大学计算机基础-多媒体信息处理与应用.ppt

1,第8章多媒体信息处理与应用,主讲教师:曹岳辉时间:2013.9,2,第8章多媒体信息处理与应用,多媒体技术概述多媒体信息的数字化PhotoShop及其简单图像处理Flash及其基本动画制作,3,多媒体技术概述,媒体与媒体的分类（1）感觉媒体（2）表示媒体（3）显示媒体（4）存储媒体（5）传输媒体,4,多媒体技术概述,计算机中媒体的含义媒体在计算机领域有两种含义（媒质和媒介）一种是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器，中文译为媒质。另一种是指传递信息的载体（即计算机中的数据），如数字、文字、声音、图形、图像、视频动画等，中文译为媒介。在计算机多媒体技术中的媒体指传递信息的载体（即计算机中的数据）。,5,多媒体技术概述,多媒体的定义多媒体是一种以计算机为中心的多种媒体的有机组合，这些媒体包括文本、声音、图形、图像、动画、视频等，并且人们在接受这些媒体信息时具有一定的主动性和交互性。多媒体定义强调三点：以计算机为中心；各种媒体的有机结合。交互性。,6,多媒体技术概述,多媒体技术的基本特征多维性集成性交互性,在处理信息范围上具有空间扩展和放大的能力。不仅是多种媒体信息的集成；而且是多种技术的集成。传统信息交流特点单向性；多媒体信息交流特点双向性。,7,多媒体技术概述,多媒体技术的应用家庭娱乐教育与培训商业应用网络通信办公自动化以上列举的是一些主要应用领域，还有其他.。,8,多媒体技术概述,多媒体计算机硬件系统光盘存储器CD-ROM光盘：只读存储器；主要存储计算机程序。CD-R与CD-RW光盘：CD-R单次写入、多次可读光盘；CD-RW可修改、可删除、可重写数据光盘。VCD光盘：含视频的光盘，可存74分钟影视节目。DVD光盘：大容量数字通用光盘；有单、双面，单、双层之分；容量：几个GB十几个GB。,9,多媒体技术概述,多媒体计算机硬件系统音频卡：俗称声卡。视频卡：处理视频信息的硬件，种类多：视频捕捉与播放卡：捕捉、压缩、存储、编辑和播放视频和音频信号。视频压缩卡：按JPEG或MPEG标准对视频和音频信号进行压缩和还原。视频转换卡：将计算机输出的数字视频信号转换为各种制式的模拟电视信号。MPEG卡：基于MPEG标准的压缩和解压缩。其他设备：投影机、触摸屏、扫描仪、数码相机、摄像机、录像机等。,10,多媒体技术概述,多媒体信息的计算机处理视觉媒体处理视觉媒体处理通常包括：视频处理，即视频的数字化及编辑加工图像处理，即图像的数字化、各种编辑加工、图形和图像的动态生成。图像压缩，包括静态图像压缩编码、动态视频压缩编码。听觉媒体处理听觉媒体处理简单地说就是对声音的处理，即音频处理，包括音频采样、量化、压缩编码、合成及处理、语音识别等。,11,多媒体信息的数字化（重点、难点）,模拟信号与数字信号模拟信号在时间上或幅度上连续的信号称为模拟信号。,图(a)图(b)：,12,多媒体信息的数字化,数字信号如果把信号幅度的取值数目人为加以限定（量化处理），得到由有限种数值大小组成的信号就被称为离散幅度信号。采样值经过量化处理后在幅度值上也取离散值。在时间和幅度上都是离散的数值可以称为数字信号（准数字信号）；严格说来还要经过编码表示才是真正的数字信号。,13,多媒体信息的数字化,模拟信号的数字化抽样所谓抽样（也叫采样）就是每隔一定的时间间隔T，抽取模拟信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称为样值序列。抽样的作用是使得信号在时间上离散化。量化对时间离散数据用有限数目的幅值表示，即利用预先规定的有限个值来表示模拟信号抽样值的过程称为量化。量化的作用是使得信号在幅度上离散化注意：线性量化(最简单)、非线性量化(复杂)。,14,多媒体信息的数字化,线性量化也叫均匀量化，就是把原信号的取值范围按等距离分割的量化。