大学计算机基础第5章多媒体技术基础.ppt

E-mail:,大学计算机基础,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,主讲教师：王成敏 2019年6月,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,第5章多媒体技术基础,5.1多媒体技术的基本概念 5.2多媒体信息的数字化和压缩技术 5.3多媒体常用软件,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,本章重点内容,多媒体技术的基本概念 数据压缩技术的基本知识,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.1多媒体技术的基本概念,多媒体 多媒体信息的类型 多媒体技术的特征,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.1.1多媒体,媒体的两个涵义： 一个是信息的载体，比如声音、图像、动画、文字等； 另一个是信息的存储实体，比如磁带、磁盘、光盘等。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,多媒体的定义： 多媒体一般指多种感觉媒体的组合，比如文字、声音、图形、图像、动画、视频等各种感觉媒体的组合。 多媒体技术就是利用计算机对多种媒体进行表示、存储和传输的技术，其中多媒体的表示就是对多媒体的处理和加工的过程。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.1.2多媒体信息的类型,在ITU-TI.374标准中，把媒体分为以下五大类： 感觉媒体（Perception Medium） 显示媒体（Representation Medium） 表示媒体（Presentation Medium） 存储媒体（Storage Medium） 传输媒体（Transmission Medium）,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.1.3多媒体技术的特征,1交互性 2复合性 3集成性 4实时性,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.1.4多媒体信息处理的关键技术,1. 数据压缩技术 2. 大容量光盘存储技术 3. 多媒体网络技术 4. 多媒体专用芯片技术 5. 多媒体数据库技术,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.1.5多媒体技术的应用领域,(1) 教育领域 CAI（Computer Assisted Instruction） CAL（Computer Assisted Learning） CBI（Computer Based Instruction） CBL（Computer Based Learning） CAT（Computer Assisted Training） CMI（Computer Managed Instruction）,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,(2) 商业与咨询 (3) 多媒体电子出版物 (4) 广播电视、通信领域 (5) 虚拟现实,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.2多媒体信息的数字化和压缩技术,1数字音频化,图5.1 声音的采样和量化示意图,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,数字音频的技术指标 (1)采样频率 采样频率是指每秒钟的音频采样次数，单位是Hz(赫兹)。 常见的采样频率有：11.025kHz，适用于语音信号；22.05kHz，适用于要求不太严格的背景音乐；44.1kHz，适用于高保真音乐。目前，声卡的采样频率一般可以达到96kHz，甚至是l92kHz。 (2)量化位数 (3)声道数,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,3数字音频文件格式 (1)WAV文件 (2)MIDI文件 (3)MPEG Layer 3文件 (4)Windows Media Audio文件 (5)CD Audio文件 (6)Real Audio文件,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.2.2数字图像及处理,1色彩三要素 色相、饱和度和亮度称为色彩的三要素,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,2位图和矢量图 (1)位图 位图也称点阵图，按图像点阵形式存储各像素的颜色编码或灰度级。 (2)矢量图 矢量图是用一组指令集或参数来描述其中的各个成分，易于对各个成分进行移动、缩放、旋转和扭曲等变换。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,3图像的分辨率 分辨率一般分为输入分辨率、屏幕分辨率、图像分辨率和输出分辨率等4种。