第7章 数字多媒体处理及应用

大学计算机基础UniversityComputerFoundation校内规划教材·计算机科学与工程学院***1、能阐述多媒体技术基本概念、特点及典型应用。2、能阐述多媒体对象数字化处理一般步骤。3、能根据实际应用需求使用常用软件对典型多媒体对象-图像、声音、视频等进行有效处理。第7章数字多媒体处理及应用7.1多媒体技术概述什么是多媒体技术？多媒体技术是融合了计算机技术、网络通信技术、音频技术、视频技术、图像压缩技术等的一门新兴技术。它通过计算机综合处理文字、声音、图形、图像和视频等多种媒体信息，并以交互式界面展示出来，使人们能够更高效地获取信息和交互操作。你知道哪些典型的应用呢？

多媒体技术基本概念1、媒体的定义及分类媒体（Media）是表示和传播信息的载体，如电视、广播、报纸、视频等，旨在向人们传递信息。具有两方面含义：一是存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘等；二是表示和传递信息的载体，如文字、声音、图像、视频、动画等。7.1.1

多媒体技术基本概念1、媒体的定义及分类7.1.101感觉媒体直接作用于人的感觉器官02表示媒体传输感觉媒体的中介03显示媒体呈现感觉媒体的设备或技术04存储媒体用于存储感觉媒体和处理表示媒体的设备或技术05传输媒体用于传输感觉媒体和处理表示媒体的设备或技术媒体分类

多媒体技术基本概念1、媒体的定义及分类7.1.1证件照上传操作中各类媒体关系

多媒体技术基本概念2、多媒体的定义和特点多媒体（Multimedia）的英文由Multiple（多重）和Media（媒体）组合而成的，即融合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流和传播的媒体。多媒体技术特点：多样性、集成性、交互性、实时性7.1.1

常见多媒体对象文本图形图像

声音视频动画7.1.2

多媒体技术应用

目前，多媒体技术在许多领域得到了广泛应用，典型领域有：

（1）教育培训领域（2）商业宣传领域（3）文化娱乐领域（4）多媒体通信领域（5）医疗诊断领域7.1.37.2.1

图像基本概念图像是人类视觉的基础，是自然景物的客观反映，是人类认识世界和人类本身的重要源泉。广义上，图像就是所有具有视觉效果的画面，目前，多媒体系统中的图像一般指的是数字图像，即以数字形式存储和处理的图像，可利用计算机对它进行处理。

图像基本概念图形由点、线、面及三维空间表示的几何图是运算形成的抽象化产物缩放等操作时不会失真7.2.1图像指用像素值阵列所表示的图，也称为位图或点阵图适合表现细节、层次和色彩丰富的视觉效果局部放大易失真

图像基本概念7.2.1图形与图像呈现信息对比

图像基本概念单色、灰度、彩色图像色相、明度、纯度（饱和度）是色彩的3个基本属性，也称为色彩三要素单色图像即黑白图像，只有黑、白两色，又称为“二值图像”灰度图像即只有明度信息没有色相、纯度信息的图像彩色图像，是指包含色彩三要素的图像7.2.1单色图像灰度图像彩色图像

图像基本概念颜色模型颜色模型，是用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义（1）RGB模型绝大部分的可见光谱都可以用红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）3种颜色按照不同的比例和强度的混合来计算。在计算机普遍使用RGB模型。7.2.1

图像基本概念颜色模型颜色模型，是用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义（2）YUV模型YUV模型也叫YCbCr模型，重点强调亮度信息，其中Y表示亮度，U、V是构成色彩的两个分量，分别反映了蓝色分量、红色分量与亮度信息的差值。一般在PAL彩色电视制式中使用。7.2.1

图像基本概念颜色模型颜色模型，是用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义（3）CMY模型CMY模型是油料或颜料的三基色，是青（Cyan）、品红（Magenta）和黄（Yellow）简称为CMY，是印刷图像中常见模型。由于在印刷时CMY模型不可能产生真正的黑色，在印刷业中实际使用的使用的是CMYK颜色模型，K表示黑色，用于弥补三个颜色混合不够黑的问题。7.2.1

图像基本概念图像质量指标图像的质量包括两个含义：一是图像和标准图像的逼近程度，待比较的图像越接近标准图像，其越逼真。7.2.1

图像基本概念图像质量指标图像的质量包括两个含义：一是图像的可读性，是指由图像传达给人或机器信息的能力，该指标通常与人眼的主观感觉相关。7.2.1谁是曹操？谁是关羽？

图像基本概念图像质量指标（1）分辨率描述单位长度上像素点的数量。图像分辨率一般使用PPI（PixelPerInch，像素/英寸）表示，图片、手机和显示器的分辨率通常水平像素×垂直像素表示。一幅图像的像素方阵的像素数目或单位长度的像素数目越多，图像就越精细，细节表现就越丰富，表明图像的分辨率越高。另一种分辨率描述单位是DPI（DotPerInch，点/英寸），多出现于打印或印刷领域。7.2.1

