数字媒体及应用课件

1、数字媒体及应用课件数字媒体及应用课件 掌握掌握ASCIIASCII字符的编码的规则和特点字符的编码的规则和特点 掌握掌握中文信息存储的特点，中文信息存储的特点，GB2312国标字符国标字符集的构成、集的构成、区位码、机内码和国标码及其关系区位码、机内码和国标码及其关系了解了解BIG5、GBK、GB18030、Unicode等编码等编码了解文本在计算机中的处理过程及相关原理了解文本在计算机中的处理过程及相关原理数字媒体及应用课件了解图像（了解图像（imageimage）、图形（）、图形（graphicsgraphics）的概念）的概念和特点，和特点，熟悉熟悉图像信息在计算机内的表示和处理图像信息

2、在计算机内的表示和处理了解声音、视频信息的表示和应用了解声音、视频信息的表示和应用数字媒体及应用课件1 1、西文字符的编码、西文字符的编码 西文信息是由字母、数字、标点符号及一些特殊符西文信息是由字母、数字、标点符号及一些特殊符号组成的号组成的, ,它们的集合统称为西文字符集。它们的集合统称为西文字符集。ASCIIASCII字符集和字符集和ASCIIASCII码码l 标准标准ASCII（ISO0646）：）： 7位编码，从到位编码，从到1111111,共共128种种编码，可用来表示编码，可用来表示128个不同的字符。个不同的字符。 95个可打印字符（常用字母、数字、标点符号等）个可打印字符（常

3、用字母、数字、标点符号等） 33个控制字符个控制字符用一个字节存放一个字符的用一个字节存放一个字符的ASCIIASCII码，高位为码，高位为0 0。5.1 文本与文本处理文本与文本处理数字媒体及应用课件ASCII码的排放顺序：码的排放顺序： 1.数字、字母均按自然顺序排列。数字、字母均按自然顺序排列。2.大小写字母的比较，小写字母大于大写字母。大小写字母的比较，小写字母大于大写字母。（A+32=a 65+32=97）3. 字母与数字比较，数字字母与数字比较，数字(0-9)的代码均小于字母的代码均小于字母(A-Z)的代码的代码4. 空格比数字，标点，字母等常见符号都小。空格比数字，标点，字母等常

4、见符号都小。扩展扩展ASCII码（码（ISO2022） 八位二进制表示一个字符，共有八位二进制表示一个字符，共有256个字符，前个字符，前128个等同于标准个等同于标准ASCII，后，后128个均为高位为个均为高位为1的编的编码形式。码形式。数字媒体及应用课件2 2、汉字字符的编码、汉字字符的编码 GB2312 GB2312汉字编码汉字编码 GBK GBK汉字内码扩展规范汉字内码扩展规范 GB18030 GB18030编码编码 BIG5BIG5编码编码 UCS/Unicode UCS/Unicode编码编码数字媒体及应用课件 国家标准局国家标准局 19811981年年信息交换用汉字编码字符集信

5、息交换用汉字编码字符集基基本集本集 6763 6763个常用汉字和个常用汉字和682682个非汉字字符个非汉字字符 74457445 组成：组成： 第一部分：字母、数字和各种符号共第一部分：字母、数字和各种符号共682682个个（统（统称为称为GB2312GB2312图形符号）图形符号） 第二部分：第二部分： 一级常用汉字一级常用汉字，共，共37553755个，个，按汉语拼音排列按汉语拼音排列 第三部分：第三部分： 二级常用字，二级常用字，共共30083008个，个，按偏旁部首排列按偏旁部首排列数字媒体及应用课件 汉字区位码：汉字区位码： 汉字在代码表中的行号、列号汉字在代码表中的行号、列号

6、这是一个这是一个二维代码表二维代码表，有，有94行、行、94列列, 汉字在代码汉字在代码表中的位置用它所处的行号、列号表示：表中的位置用它所处的行号、列号表示： 行号行号 区号区号列号列号 位号位号采用采用双字节双字节编码。编码。例如：例如：“大大”字的区号字的区号2020，位号，位号8383，区位码是，区位码是20 20 8383 用用2 2个字节表示为：个字节表示为：00010100 0101001100010100 01010011数字媒体及应用课件 国标码国标码: : 问题：问题： 信息通信中，汉字的区位码与通信使用的控制码（信息通信中，汉字的区位码与通信使用的控制码（00H00H1F

