计算机第5章课件

第五章 多媒体技术基础,5-2,多媒体技术基础,1）多媒体技术概述,2）多媒体系统的组成,3）音频信息处理,4）图像信息处理,5）视频信息处理,5-3,5.1 多媒体技术概述,1.媒体与多媒体 媒体与多媒体的概念。,2.多媒体技术 多媒体的特征。,3.多媒体技术的应用 教育与培训、出版与图像、商业与咨询 通信与网络和军事与娱乐。,5-4,1. 媒体与多媒体,1）.媒体(媒介、媒质) 媒体是信息表示、传递和存储的载体 存储信息的实体 纸张、磁盘、光盘 表示信息的载体 文本、图形、图像 声音、动画、视频,命运,5-5,1. 媒体与多媒体,媒体的种类(CCITT) 感觉媒体 人的感官，如视觉、听觉等 表示媒体 为了处理和传输感觉媒体而人为构造的媒体，如文本、图形、动画等,计算机基础课,5-6,1. 媒体与多媒体,媒体的种类(CCITT) 显示媒体 获取和表现信息的物理设备，如键盘、鼠标器、显示器和音箱等,5-7,1. 媒体与多媒体,媒体的种类(CCITT) 存储媒体 用来存放表示媒体的介质，如磁盘、光盘和内存等,5-8,1. 媒体与多媒体,媒体的种类(CCITT) 传输媒体 传输数据的载体，如光缆,5-9,1. 媒体与多媒体,2）多媒体 通常是指表示媒体，也就是 静态媒体：文本、图形、图像 动态媒体：声音、动画、视频 多媒体是融合两种或两种以上表示媒体的一种人机交互式信息交流和传播媒体。 多媒体的实质：各种媒体数字化。,5-10,1. 多媒体技术,定义 将多种媒体信息通过计算机进行数字化采集、编码、存储、传输、处理和再现等，使多种媒体信息建立逻辑连接，并集成一个具有交互性的计算机系统。 利用计算机综合处理图文声像。,5-11,2. 多媒体技术,特征 多样性 集成性 交互性 实时性,命运,5-12,1.教育与培训 多媒体教学课件 多媒体技能培训系统 虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟图书馆,3. 多媒体技术的应用,5-13,2.出版与图书 电子出版物具有容量大、体积小、成本低、检索快、易于保存和复制、能存储图文声像信息等，如光盘百科全书、e-book。,3. 多媒体技术的应用,5-14,3.商业与咨询 商品简报、查询服务、产品演示、商贸交易(电子商务)等。 利用多媒体技术可为公众提供各类咨询服务，也可通过触摸屏进行操作。,3. 多媒体技术的应用,5-15,4.通信与网络 信息家电(电话、电视、冰箱、音响)、视频会议、可视电话、远程医疗系统。,3. 多媒体技术的应用,5-16,5.军事与娱乐 军事遥感 战场模拟 核武器模拟 CD、VCD、DVD、(三维)游戏,多媒体技术的优势可能不在于某些具体的应用，而是在于它能把复杂的事物变得简单、把抽象的东西变为具体。,3. 多媒体技术的应用,5-17,5.2 多媒体系统的组成,1.多媒体系统的层次结构 多媒体系统的各层定义。,2.多媒体系统的基本组成 多媒体硬件与多媒体软件。,5-18,1. 多媒体系统的层次结构,多媒体硬件系统：多媒体控制板卡及I/O电路 多媒体驱动程序：用来控制和操纵多媒体硬件 多媒体操作系统：CD-RTOS(专用),Windows(通用),5-19,1. 多媒体系统的层次结构,多媒体应用软件,多媒体开发工具,多媒体操作系统,多媒体驱动程序,多媒体硬件系统,5-20,2. 多媒体系统的组成,5-21,5.2 多媒体系统的组成,多媒体支持软件(开发工具) 多媒体素材制作工具 文字特效制作软件：MS Word/艺术字 音频处理软件：Syntrillium Cooledit Twelve Tone Cakewalk,5-22,5.2 多媒体系统的组成,图形图像处理软件： Corel CorelDRAW Adobe Photoshop,5-23,5.2 多媒体系统的组成,动画制作软件：Macromedia Flash MX Discreet 3ds max 视频编辑软件：Adobe Premiere 多媒体著作工具 Microsoft PowerPoint Macromedia Authorware 多媒体编程语言 VB、VC+,5-24,5.3 音频信息处理,1.