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第五章 数字媒体及应用,5.1文本与文本处理 文本在计算机中的处理过程包括文本准备、文本编辑、文本处理、文本存储与传输、文本展现等。 5.1.1字符的编码 1、西文字符的编码 ASCII码（ American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息码）： 采用7个二进位进行编码 计算机中使用1个字节存储1个ASCII 字符 128个字符（96个可打印字符和32控制字符） 2、汉字的编码 GB2312汉字编码，缺点 （1）无法满足一些特殊应用的需要（人名、地名，古籍整理、古典文献研究没有繁体字 （2）编码效率不高 （3）与ASCII码不兼容 GBK汉字内码扩充规范 3、UCS/Unicode与GB18030汉字编码标准 4、汉字的区位码，机内码，国标码，输入码，,5.1.2文本准备 1、汉字键盘输入 汉字输入编码：数字编码、字音编码、字形编码、形音编码 2、非击键方式的汉字输入法 书写笔、话筒口述、扫描仪 5.1.3文本的分类与表示 1、简单文本（纯文本） 2、丰富格式文本（RTF-中间格式） 3、超文本 5.1.4文本编辑、排版与处理 1、文本编辑和排版 2、文本处理（使用最多：文本检索） 3、常用文本处理软件（WPS、OFFICE，飞腾、PageMaker、PDF Writer） 5.1.5文本的展现 两种展现方式：打印、屏幕 文本阅读器（浏览器）：WORD（嵌入）；Acrobat Reader、IE,5.2图像与图形 数字图像（按生成方法）分为两类： 图像-取样图像（点阵图像、位图图像）bitmap 图形-矢量图形 vector graphics 5.2.1数字图像的获取 1、图像的数字化 扫描、分色、取样、量化 2、数字图像获取设备 2D图像（扫描仪、数码相机）；3D图像（3D扫描仪）,5.2.2图像的表示与压缩编码 1、图像的表示方法与主要参数 像素（pel）、垂直分辨率、水平分辨率 （1）图像大小（图像分辨率）=垂直分辨率水平分辨率 （2）颜色空间的类型（颜色模型）： RGB、CMYK、HSB、YUV （3）像素深度，即像素的所有颜色分量的二进制位数之和。 2、图像的压缩编码 图像数据量=图像水平分辨率图像垂直分辨率像素深度/8 数据压缩：（1）无损压缩（RLE、哈夫曼编码） （2）有损压缩 评价压缩编码优劣：压缩倍数（压缩比）大小、 重建图像的质量（有损压缩时）、 压缩算法的复杂程度 3、常用图像文件格式（BMP、TIF、GIF、JPEG、JP2）,数字图像的数据量,数字图像数据量的计算公式（以字节为单位）： 数据量=水平分辨率垂直分辨率像素深度8 几种常用格式的图像的数据量：,例：数字图像传输时间的计算 假设数据传输速率为56 kb/s（电话上网），则传输一幅分辨率为640480的6.5万种颜色的未压缩图像的时间为： (640x480x16)/56000 = 87.8秒,5.2.3数字图像处理与应用 1、数字图像处理 内容:去噪、增强、复原、分割、提取特征、压缩、存储、检索等 目的: （1）提高图像的视感质量 （2）图像复原与重建 （3）图像分析 （4）图像数据的变换、编码和数据压缩，更有效地存储和传输 （5）图像的存储、管理、检索，以及图像内容与知识产权的保护 2、图像处理软件 Photoshop，Windows中的画图和映像软件，Microsoft Office中的Photo Editor和Picture Manager，Ulead System公司的PhotoImpact，ACD System公司的ACDSee32等。 3、数字图像的应用 图像通信；遥感；医疗诊断；工业生产；机器人视觉；军事、公安、档案管理。