7、H1FH）发生冲突。）发生冲突。 解决方案：解决方案： 为了避免冲突，每个汉字的为了避免冲突，每个汉字的区号和位号必须分别加上区号和位号必须分别加上3232得得到的代码称为汉字的到的代码称为汉字的“国标交换码国标交换码”，用于汉字的传输和交换。，用于汉字的传输和交换。例如例如: “: “大大”字的区号字的区号2020，位号，位号8383区位码区位码 20 83 20 83 二进制表示为：二进制表示为：00010100 0101001100010100 01010011国标交换码国标交换码52 115 52 115 二进制表示为二进制表示为 00110100 0111001100110100 0

8、1110011数字媒体及应用课件 机内码：机内码： 问题：问题： 文本中的汉字与西文字符经常是混合在一起使用的，汉字信文本中的汉字与西文字符经常是混合在一起使用的，汉字信息如不予以特别的标识，它与单字节的标准息如不予以特别的标识，它与单字节的标准ASCIIASCII码就会混淆不码就会混淆不清。清。 解决方法：解决方法： 使表示使表示GB2312GB2312汉字国标码的两个字节最高位都置为汉字国标码的两个字节最高位都置为“1 1”。这种汉字编码这种汉字编码, ,称为称为GB2312GB2312汉字的汉字的“机内码机内码” ” , ,存储在计算机中。存储在计算机中。例如：例如：“大大”字字 区位码

9、区位码 20 83 20 83 国标交换码国标交换码 52 115 52 115 二进制表示为二进制表示为 00110100 0111001100110100 01110011 机内码机内码 180 243 180 243 二进制表示为二进制表示为 10110100 1111001110110100 11110011（B4F3HB4F3H）数字媒体及应用课件（1） Q132G1 Q232G2 （区位码（区位码 国标码国标码)总结：区位码总结：区位码, 国标码国标码, 机内码之间的转换机内码之间的转换假设某个汉字国标码假设某个汉字国标码G1 G2G1 G2（ G1 G1 表示第一个字节，表示第一

10、个字节，G2G2表示第表示第二个字节二个字节），区位码），区位码 Q1 Q2Q1 Q2，机内码，机内码 J1 J2J1 J2，则：，则：（2） G1128J1 G2128J2 （国标码（国标码 机内码）机内码）数字媒体及应用课件19951995年颁布，全称年颁布，全称汉字内码扩展规范汉字内码扩展规范 总计总计2394023940个码位，共收入个码位，共收入2100321003个汉字和个汉字和883883图图形符号形符号 特点：特点：u 双字节编码双字节编码u 简体和繁体汉字在同一个字符集中简体和繁体汉字在同一个字符集中 Windows中文版操作系统、中文版操作系统、Office简体中文版都提简

11、体中文版都提供供GBK汉字的支持。汉字的支持。GBK汉字内码扩充规范（汉字内码扩充规范（ GBK-95 ）数字媒体及应用课件 目的目的 ：建立统一的多文本处理环境：建立统一的多文本处理环境, ,实现所有字符实现所有字符在同一字符集中统一编码在同一字符集中统一编码 优点优点：编码空间极大，能容纳足够多的各种字符集：编码空间极大，能容纳足够多的各种字符集（1313亿字符）亿字符） 缺点缺点：4 4字节的字符编码使存储空间浪费严重字节的字符编码使存储空间浪费严重 实际做法实际做法： UCS-2UCS-2为其子集，采用双字节编码，共为其子集，采用双字节编码，共有字符有字符4919449194个个数字媒

12、体及应用课件 使用范围使用范围: : 通行于台湾、香港地区的一个繁体字编码通行于台湾、香港地区的一个繁体字编码 方案，方案，俗称俗称“大五码大五码”。 收录内容收录内容: : 13461 13461个汉字和符号个汉字和符号符号符号408408个个常用汉字常用汉字54015401个个次常用汉字次常用汉字76527652个个数字媒体及应用课件目的目的: : 与与GB2312GB2312和和GBKGBK兼容兼容, ,向向UCS/UnicodeUCS/Unicode过渡。过渡。内容内容: : 规定了信息交换用的基本图形、字符及其二进制编码规定了信息交换用的基本图形、字符及其二进制编码的十六进制表示的十

