×2bit=6KB/屏 幕 （2）点阵图像的数据量 例：11英寸×300dpi×8.5英寸×300dpi ×[24bit/8bit]=24MB/A4纸（未压缩） （3）数字化高质量音频的数据量 例：[44100Hz×32bit×2声道×60秒]/8bit