其量化间隔取决于输入信号的变化范围和量化值数目。即：（信号最大值信号最小值）/量化值数目模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，如果用k位二进制码组来表示该样值的大小，那么，k位二进制码组只能表示M=2k个离散样值。例如，采用8位编码可将模拟信号量化为28=256个量化级.(说明),15,多媒体信息的数字化,编码需要把抽样、量化后的信号转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。最简单的编码方式是二进制编码。编码前一般要确定两个因素：每一个量化值的编码位数，它决定量化精度；每一组代码与量化值对应的规则（如，常用自然二进制码，即编码值对应二进制数）。,16,多媒体信息的数字化,一种均匀量化和自然二进制编码示意图：,8种区间的中值分别为：0,1,7。前三个取样点对应的区间中值分别为4，5，6；则前三个取样点的量化值分别为4，5，6；编码值则分别为100,101,110。,17,多媒体信息的数字化,数字化声音声音信号数字化声音进入计算机的第一步就是数字化，数字化实际上就是采样、量化和编码。,声音的采样、量化和编码,18,多媒体信息的数字化,采样频率采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样才能能把以数字表达的声音还原成原来的声音，这叫做无损数字化(LosslessDigitization)。样本精度样本大小是用每个声音样本的位数bit/s(即bps)表示的，它反映度量声音波形幅度的精度。例如，每个声音样本用16位(2字节)表示，测得的声音样本值是在065536的范围里，它的精度就是输入信号的1/65536。位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多；反之亦然。,19,多媒体信息的数字化,样本精度采样精度的另一种表示方法是信号噪声比，简称为信噪比(Signal-to-NoiseRatio，SNR)，并用下式计算：SNR10log(Vsignal)2/(Vnoise)220log(Vsignal/Vnoise)(db)其中，Vsignal表示信号电压，Vnoise表示噪声电压；SNR的单位为分贝(db),例如：假设Vnoise1，采样精度为1位表示Vsignal21，它的信噪比SNR6分贝。(注：log(2)=log10(2)=0.301.)又如：假设Vnoise1，采样精度为16位表示Vsignal216，它的信噪比SNR96分贝。,20,多媒体信息的数字化,声音质量与数据率根据声音的频带，声音的质量分成5个等级。由低到高分别是电话到数字录音带(DAT)的声音。见P244表71。常见声音文件的格式及其转换常见声音文件的格式WAV、MP3、WMA、RA、MID、VQF、CD，等常见音频格式。音频格式的转换(一些常见的格式转换软件)：极速火龙CD压缩器；AudioConverter；RealAudioEncoder；WisecroftRipper；Midi2Wav；AmazingMIDI。,21,多媒体信息的数字化,数字化图像图像数字化的步骤采样、量化与编码。图像数字化的设备扫描仪和数码相机。数字图像的基本概念图形和图像矢量图形或几何图形，简称图形（Graphics）。点阵图像或位图图像，简称图像（Image）。,22,多媒体信息的数字化,分辨率屏幕分辨率：计算机的显示屏幕由若干点（也称为像素）组成，屏幕分辨率是指屏幕上的像素总数，即屏幕上的最大显示区域，以水平方向的像素点行数和垂直方向的像素点列数表示。图像分辨率：指数字化图像的大小，以水平像素行数和垂直像素列数表示。(注：与PhotoShop中分辨率的概念不同)像素分辨率：指一个像素的长和宽的比例（也称为像素的长度比）。