13、六进制表示, ,同时收录了主要的少数民族文字。同时收录了主要的少数民族文字。编码方式编码方式: : 在在GB2312GB2312和和GBKGBK的基础上进行了扩充，的基础上进行了扩充，采用单字节采用单字节/ /双双字节字节/ /四字节三种方式编码四字节三种方式编码，码位数，码位数160160多万。多万。数字媒体及应用课件1、文本：文本是基于特定字符集的、具有上下文相关性、文本：文本是基于特定字符集的、具有上下文相关性的一个字符流，每个字符都使用二进制编码表示。的一个字符流，每个字符都使用二进制编码表示。2、文本在计算机中的处理过程、文本在计算机中的处理过程文本展现文本处理（文本处理软件）文本准

14、备电子文本文本编辑（编辑器）格式化的电子文本文本存储与传输数字媒体及应用课件自动识别输入自动识别输入印刷体印刷体识别识别脱机手写体脱机手写体识别识别文本信息的输入文本信息的输入人工输入人工输入键盘键盘输入输入联机联机手写输入手写输入语音语音输入输入 输入码：输入码：中文输入法输入的汉字编码。中文输入法输入的汉字编码。 数字编码、字音编码、字形编码、形音编码数字编码、字音编码、字形编码、形音编码数字媒体及应用课件定义：是由一连串的字符组成的，几乎定义：是由一连串的字符组成的，几乎不包含任何不包含任何其其他他格式信息格式信息和和结构信息结构信息，称为纯文本。，称为纯文本。后缀名后缀名. .txt

15、txt 特性特性：文件体积小，几乎所有的文字处理软件都能识：文件体积小，几乎所有的文字处理软件都能识别和处理；不能插入图片、表格、超链接等别和处理；不能插入图片、表格、超链接等. .3 3、 文本的分类文本的分类 按是否具有编辑排版格式分：按是否具有编辑排版格式分：数字媒体及应用课件 按文本内容的组织方式分：按文本内容的组织方式分：线性文本和超文本线性文本和超文本 超文本：超文本：采用网状结构来组织信息，文本中的各部分按内采用网状结构来组织信息，文本中的各部分按内容的关系互相链接。如：容的关系互相链接。如：WebWeb网页。网页。 超媒体超媒体：把超文本推广到多媒体的形式。（可以是图形、：把超

16、文本推广到多媒体的形式。（可以是图形、图像、声音或视频等）图像、声音或视频等）ABCDEFGHa1a2b2c2f1d1c1b1e1g1h1a3数字媒体及应用课件 按是否变化以及如何变化分：按是否变化以及如何变化分： 静态文本、动态文本和主动文本静态文本、动态文本和主动文本4 4、文本的编辑和处理、文本的编辑和处理常用编辑软件：常用编辑软件：记事本、写字板、记事本、写字板、WordWord、WPSWPS、AcrobatAcrobat公司的公司的PagemakerPagemaker、PDF WriterPDF Writer 文本检索：将文本按一定的方式进行组织、储存、管文本检索：将文本按一定的方式

17、进行组织、储存、管理，并按用户的要求查找到所需文本的技术和应用。理，并按用户的要求查找到所需文本的技术和应用。文件检索系统的分类：文件检索系统的分类： 关键词检索系统关键词检索系统 （图书信息系统）（图书信息系统） 、 全文检索系统（全文检索系统（Google） 数字媒体及应用课件v输出码输出码字模（形）码：描述字符的字形信息。字模（形）码：描述字符的字形信息。 同一种字体所有字符的形状描述信息集合在一同一种字体所有字符的形状描述信息集合在一起称为字形库，简称字库。起称为字形库，简称字库。两种描述方法：点阵描述和轮廓描述。两种描述方法：点阵描述和轮廓描述。点阵描述点阵描述行点数行点数* 列点数

18、列点数轮廓描述轮廓描述用一组直线和曲线勾画，记录其端点和用一组直线和曲线勾画，记录其端点和 控制点的坐标。控制点的坐标。轮廓描述精度高于点阵描述轮廓描述精度高于点阵描述 Windows中使用的中使用的True Type5、文本展现、文本展现数字媒体及应用课件计算机上的图有两种描述方法：计算机上的图有两种描述方法：l 图像图像：在现实世界中通过扫描仪、数码相机获取的，：在现实世界中通过扫描仪、数码相机获取的，描述画面中每描述画面中每个像素的亮度或颜色，个像素的亮度或颜色，也称为点阵图像也称为点阵图像或位图图像。或位图图像。l 图形图形：使用计算机合成的，描述构成画面的直线、矩：使用计算机合成的，

