数字媒体介绍及其应用

数字媒体介绍及其应用本章是“专转本”考试的热点章节，也是难点章节，有关数值信息和数值计算、字符编码、图形与图像、数字声音、数字视频的基本概念和基本原理非常多，而且概念之间联系紧密，倘若有某几个概念薄弱，那么可能会影响知识的牢固建构。此外，本章也是历年考试中几乎所有有关计算机类型的试题的出处，考生一定要认真分析本章的历年真题，认真总结各种题型。根据本章的知识特点和对命题的预测，本章常考知识点主要有以下3个：本章备考要点3/10/20252(1)图像的获取、压缩编码、数据量计算、应用、图形的有关知识；(2)数字音频的获取、压缩编码、数据量计算、应用；(3)数字视频的压缩编码、应用；历年试题解析3/10/20253考点一:图形图像的获取、压缩编码类型、压缩计算、处理1.成像芯片的像素数目是数码相机的重要性能指标，它与可拍摄的图像分辨率直接相关。若某数码相机的像素约为320万，它所拍摄的图像最高分辨率为________。(2006单选)A.1280×960B.1600×1200C.2048×1536D.2560×1920分析：一幅取样图像由M行×N列个取样点组成，每个取样点称为像素，M行×N列也表示该幅图像的分辨率或图像在屏幕上的大小。题干中数码相机的像素约为320万，那么拍摄的最大的图像分辨率应该最接近320万，选诸项计算后得:3/10/20254A=1280*960=1228800(120万)，B=1600*1200=1920000(190万)，C=2048*1536=3145728(320万)，D=2560*1920=4915200(490万)。点评：基本概念和计算题。考查对分辨率和像素的关系认识。正确答案是：C3/10/202552.在下列有关数字图像与图形的叙述中，错误的是________。(2006单选)A.取样图像的数字过程一般分为扫描、分色、取样和量化等；B.为了使网页传输的图像数据尽可能少，常用的GIF格式图像文件采用了有损压缩；C.矢量图形(简称图形)是指使用计算机技术合成的图像；D.计算机辅助设计和计算机动画是计算机合成图像的典型应用。分析：GIF(GraphicsInterchangeFormat)是互联网上广泛使用的一种图像文件格式，它的颜色数目较少(不超过256色)，文件特别小，适合网络传输。由CompuServe公司于1987年开发，基于Lempel-ZivWalch(LZW)压缩算法、使用特殊码、可变长度，因此GIF格式的图像采用的是LZW无损压缩。正确答案是：B点评：基本概念和基本常识题。与图像相关的考试热点归纳见后页。3/10/20256小结：①图像的表示方法与主要参数a.一幅取样图像由M行×N列个取样点组成，每个取样点称为像素(pictureelement,简写为pixel)。彩色图像的像素由多个彩色分量组成，黑白图像的像素只有一个亮度值。b.黑白图像：每个像素亮度取值：0或1。c.灰度图像：每个像素亮度取值有一个范围，如0～255。d.彩色图像：每个像素分为三个分量，如R，G，B。三个分量的取值分别有一个范围。②取样图像的属性(参数)a.图像分辨率(包括垂直分辨率和水平分辨率)：图像在屏幕上的大小。b.位平面的数目(矩阵的数目)：彩色分量的数目。c.颜色模型：描述彩色图像所使用的颜色描述方法，也叫颜色空间的类型。d.常用颜色模型：RGB(红、绿、蓝)、CMYK(青、品红、黄、黑)、HSV(色彩、饱和度、亮度)、YUV(亮度、色度)等。3/10/20257e.像素深度：像素的所有颜色分量的二进制位数之和，它决定了不同颜色(亮度)的最大数目。如只有一个位平面的单色图像，若像素深度是8位，则不同亮度的数目为28=256；又如，由R、G、B三个位平面组成的彩色图像，若三个位平面中的像素位数分别为4、4、4，则该图像的像素深度为12，最大颜色数目为212=4096。③图像数据的压缩，图像数据量的计算公式(以字节为单位)：数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8④数据压缩类型a.