,23,多媒体信息的数字化,颜色深度图像中可能出现的不同颜色的最大数目，用一个像素所占据的二进制位数表示。如某图像中每个像素的颜色用24个二进制位来描述，则该图像的颜色深度为24，可以包含（224）16777216种不同的颜色（真彩色）。图像文件大小图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所需占的字节数，估算公式（单位：字节）:位图数据字节数图像分辨率（高宽）图像深度/8,注：Windows下看到的文件大小比上述计算结果略大，是因为实际文件还包含文件头信息。,24,多媒体信息的数字化,图像文件的常见格式及其转换数字图像文件的常见格式BMP文件、GIF文件、TIF（TIFF）文件、PCX文件、JPG文件、PNG文件、TGA文件、WMF文件、EPS文件。数字图像文件格式的转换Windows自带的“画图”程序；MsOffice工具中的“MicrosoftPhotoEditor”；AdobePhotoshop；图像格式转换专家V2.1；Konvertorv3.45.1。,25,多媒体信息的数字化,数字化视频图像和动画数字化视频图像视频与图像视频与图像是两个既有联系又有区别的概念。静止的图片称为图像，运动的图像称为视频。也就是说视频信息实际上是由许多幅单一图像画面构成的，每一幅画面称为帧。视频的模拟信号和数字信号模拟信号在时间和幅度上都是连续的，它是基于模拟技术以及图像的广播与显示确定的国际标准。而数字信号在时间和幅度上都是离散的，是不连续的0、1二值脉冲信号；它是基于数字技术以及其他更为拓展的图像显示标准。,26,多媒体信息的数字化,数字化动画按动画性质分类帧动画：构成动画的基本单位是帧，由很多帧组成动画。矢量动画：是经过计算机计算而生成的动画，主要表现为变换的图形、线条和文字，（其画面只有一帧）。按动画表现形式分类二维动画：又叫“平面动画”，具有非常灵活的表现手段、强烈的表现力和良好的视觉效果。三维动画：又叫“空间动画”，主要表现三维的动画主体和背景。三维动画的特点是：动画主体的三维造型是经过计算得到的，无需画出物体在旋转和翻滚时的各个面。变形动画：属于平面动画，其显著特点是：通过计算，把变形参考点和颜色有序地重新排列形成变形效果。,27,多媒体信息的数字化,视频和动画文件的格式及其转换,影像视频格式AVI格式；MOV格式（QuickTime）；MPG文件；DAT文件；DIR格式。,流式视频格式RM格式；MOV格式（QuickTime）；ASF格式；WMV格式；DivX格式。,动画文件格式FLIC（FLIFLC）格式；SWF格式（Flash动画）。,常见视频和动画文件的格式转换“超级解霸3000英雄版”、“豪杰视频通2.0”、“豪杰超级DVDIII”、“超级转换秀”。,28,Photoshop及其简单图像处理,PhotoshopCS软件简介PhotoshopCS（简称PS）的界面主要由菜单栏选项栏工具箱调板工作窗口组成。,29,Photoshop及其简单图像处理,图像变换图像缩小和放大,操作步骤如下：打开原始图像文件。单击菜单命令“文件/打开”菜单，通过“图像大小”对话框调整图像大小。单击PhotoshopCS菜单命令“图像/图像大小”，弹出“图像大小”对话框；图像另存。单击PhotoshopCS菜单命令“文件/存储为”，弹出“存储为”对话框；,30,Photoshop及其简单图像处理,图像的其他变换调整图像的“亮度/对比度”，“色阶”单击PhotoshopCS菜单命令“图像/调整”，然后选择子命令。图像旋转单击PhotoshopCS菜单命令“图像/旋转画布”，可以将图像进行任意角度的旋转。图像滤镜选取PhotoshopCS“滤镜”菜单中不同的子菜单命令，可以对图像使用不同的“滤镜”效果。如：模糊、平均模糊、进一步模糊、高斯模糊、动感模糊、杂色、添加杂色、去斑、蒙尘与划痕、中间值、锐化、锐化边缘、进一步锐化、USM锐化、风格化、浮雕效果、查找边缘和曝光过度，等等。