《多媒体技术基础》PPT课件.ppt

第七章多媒体技术基础 多媒体技术的基本概念多媒体计算机系统多媒体信息的数字化和压缩技术 多媒体技术的基本概念多媒体 媒体存储信息的物理实体 如磁盘 光盘等信息的表现形式或载体 多媒体是 多媒体技术 的同义语 不仅仅是指多种媒体本身 而主要是指处理和应用它的一整套技术多媒体技术是一种基于计算机的综合技术 包括数字化信息的处理技术 音频和视频技术 计算机硬件和软件技术 人工智能和模式识别技术 通信和图像技术等 是一门跨学科的综合技术 多媒体技术的特性 多样性媒体 处理方式集成性媒体 设备与软件的集成交互性用户与多媒体信息数字化媒体信息以数字的形式存储和处理实时性声音媒体和视频媒体 各类文字和符号 文字和符号 多媒体 多媒体 多媒体 多媒体技术所涉及的对象 如何从事多媒体教学 通过计算而描述的矢量图形 文字 图形 矢量图形对象 用像素点描述的自然影像 文字 图形 图像 位图图像对象 单画面矢量动画和多画面帧动画 文字 图形 图像 动画 多画面帧动画 单画面矢量动画 FRAME01FRAME02FRAME03FRAME04FRAME05FRAME06FRAME07 动画对象 音频数字信号 压缩音频信号 文字 图形 图像 动画 音频 midi音频 wav音频 mp3压缩音频 音频对象 视频数字信号AVI 压缩视频信号MPG 文字 图形 图像 动画 音频 视频 音频 视频AudioVedioInformation 视频对象 END 多媒体信息处理的关键技术 1 多媒体数据压缩技术节省存储空间 提高通信介质的传输效率 使计算机实时处理和播放视频 音频信息成为可能 2 多媒体数据存储技术数字化数据存储的介质有 硬盘 光盘和磁带等 3 集成电路制作技术为多媒体技术的进一步发展创造了有力的条件 4 多媒体数据库技术研究多媒体信息的特征 建立多媒体数据模型 有效地组织和管理多媒体信息 多媒体信息的检索和统计 多媒体信息处理的关键技术 5 虚拟现实技术利用计算机生成一种模拟环境 通过多种传感设备 使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中 并能够通过语言 手势等自然的方式与之进行实时交互 创建了一种适人化的多维信息空间 6 多媒体网络与通信技术多媒体通信技术支持是保证多媒体通信实施的条件 多媒体计算机系统多媒体计算机系统组成 多媒体系统层次结构 多媒体计算机标准 MPC联盟规定多面体计算机系统由5个基本部件组成 PC机 CD ROM 声卡 音箱和Windows操作系统MPC4 0 它为将PC机升级成MPC提供了一个指导原则 要求在普通微机的基础上增加以下4类软 硬件设备 声 像输入设备光驱 话筒 扫描仪 录音机 摄像机等 声 像输出设备音效卡 刻录光驱 投影仪等 功能卡电视卡 视频采集卡 视频输出卡 网卡 VCD压缩卡等 软件支持音响 视频和通讯信息以及实时 多任务处理软件 多媒体计算机硬件系统 1 主机多媒体计算机主机可以是中 大型机 也可以是工作站 更普遍的是使用多媒体个人计算机 具备多媒体信息处理功能的芯片 通用和专用的数字信号处理芯片DSP DigitalSignalProcesor 现有的CPU芯片增加多媒体数据处理指令和数据类型 Pentium4微处理器包括了144条多媒体及图形处理指令媒体处理器 MediaProcessor 有可编程性 通过软件可增加新的功能 是现有通用处理器的强有力的支持芯片 多媒体接口卡 1 声卡又称音频卡 是处理音频信号的硬件 多媒体接口卡 2 图形加速卡图形加速卡拥有图形函数加速器和显存 专门用来执行图形加速任务 可以减少CPU处理图形的负担 工作在CPU和显示器之间 控制计算机的图形输出 现在的显示卡上都集成有图形处理芯片组 成为图形加速卡 多媒体接口卡 3 视频采集视频采集卡可以获取数字化视频信息 提供硬件压缩功能 多媒体接口卡 4 IEEE1394卡标准的IEEE1394接口可以同时传送数字视频信号以及数字音频信号 相对于模拟视频接口 IEEE1394技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失 现在的IEEE1394卡多为PCI接口 只要插入到计算机主板相应的PCI插槽上就可以提供视频采集功能 信息获取设备 数码照像机 DC 数码照像机所拍摄到的照片是以文件形式存储在相机内的存储卡中 将数码照像机中的照片存储到计算机中 先用连接线将数码照像机与计算机连结起来 数码照像机的驱动程序就会将相机的存储卡视为计算机的一个可移动磁盘 存储卡中的图像会以略图方式显示 数码设备 信息获取设备 数码摄像机 DV 数码摄像机的优点是动态拍摄效果好 数码摄像机使用的小尺寸电荷耦合器件CCD与其镜头的不匹配 在拍摄静止图像时的效果不如数码照像机 多媒体信息的数字化和压缩技术音频信息 复杂的声波由许许多具有不同振幅和频率的正弦波组成 