无损压缩：压缩以后的数据进行图像还原(也称为解压缩)时，重建的图像与原始图像完全相同。例如：行程长度编码(runlengthcoding，简写为RLC)；哈夫曼(Huffman)编码b.有损压缩：使用压缩后的数据进行图像重建时，重建后的图像与原始图像有一定的误差，但不影响人们对图像含义的正确理解。如变换编码、矢量编码等。3/10/20258⑤图像压缩编码概况名称压缩编码的方法性质典型应用开发组织/公司BMPRLC无损Windows应用程序MicrosoftTIFRLC,LZW无损DesktoppublishingAldus,MicrosoftGIFLZW无损InternetCompuServeJPEGDCT,Huffman无损/有损Internet,数码相机等ISO/IECJPEG2000小波变换，算术编码无损/有损Internet,数码相机等ISO/IEC3/10/202593.由于GIF格式图像文件特别小并且可形成动画效果，因而在网页制作中被大量地使用。(2006判断)分析：正确答案是：正确。见第2题分析。4.目前计算机使用的图像文件有许多不同的格式，下列________不是图像文件的格式。(2006单选)A.TIFB.JPEGC.GIFD.PDF分析：PDF是PortableDocumentFormat的缩写，译为可移值文件格式。PDF阅读器AdobeReader专门用于打开后缀为.pdf的文档。PDF阅读器(AdobeReader)是Adobe公司开发的一种电子文档阅读软件。正确答案是：D点评：基本概念和基本常识。3/10/2025105.一幅取样图像由M(列)×N(行)个取样点组成，每个取样点是组成图像的基本单位，称为________。(2007填空)分析：一幅取样图像由M(列)×N(行)个取样点组成，每个取样点称为像素(pictureelement，简称为pixel)。正确答案是：像素。点评：基本概念题。6.彩色显示器的彩色是由三基色合成而得到的。某显示器的三基色R、G、B分别用4位二进制数表示，则它可以表示________种不同的颜色。(2007单选)A.65536B.4096C.256D.12分析：由R、G、B三个位平面组成的彩色图像，若三个位平面中的像素位数分别为4、4、4，则该图像的像素深度为12，最大颜色数目为212=4096。正确答案是：40963/10/202511点评：基本原理和基本常识题。考查像素深度的概念，最大颜色数目的计算方法。小结：具体分析请参见第二题的小结。这样的题型应该作为常识记忆，此题涉及到像素深度的概念，像素深度是指像素的所有颜色分量的二进制位数之和，它决定了不同颜色(亮度)的最大数目，颜色数目是2像素深度。3/10/2025127.下列关于数字图像技术和计算机图形学的描述，正确的是________。(2007多选)A.黑白图像(又称灰度图像)的每个取样点只有一个亮度值；B.计算机图像学主要研究使用计算机描述景物并生成其图像的原理、方法和技术；C.利用扫描仪输入计算机的机械零件图属于计算机图形；D.数字图像中，GIF格式采用了无损压缩。分析：彩色图像的像素有多个彩色分量组成，黑白图像的像素只有一个亮度值；计算机图形学主要研究使用计算机描述景物并生成其图像的原理、方法和技术；利用扫描仪输入计算机的机械零件图属于计算机图像；数字图像中GIF格式采用了LZW无损压缩技术。正确答案是：ABD点评：基本概念和基本原理题。3/10/2025138.一幅具有真彩色(24位)、分辨率为1024×768的数字图像，在没有进行任何数字压缩前，它的数据量大约是2.25MB。(2007判断)分析:真彩色(24位)，是像素深度，因此决定的存储量为:(1024×768×24/8)/(1024×1024)=2.25MB正确答案是:正确点评:基本原理和计算题。注意B和MB的单位换算关系。小结:图像数据量的计算公式(以字节为单位)：数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/83/10/202514考点五数字声音的获取、压缩编码类型、压缩计算、处理1.