最后，将变换后的图像用PhotoshopCS菜单命令“文件/存储为”保存为新的文件。,31,Photoshop及其简单图像处理,图像合成图层的概念在Photoshop中用到一个很重要的概念，即图层（Layers）。它体现了数字作图和物理作图的根本区别；图层几乎可以说是Photoshop软件的基础。简单说来，图层就是重叠的透明层，每层独立放置画面，又依顺序互相遮挡，用来对各个画面进行管理。图层可以不断添加，后加入的图层将至于先有图层上面。图像合成的操作步骤（1）启动Photoshop后，利用菜单命令“文件/打开”打开一个背景图片文件，如“草原.jpg”文件。图层1.（2）在其它图像软件中打开另一幅图片（如“飞鸟.jpg”）；并将该图像复制到Windows剪贴板。（3）在Photoshop中，执行菜单命令“编辑/粘贴”。图层2.（4）在Photoshop中用“套索”工具（最好是其子工具“磁性套索”,32,Photoshop及其简单图像处理,图像合成的操作步骤（4）在Photoshop中用“套索”工具（最好是其子工具“磁性套索”）选定图层2所需要的图像区域（可能是不规则的）；然后反选区域（“CtrlShiftI”组合键);然后删除不需要的区域（Delete键）。至此，实现了两个图层内容的合成。（5）新建一个文字层。单击菜单栏系列命令“图层/新建/图层”;选择工具箱中的文字工具（选右下角的小三角按钮，选择子工具“横排文字工具”）；然后在当前图像区域单击鼠标，则出现文字插入光标，可以输入文字。（6）文件另存盘输出。演示：合成图像“小鸟在草原上空飞翔”。提示：根据上述原理和类似的操作，还可以实现由更多图层合成的图像。,33,Flash及其基本动画制作,Flash软件与基本概念Flash软件的功能和特点Flash是Macromedia公司推出的一款著名动画制作软件。Flash软件界面“主菜单栏”、“主工具栏、“文档选项卡”、“时间轴”、“舞台”、“工具箱”，“面板”。,34,Flash及其基本动画制作,35,Flash及其基本动画制作,文档选项卡,36,Flash及其基本动画制作,【自定义工具栏】对话框,37,Flash及其基本动画制作,展开的三个常用面板【动作】面板是主要的【开发面板】之一，是动作脚本的编辑器【帮助】面板可以随时对软件的使用或动作脚本语法进行查询，使用户更好地使用软件的各种功能。【属性】面板可以很容易地访问舞台或时间轴上当前选定项的最常用属性,38,Flash及其基本动画制作,几个基本概念Flash文档：一件Flash动画。源文件：*.fla动画格式文件：*.swf。时间轴：在Flash文档制作界面中，可以把时间轴看作是用连续的时间点串接起来的一根时间线；它形象地表现了Flash动画变化过程的先后各个时间点。舞台位于Flash工作区内部，是编辑和显示动画的地方。绘图纸绘图纸是时间轴控制区下部5个按钮的统称，它们用于控制帧的显示状态。图层类似PhotoShop的图层概念。,39,Flash及其基本动画制作,几个基本概念帧关键帖普通帧空白帧空白关键帧层引导层遮罩层元件和场景,40,逐帧动画,逐帧动画在时间轴上的表现形式由于逐帧动画是一帧一帧地画，所以逐帧动画具有非常大的灵活性，几乎可以表现任何想表现的内容。逐帧动画在时间轴上表现为连续出现的关键帧，如图所示。,41,形状补间动画,形状补间动画的概念在一个关键帧中绘制一个形状，然后在另一个关键帧中更改该形状或绘制另一个形状，Flash根据二者之间的帧的值或形状来创建的动画被称为“形状补间动画”。构成形状补间动画的元素形状补间动画可以实现两个图形之间颜色、形状、大小、位置的相互变化，其变形的灵活性介于逐帧动画和动作补间动画二者之间，使用的元素多为用鼠标或压感笔绘制出的形状，如果使用图形元件、按钮、文字，则必先“打散”才能创建变形动画。形状补间动画在时间轴面