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,4常见的色彩模式 (1)RGB模式 (2)CMYK模式 (3)HSB模式 (4)Lab模式 (5)Index模式 (6)位图模式 (7)灰度模式黑白模式,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5常见的图像文件格式 (1)PSD格式 (2)JPEG格式 (3)BMP格式 (4)GIF格式 (5)PNG格式,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.2.3数字视频及处理,1模拟视频信号 (1)工作原理 电视是采用视觉原理构造而成的，其基本原理为顺序扫描和传输图像信号，然后在接收端同步再现。 (2)场频和帧频 我国的电视画面传输率是每秒25帧、50场 (3)全电视信号 电视信号中除了图像信号以外，还包括同步信号。所谓同步是指摄像端(发送端)的行、场扫描步调要与显像端(接收端)扫描步调完全一致，即要求同频率、同相位才能得到一幅稳定的画面。一帧电视信号称为一个全电视信号，它又由奇数场行信号和偶数场行信号顺序构成。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,(4)分解率 我国电视图像的垂直分解率为575行或称575线。电视接收机实际垂直分解率约400线。 (5)彩色电视的YUV和YIQ颜色模型 美国、日本等国采用的NTSC制，选用了YIQ彩色空间，Y仍为亮度信号，I、Q仍为色度信号，但它们与U、V是不同的，其区别是色度向量图中的位置不同。 (6)彩色电视的制式 世界上现行的彩色电视制式有三种：NTSC(National Television Systems Committee)制式、PAL(Phase Alternative Line)制式和SECAM(法文：Sequentia1 Coleur Avee Memoire)制式。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,2视频信号数字化 (1)数字视频基本概念 数字视频就是先用摄像机之类的视频捕捉设备，将外界影像的颜色和亮度信息转变为电信号，再记录到储存介质(如摄像机的磁带)。然后再通过传输线，利用模拟数字(AD)转换器经过采样量化，转变为数字的“0”或“1”存储到计算机中。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,3视频序列的SMPTE编码表示 根据动画和电视工程师协会SMPTE(Society of Motion Picture and Television Engineers)使用的时间码标准，其格式是：小时：分钟：秒：帧(hours：minutes：seconds：frames)。一段长度为O1：02：31：15的视频片段的播放时间为2分钟31秒15帧，如果以每秒30帧的速率播放，则播放时间为62分钟31.5秒。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,4常用视频文件格式 (1)AVI格式 (2) MPEG格式 (3)RM格式 (4)ASF格式 (5)MOV格式 视频格式分为影像格式(video format)和流格式(stream video format)。AVI是常见的影像格式，而RM、MOV、ASF和WMV是常见的流格式。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.2.4数据压缩技术,1数据压缩的种类 目前常用的压缩编码形式可分为两大类：一类是无损压缩，也称冗余压缩法；另一类是有损压缩，也称熵压缩法。 (1)无损压缩 压缩比较低，一般在2：15：l之间。 (2)有损压缩 有损压缩是不可逆压缩，其中动态视频图像数据的压缩比可达100：1200：1。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,2数据压缩的主要技术指标,(1)压缩比 压缩比是指压缩前后的数据量之比。在同样的压缩效果下，压缩比越大越好。 (2)压缩解压缩速度 (3)数据恢复效果 (4)通用性 数据压缩的通用性有两层含义。 所有同类型的文件应当采用一个通用的压缩方法，否则用A方法压缩的文件，用B方法解压缩就解不出来。因此，压缩方法的标准化十分重要。 同一个压缩软件应当能提供多种压缩比和压缩质量的选择，以适应不同场合的需要。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,3典型的压缩算法 典型压缩算法有：行程编码法、哈夫曼（Huffman）编码法、四叉树编码、算术编码、LZW编码等。 常用的压缩算法还有PCM(脉冲编码调制)、预测编码、变换编码、插值与外推等。,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,静态图像压缩标准JPEG JPEG标准包含两种基本的压缩算法：第一种是无损压缩，采用基于差分脉冲编码调制(DPCM)的预测编码，不失真，但压缩比很小；第二种是有损压缩，采用基于离散余弦变换(DCT)和Huffman编码，有失真，但压缩比大。使用有损压缩算法时，在压缩比为25：1的情况下,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,运动图像压缩标准MPEG,(1) MPEG-1栋准 MPEG-1标准包括三个部分：MPEG视频、MPEG音频和MPEG系统。 (2)MPEG-2标准 MPEG-2标准主要分成MPEG视频、MPEG音频、MPEG系统和一致性测试四个部分。 压缩比可达到60100倍。 (3)其他MPEG标准,August 22, 2010,重庆科技学院电气与信息工程学院计算机系,5.3多媒体常用软件,5.3.1 WinRA