波形相对基线的最大位移称为振幅A 反映音量 波形中两个相邻的波峰 或波谷 之间的距离称为振动周期T 周期的倒数1 T即为频率f 以赫兹 Hz 为单位 正常人所能听到的声音频率范围为20Hz 20kHz 模拟音频的数字化 用计算机对音频信息处理 就要将模拟信号 如语音 音乐等 转换成维数字信号 采样每隔一定时间间隔对模拟波形上取一个幅度值 量化将每个采样点得到的幅度值以数字存储 编码将采样和量化后的数字数据以一定的格式记录下来 数字音频的技术指标 采样频率 量化位数和声道数采样频率 每秒钟的采样次数量化位数 采样精度 存放采样点振幅值的二进制位数 通常量化位数有8位 16位 分别表示有28 216个等级 声道数 声音通道的个数 立体声为双声道 每秒钟存储声音容量的公式为 采样频率 采样精度 声道数 8 字节数例如 用44 10kHz的采样频率 16位的精度存储 则录制1秒钟的立体声节目 其WAV文件所需的存储量为 44100 16 2 8 176400 字节 数字音频的文件格式 Wave格式文件 Wav 记录了真实声音的二进制采样数据 通常文件较大 MIDI格式文件 MID 数字音乐的国际标准 记录的是音符数字 文件小 MPEG音频文件 MP1 MP2 MP3 采用MPEG音频压缩标准进行压缩的文件 WAV文件 MIDI文件 图形和图像 图形和图像图形 由点 线等组成的有边界画面 文件中存放描述图形的指令 图像 由图像设备输入的无边界画面 数字化后以位图形式存储 图形与图像的数字化分辨率 行 列 和颜色深度计算存储一秒图像公式 列数 行数 像素的颜色深度 8 字节数 常用图像文件格式 BMP和DIB格式文件与设备无关的位图格式文件 Windows环境中经常使用 GIF格式文件Internet上的重要文件格式之一 最大不超过64KB 256色以内 压缩比较高 与设备无关 JPEG格式文件 JPG 利用JPEG方法压缩 Internet上重要文件格式之一 适用于处理256色以上 大幅面图像 WMF格式文件位图与矢量图的混合体 Windows中许多剪贴画图像是以该格式存储的 广泛应用于桌面出版印刷领域 视频 视频是将一幅幅独立图像组成的序列按照一定的速率连续播放 利用视觉暂留现象在人的眼前呈现出连续运动的画面 模拟视频常用两种标准 NTSC制式 30帧 秒 525行 帧 PAL制式 25帧 秒 625行 帧 我国采用PAL制式 模拟视频和数字视频640 480 3 30 60 1658880000字节 分辨率 帧 秒 采样深度 时间 常用视频文件格式 AVI Audio VideoInterleaved 文件将视频与音频信息交错地保存在一个文件中 较好地解决了音频与视频的同步问题 已成为Windows视频标准格式文件 MOV文件利用它可以合成视频 音频 动画 静止图像等多种素材 MPG mpg 文件是按照MPEG标准压缩的全屏视频的标准文件 DAT文件是VCD专用的格式文件 文件结构与MPG文件格式基本相同 流媒体概述 流媒体一种可以使音频 视频等多媒体文件能在Internet上以实时的 无需下载等待的流式传输方式进行播放的技术 应用互联网直播视频点播远程教育视频会议系统 常用流媒体文件 RealMediaRA RealAudio 用来传输接近CD音质的音频数据RM RealVideo 在低速率的网络上实时传输活动视频影像RF RealFlash 一种高压缩比的动画格式QuickTime是数字媒体领域事实上的工业标准 是创建3D动画 实时效果 虚拟现实 A V和其他数字流媒体的重要基础 ASF与WMAASF是一种数据格式 音频 视频 图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式 以网络数据包的形式传输 实现流式多媒体内容发布 WMV是微软公司推出的与MP3格式齐名的一种音频格式 是用于高清晰度映像的编解码器 数据压缩技术 无损压缩无损压缩方法原理是统计被压缩数据中重复数据的出现次数来进行编码 能确保解压后的数据不失真 有损压缩有损压缩方法是以牺牲某些信息 这部分信息基本不影响对原始数据的理解 为代价 换取了较高的压缩比 数据压缩的国际标准JPEG标准适用于连续色调和多级灰度的静态图像MPEG标准适用于运动图像 音频信息 包括MPEG视频 MPEG音频 MPEG系统 视频和音频的同步 MPEG已制定了MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4和MPEG 7四种 文件压缩和解压缩软件 Photoshop简介 photoshop是ADOBE公司旗下最为出名的图像处理软件软件之一 photoshop功能 图像编辑是图像处理的基础 可以对图像做各种变换如放大 缩小 旋转 倾斜 镜象 透视等 也可进行复制 去除斑点 修补 修饰图象的残损等 图象合成则是将几幅图