19、描述构成画面的直线、矩形、圆、圆弧、曲线等的形状、位置、颜色等各种属形、圆、圆弧、曲线等的形状、位置、颜色等各种属性和参数，也称为矢量图形。性和参数，也称为矢量图形。数字媒体及应用课件 一、图像的数字化一、图像的数字化 （1 1）扫描：扫描：对图像进行离散化处理。对图像进行离散化处理。 把画面划分为把画面划分为M（列数，水平分辨率）（列数，水平分辨率）* * N（行数，垂（行数，垂直分辨率）直分辨率）个取样点，经采样得到个取样点，经采样得到N N* *M M的取样点构成的阵的取样点构成的阵列。列。像素：像素：每个取样点，是组成取样图像的基本单位。每个取样点，是组成取样图像的基本单位。 （2）分

20、色：分色：彩色图像的每一个像素由三个基色分量（彩色图像的每一个像素由三个基色分量（R、G G、B B）组成。）组成。 （3 3）取样：取样：测量每个像素每个分量的亮度值。测量每个像素每个分量的亮度值。 （4）量化：量化：对每个像素的每个分量的亮度值进行数字对每个像素的每个分量的亮度值进行数字 化处理，即用二进制进行编码，表示图像的颜色。化处理，即用二进制进行编码，表示图像的颜色。 数字媒体及应用课件二、数字图像获取设备二、数字图像获取设备 2D图像获取设备图像获取设备扫描仪、数码相机扫描仪、数码相机 3D扫描仪扫描仪数字媒体及应用课件三、图像的表示方法与主要参数三、图像的表示方法与主要参数 灰

21、度图像用一个矩阵来表示；彩色图像用三个矩阵来灰度图像用一个矩阵来表示；彩色图像用三个矩阵来表示表示。（1 1）图像的分辨率图像的分辨率：指图像的尺寸，即水平方向上与：指图像的尺寸，即水平方向上与垂直方向上所包含的像素个数。垂直方向上所包含的像素个数。（2 2）颜色空间颜色空间：指彩色图像所使用的彩色描述方法，：指彩色图像所使用的彩色描述方法，也叫颜色模型，如也叫颜色模型，如RGBRGB、YUVYUV等颜色模型。等颜色模型。 （3 3）像素深度像素深度：像素所有颜色分量的二进位数之和，：像素所有颜色分量的二进位数之和，决定了不同颜色的最大数目。决定了不同颜色的最大数目。数字媒体及应用课件像素深度

22、像素深度颜色总数颜色总数图像名称图像名称12单色图像单色图像416索引索引16色图像色图像8256索引索引256色图像色图像1665536HI-Color图像图像24真彩色图像真彩色图像颜色总数颜色总数=2像素深度像素深度数字媒体及应用课件155 156159 170 150 151 175 176150 154159 166 156 158 177 178147 153158 162 156 168 180 188168 175175 174 177 182 187 183225 225219 217 216 218 223 227225 224221 220 214 215 222 225

23、240 233226 223 219 220 224 229233 231229 226 220 220 227 230178 176 176 176 176 205 216 226179 178 175 180 177 200 223 231174 175 178 184 181 189 217 224208 203 208 196 193 197 216 225212 210 215 202 192 196 207 218211 212 212 210 198 194 207 210224 227 224 214 197 196 213 220228 231 233 220 202 197

24、 210 217180 177 187 190 190 220 225 231182 184 179 188 192 217 239 233182 185 190 191 194 207 229 235219 215 218 198 198 205 220 237211 214 218 202 192 195 212 234217 214 213 210 194 192 214 238222 225 226 214 197 200 216 230228 230 230 225 200 206 212 220数字媒体及应用课件四、图像的压缩编码四、图像的压缩编码 图像数据量可按下式进行计算图像数

25、据量可按下式进行计算( (以字节为单位以字节为单位) )： 图像数据量图像宽度图像数据量图像宽度图像高度图像高度像素深度像素深度/8 /8 例：一幅分辨率为例：一幅分辨率为640640480480的的真彩色图像真彩色图像，未压缩，未压缩前的数据量至少为多少？前的数据量至少为多少？数据量为：数据量为：64064048048024/8=900K24/8=900K数字媒体及应用课件图像数据压缩的可能性：图像数据压缩的可能性： 每一帧图像内，数据相关性很强，存在着大量的每一帧图像内，数据相关性很强，存在着大量的冗余信息冗余信息 人的视觉特性人的视觉特性 数字媒体及应用课件图像压缩方法图像压缩方法 （1