图像基本概念图像质量指标（2）色彩深度用于表现、存储每个像素图像信息所用的二进制码的位数，也称作位/像素。单色黑白图像的色彩深度为1位，只包含两种颜色。灰度图像来说，色彩深度决定了该图像能够包含的最多灰度等级数，例如8位色彩深度的灰度图像最多包含256个灰度级别。彩色图像中色彩深度一般为24，代表最多可提供224种颜色，也称作真彩色，可提供比肉眼能识别的更多颜色。色彩深度值越高，越能真实地还原色彩，画面越自然、逼真，所需的存储空间也越大。7.2.1图像数字化过程现实场景是连续的--空间连续--颜色连续计算机只能表示离散的量，在计算机中处理图像必须先进行图像数字化7.2.2连续图像采样量化编码数字图像空间离散化颜色离散化对颜色编码图像数字化基本过程图像数字化过程1、图像采样7.2.2对一幅原始图像按一定间隔自左向右、自上而下提取画面信息图像数字化过程2、图像量化7.2.2将近似的颜色划分为同一种颜色，将颜色取值限定在有限个取值范围内现实世界颜色量化后颜色灰度图像图像数字化过程3、图像编码7.2.2按照一定压缩编码技术，把量化后的十进制样本值用二进制形式表示出来数字图像文件格式7.2.3图像在存储时包括图像说明和图像数据两部分内容。图像的说明部分指明图像的格式、深度、高度、宽度和压缩方法等内容。这些内容一般存放在文件的头部，有时也会有部分内容存放在文件的尾部。图像的数据部分描述图像中每个像素的值和彩色变换表等。典型的图像格式：（1）BMP格式：它采用位映射的方式存储像素数据，不进行压缩（2）JPG格式：目前静态图像中使用最为广泛的一种图像存储格式（3）GIF格式：而在打开文件的时候可以形成动画效果（4）PNG格式：可移植性网络图像格式（5）PSD格式：是Adobe公司的图像处理软件Photoshop的专用格式常用图像处理软件1．常见图像处理软件分类7.2.4（1）系统自带的图像处理工具操作系统自带图像处理工具，如Windows自带画图程序、截图工具（2）专业图像处理工具很多大型软件公司如Adobe、ACDSystems提供专业图像处理软件（3）智能终端图像处理软件美图秀秀、Snapseed、PhotoshopExpress等常用图像处理软件2．专业图像处理软件——Photoshop7.2.4Photoshop是Adobe公司旗下知名的图像处理软件，一般也简称为PS，它是集图像合成、编辑制作、输入与输出于一体的专业图像处理软件。Photoshop从1990年第一个版本AdobePhotoshopV1.0诞生至今，已经有33年的发展历史，现已经成为最流行的图像处理必备软件之一，截止到2023年6月，目前最新的版本是AdobePhotoshop2023。常用图像处理软件2．专业图像处理软件——Photoshop7.2.4常用图像处理软件2．专业图像处理软件——Photoshop7.2.4Photoshop的主要功能有：①图像编辑：此功能是Photoshop最基础的功能，图像剪切、旋转、缩放、自由变形、斜切、透视等变换，还能进行复制、粘贴、旋转、过渡等图像处理操作，以及针对图像修饰、修补等操作。②图像合成：Photoshop可以将多张图片合成为一张图片，也可以将一张图片合成为多张图片，还可以在不同的图片间添加特效，以达到特殊的效果。③校色调色：Photoshop可以对图像的颜色进行校正，如调整亮度、对比度等，还可以进行颜色分离、色彩平衡等调整。④特效制作：Photoshop具有丰富的特效滤镜，如杂色、风格化、扭曲、模糊、液化等，可以通过这些特效滤镜来制作出各种特殊的效果。⑤添加文字：Photoshop提供了多种添加文字的工具，如文字蒙版、文字动画、文字变形等，可以用来制作各种文字效果。⑥动画制作：Photoshop支持音频视频的剪辑，可以将视频和音频融合到一起，制作出各种动画效果。图像处理应用7.2.5在使用Photoshop进行图像处理时，一般要遵循以下流程：（1）明确需求。（2）拟定创意，并绘制初稿。（3）明确主色调。（4）整理素材和文案。（5）后期制作。图像处理应用7.2.5【任务7-1】主题宣传海报制作任务需求：创作一个面向校内大学生群体的读书社招新的宣传海报（见书本或视频上操作步骤）。图7-6图7-7图7-8图像处理应用7.2.5图7-9图7-10图7-11图7-16本课小结相关概念：（1）媒体，是指在信息传播过程中间携带和传递信息的一切形式的物质工具，一方面表示存储信息的实体，另一方面也表示传递信息的载体。（2）媒体可以分为感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体5种类型。（3）多媒体，是指融合2种或2种以上的一种人机交互式的信息交流和传播的媒体。（4）常见的多媒体对象包括文本、图形、图像、音频、视频等。（5）图像的数字化处理过程主要分为采样、量化与编码3个步骤。相关实践：