声音的基本概念和数字化,2. 声音的文件格式,3. 音频的获取与处理,5-25,一、声音信号的类型 模拟信号(自然界、物理) 数字信号(计算机) 二、声音的数字化,模拟信号,数字信号,A/D ADC,D/A DAC,5.3 音频信息处理,5-26,声音数字化过程,示意,5.3 音频信息处理,5-27,声音数字化三要素,5.3 音频信息处理,5-28,声音数字化计算公式 数据量采样频率×量化位数 ×声道数/8(字节/秒),5.3 音频信息处理,5-29,三、音频的文件格式 WAV文件 WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形文件。因未经压缩，文件数据量很大。 特点：声音层次丰富，还原音质好 MP3文件 MP3(MPEG Audio layer3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。 特点：高压缩比(11:1)，优美音质,5.3 音频信息处理,5-30,WMA文件 WMA(Windows Media Audio)是Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。 特点：压缩到MP3一半 MIDI文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。 特点：数据量很小，缺乏重现自然音,5.3 音频信息处理,5-31,四、音频的获取与处理 音频的获取主要有： 利用录音软件直接录制 使用专业录音棚录制 从唱盘或录音带中进行转录 购买数字音频库,5.3 音频信息处理,5-32,音频处理： 删除无用的部分，将需要合并的音轨拼贴起来。 降噪，去除录音时的背景噪音。 调节均衡，使得高、中、低几个频段听起来更加悦耳。 添加混响、延迟和变速等效果。 压缩与限制，即动态处理。 音频文件格式的转换。,5.3 音频信息处理,5-33,5.4 图像信息处理,一、图形与图像 1.图形(矢量图形、几何图形) 矢量图是用一组指令来描述的，这些指令给出构成图形的各种属性和参数。例如： 圆(圆心坐标,半径及粗细,色彩) 优缺点：图形文件占用空间较少 图形复杂时耗时相对较长 绘图软件：CorelDRAW FreeHand,5-34,2.图像(位图图像、点阵图像) 位图是指在空间和亮度上已离散化的图像，通过描述每一像素的颜色或亮度来表示该图像。它适应表现包含大量细节的图片，如明暗、浓淡、层次和色彩变化等。 优缺点：色彩和色调丰富，景物逼真 缩放处理易失真，数据量大 绘画软件：Photoshop PhotoImpact,5.4 图像信息处理,5-35,图形与图像的比较,5.4 图像信息处理,5-36,二、图像的数字化 连续空间位置的离散和数字化 亮度值的离散和数字化,空间位置采样 m×n 20×13,5.4 图像信息处理,5-37,图像的主要参数 分辨率 分辨率直接影响图像质量。 显示分辨率：指在显示器上能够显示的像素数目。(640*480,800*600,1024*768) 图像分辨率：指数字图像的实际像素数目，它反映图像在屏幕中显示的大小。 像素分辨率：指像素的宽高比(1:1),在像素分辨率不同的机器间传输图像会变形。,5.4 图像信息处理,5-38,颜色深度 指记录每个像素所使用的二进制位数。 彩色图像：可使用的最多颜色数目 灰度图像：可使用的亮度级别数目,5.4 图像信息处理,5-39,图像数据量的计算 图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所需的字节数。 数据量图像分辨率×颜色深度/8(B) 例题一幅640×480的真彩色图像，未压缩的图像数据量是多少？ 