26、 1）无损压缩方法）无损压缩方法 特点：压缩后的数据进行图像还原时，重建的图特点：压缩后的数据进行图像还原时，重建的图像与原始图像完全相同。像与原始图像完全相同。 一般用于文本数据、程序以及有关图片和图像的一般用于文本数据、程序以及有关图片和图像的压缩，无损压缩的压缩比一般为压缩，无损压缩的压缩比一般为2 2：1515：1 1，因此不适，因此不适合实时处理图像、音频和视频数据。合实时处理图像、音频和视频数据。 典型的无损压缩软件有：典型的无损压缩软件有：WinRarWinRar。数字媒体及应用课件（2 2）有损压缩方法）有损压缩方法 特点：使用压缩后的数据进行图像还原时，有一定特点：使用压缩后

27、的数据进行图像还原时，有一定误差。误差。 是以牺牲某些信息为代价，换取较高的压缩比，一是以牺牲某些信息为代价，换取较高的压缩比，一般用于图像、视频和音频数据的压缩，压缩比高达几般用于图像、视频和音频数据的压缩，压缩比高达几十到几百。十到几百。 有损压缩编码方法有有损压缩编码方法有离散余弦变换、离散离散余弦变换、离散KLKL变变换换等。等。数字媒体及应用课件 评测一种图像压缩方法的优劣，需综合考虑如下评测一种图像压缩方法的优劣，需综合考虑如下3 3个方面：个方面：(1) (1) 信息压缩比。信息压缩比。(2) (2) 重现精度，还原后的图像质量与原图相比有多大失真。重现精度，还原后的图像质量与原

28、图相比有多大失真。(3) (3) 压缩算法的复杂度，实现压缩还原算法的难易程度，压缩算法的复杂度，实现压缩还原算法的难易程度，即执行速度的快慢及硬件实现的成本。即执行速度的快慢及硬件实现的成本。JPEGJPEG标准，标准，一个适合于彩色和单色多灰度连续色调一个适合于彩色和单色多灰度连续色调的静止图像的压缩编码标准。这个标准已于的静止图像的压缩编码标准。这个标准已于19921992年被年被ISOISO批准，编号为批准，编号为ISOISOIEC 10918IEC 10918。数字媒体及应用课件JPEG 2000JPEG 2000： 是是JPEGJPEG标准的升级，采用更先进算法，改善压缩效率，标准

29、的升级，采用更先进算法，改善压缩效率，更好的图像质量，同时支持有损和无损压缩。更好的图像质量，同时支持有损和无损压缩。标准标准JPEGJPEGJPEG 2000JPEG 2000数字媒体及应用课件五、常用图像文件格式：五、常用图像文件格式：BMPBMP、TIFTIF、GIFGIF、JPEG/JP2JPEG/JP2 常用图像编辑软件：常用图像编辑软件：PhotoshopPhotoshop、paintpaint、ACDSeeACDSee六、计算机图形的概念及其应用六、计算机图形的概念及其应用l 使用计算机根据景物的模型生成图像的过程称为图使用计算机根据景物的模型生成图像的过程称为图像合成，所产生的

30、数字图像称为计算机图形。像合成，所产生的数字图像称为计算机图形。l 特点特点：在屏幕上移动、旋转、放大、缩小、扭曲时：在屏幕上移动、旋转、放大、缩小、扭曲时不失真，并且不同的物体还可在屏幕上重叠并保持各自不失真，并且不同的物体还可在屏幕上重叠并保持各自的特性。的特性。l 常见图形软件：常见图形软件：AutoCAD、MAPInfo、CorelDraw、Visio数字媒体及应用课件数字媒体及应用课件 将模拟音频信号转换成有限个数字编码的形式。将模拟音频信号转换成有限个数字编码的形式。声音数字化涉及音频的声音数字化涉及音频的取样、量化和编码取样、量化和编码三个过程。三个过程。模拟模拟声音声音信号信号

31、取取 样样量量 化化编编 码码数字数字声音声音15.3 5.3 数字声音及应用数字声音及应用一、数字声音的获取方法与设备一、数字声音的获取方法与设备声音获取设备：声音获取设备： 麦克风麦克风声波转换成电信号声波转换成电信号 声卡声卡声波的数字化声波的数字化数字媒体及应用课件二、数字声音的压缩编码二、数字声音的压缩编码 常用压缩编码常用压缩编码MPEG系列的音频压缩标准系列的音频压缩标准 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21“MP3音乐音乐”就是采用就是采用MPEG-1层层3编码的高质量数字音编码的高质量数字音乐乐码率码率=取样频率取样频率*量化位数量化位数*声道数声道数 数字化波形声音的表示：一种使用二进制表示的串数字化波形声