在声音的采集过程中，量化的精度越高，声音的________越好。(2006填空)分析：量化精度越高，声音的保真度越好；量化精度越低，声音的保真度越低。正确答案是：保真度点评：基本原理和和基本常识题。小结：与数字声音的获取、压缩编码相关的知识点。①数字声音的类型：a.波形声音(取样声音)：语音(人说话的声音)300～3400Hz;全频带声音(现实世界中的各种声音)20～20kHZb.计算机合成声音：合成音乐(MIDI)；合成语音3/10/202515②声音信号数字化的过程：a.取样：按照一定的取样频率获取声音信号b.量化：将声音信号量化为一定范围内的数，如8位、12位或16位二进制数。量化精度越高，声音的保真度越好；量化精度越低，声音的保真度越差。c.编码：将量化后的声音值按要求编码，进行数据压缩。③数字化音频的主要参数：a.取样频率；b.量化位数；c.声道数目；

④数字化音频的数据量：a.数码率(bitrate):指的是每秒钟的数据量，也称比特率、码率；3/10/202516b.数字声音未压缩前，其计算公式为：波形声音的码率=取样频率×量化位数×声道数；c.压缩编码以后的码率=压缩前的码率/压缩倍数。⑤数字化音频的压缩编码方法：a.MPEG-1压缩编码是国际上第一个高保真声音数据压缩的国际标准，它分为三个层次：层1(Layer1)：编码简单，用于数字盒式录音磁带；层2(Layer2):算法复杂度中等，用于数字音频广播(DAB)和VCD等；层3(Layer3)编码复杂，用于互联网上的高质量声音的传输，如MP3音乐压缩10倍。b.MPEG-2的声音压缩编码采用与MPEG-1相同的编译码器，层1，层2，层3的结3/10/202517构也相同，但它能支持5.1声道和7.1声道的环绕立体声。c.杜比数字AC-3(DolbyDigitalAC-3)：美国杜比公司开发的多声道全频道声音编码系统，它提供的环绕立体声系统由5个全频带声道加一个超低音声道组成，6个声道的信息在制作和还原过程中全部数字化，信息损失很少，细节丰富，具有真正的立体声效果，在数字电视、DVD和家庭影院中被广泛使用。3/10/2025182.在某声音的数字化过程中，使用44.1kHz的取样频率、16位量化位数，则采集四声道的此声音一分钟所需要的存储空间约为________。(2007单选)分析：每秒的数据量(码率)是：44.1kHz×16b×4=2822.4kb/s；一分钟的数据量是:(2822.4kb/s×60s)/8/1024≈20.672MB。正确答案是：C。点评：基本原理和计算题。注意位和字节之间的单位换算。小结：波形声音的码率=取样频率×量化位数×声道数3/10/2025193.在多媒体计算机系统中，对声音信号进行模/数转换的顺序为采样、编码、量化。(2007判断)分析：声音信号数字化的过程：①采样：按照一定的采样频率获取声音信号；②量化：将声音信号量化为一定范围内的数，如8位、12位或16位二进制数。量化精度越高，声音的保真度越好；量化精度越低，声音的保真度越差。③编码：将量化后的声音值按要求编码，进行数字压缩。正确答案是：错误。点评：基本原理题。考查声音信号数字化的三个过程，注意顺序不能颠倒。3/10/202520考点六数字视频的获取、压缩编码类型、处理1.视频信息压缩编码的方法很多，主要针对数字电视的应用要求，制定了________压缩编码标准。(2006填空)分析：正确答案是：MPEG-2点评：基本原理和和基本常识题。考查数字视频的压缩编码类型及其应用。小结：数字视频的压缩编码类型及其应用：①MPEG-1：一种运动图象及其伴音的编码标准：a.1.2～1.5Mb/s；b.图像质量：200多线，相当于一般家用录象机；c.应用：数码相机和数字摄象机，VCD3/10/202521②MPEG-2：针对数字电视(DVT)的应用要求：a.码率：1.5～60Mb/s，甚至更高；b.特点：通用性，向下兼容MPEG-1；c.应用：数字卫星电视，高清晰度电视(HDTV)，数字视盘DVD③MPEG-4：a.目标：支持各