640×480×24/8921600B900KB,5.4 图像信息处理,5-40,三、图像的文件格式 BMP：Windows标准图像文件格式 JPG：一种高效率压缩格式(1:1020) GIF：用于交换图片的，对灰度 图像表现佳，但不超过256色的图像。 PNG：流式网络图形格式，它使用LZ77派生的无损数据压缩算法。 PNG存储灰度图像时图像深度达16位 PNG存储彩色图像时图像深度达48位,5.4 图像信息处理,5-41,四、图像的获取与处理 1.图像的获取方法 采用扫描仪、数码相机进行模数转换 从数字图像库、网上获取、自行绘制 2.图像的处理技术 图像处理手段很多，所有处理都是建立在对数据进行数学运算的基础上，一般用户可通过图像处理软件(Photoshop)来完成。 例如：图像亮度、对比度的调整等。,5.4 图像信息处理,5-42,一、视频的基本概念 1.视觉暂留现象 人眼有一种视觉暂留的生物现象，即人观察的物体消失后，物体映像在人眼的视网膜上会保留一个非常短暂的时间(约0.1s)。 利用这一现象，将一系列画面中物体移动或形状改变很小的图像，以 足够快的速度连续播放，就会 产生连续活动的场景。,5.5 视频信息处理,5-43,2.视频的定义 视频又称运动图像或活动图像，它是指连续地随着时间变化的一组图像。 帧：一幅单独的图像 帧率：每秒种播放的帧数，单位是f/s 典型的帧率：24f/s、25f/s、30f/s 常见的视频信号：电影、电视,5.5 视频信息处理,5-44,3.电视的制式 色度信息处理方法三种彩色电视制式 NTSC制式(美国、日本、中国台湾等) National Television Systems Committee (1953，美国) 30帧/秒(29.97fps)，525行/帧 隔行扫描：2场/帧，262.5行/场 颜色模型：YIQ 宽高比：4:3(帧大小：352*240),5.5 视频信息处理,5-45,PAL制式(中国、德国、英国、朝鲜等) Phase Alternation Line(1962，德国) 25帧/秒，625行/帧 隔行扫描：2场/帧，312.5行/场 颜色模型：YUV 宽高比：4:3(帧大小：352*288) SECAM制式(法国、俄罗斯、东欧国家) “轮流传送彩色与存储”(1966年，法国) 类似PAL制式,5.5 视频信息处理,5-46,二、视频的数字化,视频是连续的图像 图像是离散的视频,5.5 视频信息处理,5-47,数字视频的优点 与模拟视频相比，其优点： 数字视频便于创造性的编辑与合成 数字视频可不失真地进行多次复制 在网络环境下容易实现资源共享 数字视频可与其它媒体组合使用 缺陷：处理速度慢 数据量大(压缩、光盘),5.5 视频信息处理,5-48,三、视频的文件格式 AVI文件 AVI是一种音视频交叉记录的文件格式,微软在1992年推出AVI文件及其应用软件Video for Windows。 特点：AVI采用帧内压缩，可用一般的视频编辑软件进行编辑。 提供无硬件视频回 放，其窗口大小和帧率可 根据播放环境调整。,5.5 视频信息处理,5-49,MOV文件 MOV(Movie digital video)文件是Apple公司在其Macintosh机推出的视频文件格式，其相应的视频应用软件QuickTime。 QuickTime for Macintosh QuickTime for Windows MOV文件格式的压缩算法 Video编码支持16位图像深度 的帧内压缩和帧间压缩。,5.5 视频信息处理,5-50,MPG文件 MPG文件是采用MPEG算法进行压缩的全运动视频文件格式。它在1024*768的分辨率下可用每秒25或30帧的速率同步播放全运动视频图像和CD音乐伴音。 DAT文件也是基于MPEG 压缩算法的一种文件格式, 它是Video CD和卡拉OK CD 数据文件的扩展名。,5.5 视频信息处理,5-51,四、视频的采集与处理 采集