使用Photoshop完成图像处理7.3.2

音频数字化声音是通过空气传播的一种连续的波，又称为声波。由空气振动引起耳膜的振动，由人耳所感知。声音是一种模拟信号，可以分解为一系列正弦波的线性叠加。7.3音频信息处理7.3.1

声音和音频基本概念7.3音频信息处理声音：模拟信号计算机：处理数字信号音频数字化7.3.2音频数字化1、音频采样采样是每隔一定时间间隔采集一个声音的幅度值，把时间上连续的模拟信号在时间轴上离散化的过程。理论上来说采样频率越高，声音的还原度就越高，声音就越真实。7.3音频信息处理7.3.2音频数字化2、音频量化经过采样后将幅度上连续取值的每一个样本转换为二进制表示。量化位数越多，则音频幅度划分的等级个数即量化等级就越多。离散的幅度值数量越多，数字化后的音频动态范围越广。7.3音频信息处理7.3.2音频数字化3、音频编码音频的编码即按照一定的规则，把量化后的十进制数据用二进制表示出来。7.3音频信息处理7.3.2音频数字化4、常见的音频格式常用的音频编码格式有MP3、WAV、WMA、MIDI、MOV等。（1）MP3：是一种音频压缩技术，是计算机、手机、MP3设备、随身数码设备等常用的音频文件格式（2）WAV：是微软公司专门为Windows开发的一种标准数字音频文件，该文件能记录各种单声道或立体声的声音信息，并能保证声音不失真7.3音频信息处理7.3.2音频数字化4、常见的音频格式常用的音频编码格式有MP3、WAV、WMA、MIDI、MOV等。（3）WMA：是微软公司推出的一种音频文件格式。WMA在压缩比和音质方面都有着出色的表现，压缩率可以比MP3更高，能在较低的采样频率下也产生较好的音质。（4）MIDI：是一种编曲类的音频格式文件，是编曲界最广泛的音乐标准格式，可称为“计算机能理解的乐谱”（5）MOV：是苹果系统中常用的音频、视频封装格式文件，是QuickTime封装格式。7.3音频信息处理7.3.3常用的音频处理软件1、格式工厂格式工厂是一款多功能的多媒体格式转换软件，适用于Windows系统。可以实现大多数视频、音频及图像不同格式之间的相互转换。转换可以具有设置文件输出配置，增添数字水印等功能。2．AdobeAuditionAdobeAudition是由Adobe公司开发的一个专业音频编辑和混合环境的音频处理软件。Audition专门为在照相室、广播设备和后期制作设备方面的音频和视频专业人员设计，可提供齐全的音频混合、编辑、控制和效果处理等功能。它具有操作简单，制作的音质效果饱满、细致的优点。7.3音频信息处理7.3.4音频处理应用【任务7-2】音频格式转换【任务7-3】配乐诗朗诵7.3音频信息处理视频（Video）以动态影像记录现实世界，具备信息携带最为丰富、表现力最强的特点，是多媒体信息较为重要的组成部分。随着目前新媒体、自媒体的发展，使用摄像机和智能终端记录生活，并发布到如抖音、快手等社交平台已成为目前一种流行的社交媒体手段，是多媒体技术的研究热点。7.4视频信息处理7.4.1视频概述视频是由一幅幅内容连续的图像组成。当连续的图像按照一定的速度快速播放时，由于人眼的视觉暂留现象，就会产生连续的动态画面效果，也就是视频，通常还伴有声音。根据视频处理的方式不同，视频可以分为模拟视频和数字视频。模拟视频，是指由连续的模拟信号组成的视频，如电视上播放的视频。

数字视频，是指以数字形式记录的视频，如在网络上传播的视频、计算机上的视频等。 7.4视频信息处理7.4.2视频数字化视频数字化是将视频信号经过视频采集卡转换成数字视频文件存储在数字载体中。需要经过采样、量化和编码3个步骤。

因视频的编码方式、文件扩展名和技术规格不同，视频文件的格式也是有区别的，常见的视频格式：（1）MPEG（2）ASF（3）MOV（4）WMV（5）FLV7.4视频信息处理7.4.3常用视频处理软件（1）PC端视频制作与处理软件常见的PC端视频剪辑软件有AdobePremiere、AdobeAfterEffects、FinalCutPro、爱剪辑、会声会影、剪映、快剪辑等。（2）智能终端视频制作处理软件在智能终端上用于短视频剪辑的软件主要有剪映、快影、VUE、快剪辑、Inshot、巧影、万兴