,5.2.4计算机图形 1、景物的计算机表示 建模（几何模型，过程模型或算法模型）、绘制（图像合成） 2、计算机合成图像的绘制 3、计算机合成图像的应用 （1）计算机辅助设计和辅助制造（CAD/CAM） （2）地形图、交通图、天气图、海洋图、石油开采图 （3）作战指挥，军事训练 （4）计算机动画和计算机艺术 此外，还在电子游戏、出版、数据处理、工业监控、辅助教学、软件工程等许多方面也有着很好的应用。 4、矢量绘图软件 AutoCAD、ARCInfo、PROTEL、SuperMap GIS、CAXA CorelDraw、Illustrator、FreeHand、Microsoft Visio、 Word、PowerPoint 工业标准：OpenGL、Direct-3D,5.3数字声音及应用 5.3.1波形声音的获取与播放 1、声音信号的数字化 人耳可听到频率范围：20Hz-20kHz 言语（话音、语音）：300-3400Hz 全频带声音：20Hz-20kHz 声音信号（模拟）数字化：取样、量化、编码 2、波形声音的获取设备麦克风和声卡 麦克风的作用是将声波转换为电信号，然后由声卡进行数字化。 3、声音的播放 两个步骤（1）重建（解码，数模转换，插值处理）（2）播放 4、声卡的主要功能： 波形声音的获取与编码 波形声音的重建与播放 MIDI消息的输入 MIDI音乐的合成 5.常见声音文件格式： .wav, .pcm, .mp3, .rm, .ra, .wma, .aif,5.3.2波形声音的表示与压缩编码 1、未压缩码率取样频率*量化位数*声道数 压缩后的码率 = 未压缩时的码率/压缩倍数 2、全频带声音的压缩编码：MPEG1 3、数字语音的压缩编码 PCM编码（脉冲编码调制）码率：64kb/s ADPCM编码（自适应差分脉冲编码调制）码率：32kb/s 5.3.4计算机合成声音，有两类： （1）计算机合成的语音 应用：有声查询、文稿校对、语言学习、语音秘书等 （2）计算机合成的音乐，三要素： 乐器声卡 乐谱MIDI是乐谱的数字化表示方法。 MIDI音乐的特点： 易于编辑修改，成本很低 数据量少 演奏人员媒体播放器,数字波形声音码率的计算,未压缩时数字波形声音的码率计算公式 码率 = 取样频率 量化位数 声道数 例：,压缩编码之后数字波形声音的码率为： 压缩后的码率 = 未压缩时的码率/压缩倍数 例：上面CD唱片的立体声音乐压缩为MP3后，若压缩倍数是12倍，则该MP3音乐的码率是：118 kb/s左右,全频带数字音频编码的标准,所谓“MP3音乐”就是一种采用MPEG-1层3编码的高质量数字声音, 它能以10倍左右的压缩比降低高保真数字声音的存储量，使一张普通CD光盘上可以存储大约100首MP3歌曲,5.4数字视频及应用 5.4.1数字视频基础 1、电视基本知识 电视画面：隔行扫描方式（图像由奇数场和偶数场构成） 我国采用PAL制式（帧频为25帧/s，场频为50场/s） PAL制式在传输时采用YUV色彩空间（可以和RGB相互转换） 2、视频信号的数字化 视频卡、数字摄像头（分辨率:30万或50万像素，速度:30帧/s镜头视角:45-60度）、数字摄像机 5.4.2数字视频的压缩编码（MPEG1、2、4） 5.4.3数字视频的编辑 Premiere、Windows Movie Maker 5.4.4合成视频-计算机动画 50帧/s-连续运动效果 二维动画软件：Animator Pro 三维动画软件：3DStudioMAX、Director GIF动画工具：ImageReady、Fireworks、Gif Animator Flash：文件后缀.swf，矢量图形,5.4.5数字视频的应用 1、VCD与DVD CD容量： 650MB； VCD：MPEG-1 650MB； DVD：MPEG-2 单面单层4.7GB 2、可视电话与视频会议 软件：MSN Messenger、QQ、POPO、UC