数字媒体技术导论复习.doc

2010年上学期《数字媒体技术导论》课程期末复习指导《数字媒体技术导论》课程介绍了数字媒体技术的概念、基本原理及其典型的技术方法和系统要求学生掌握的主要内容有：数字媒体技术概论；数字视频音频信息的获取与处理；数字媒体数据压缩编码技术；数字动画、游戏设计、数字媒体的存储、传输技术以及数字媒体版权保护技术通过学习这些内容，为今后开展数字媒体领域的研究和开发工作打下良好的基础   为了同学更好地复习和掌握这门课程的知识，下面按照教学大纲要求，对各章的复习要点进行归纳总结，并给出相应的练习题及解答，供大家复习时参考一、 期末复习的主要内容第1章 数字媒体技术概论1. 媒体概念、分类及特性 媒体概念是：媒体包括两层含义：• （1）传递信息的载体，称为媒介，是由人类发明创造的记录和表述信息的抽象载体，也称为逻辑载体，如文字、符号、图形、编码等• （2）存储信息的实体，称为媒质，如纸、磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等载体包括实物载体、或由人类发明创造的承载信息的实体，也称为物理媒体 媒体的分类：媒体依据信息划分具有不同表现形式按照人的感觉，媒体可分为视觉媒体、听觉媒体等；按照信息的表现形式，媒体可分为语言媒体、文字媒体、音乐媒体、图形媒体、动画媒体和视频媒体等；按照信息的种类，媒体可分为新闻媒体、科技信息媒体、生活媒体等。

媒体依据信息的载体不同又有不同分类按载体的种类不同，媒体可分为报纸、信件、、计算机、网络等；按照不同应用方式，媒体可分为印刷媒体、幻灯、电影媒体、广播电视媒体、计算机媒体、计算机多媒体、网络媒体等按照媒体产生的时间和历史，媒体又可以分为新媒体和旧媒体（也有人说是传统媒体）按人们对载体的心理承认度，媒体又可分为时尚媒体和传统媒体按载体的传播范围，媒体又可分为个人媒体和大众媒体国际电信联盟（International Telecommunication，ITU）从技术的角度定义媒介（Medium）：感觉媒体（Perception）、表示媒体、显示媒体（Display）、存储媒体（Storage）和传输媒体（Transmission）媒体的特性：主要特性为多样性、集成性、交互性和信息接收/使用方便等 2. 数字媒体及其特性 数字媒体概念：数字媒体是数字化的内容作品以现代网络为主要传播载体，通过完善的服务体系，分发到终端和用户进行消费的全过程 （我国的数字媒体概念 ） 数字媒体特性：主要特性为数字化、交互性、趣味性、集成性、技术与艺术的融合等 3. 数字媒体传播模式• 包括：大众传播模式、媒体信息传播模式、数字媒体传输模式和超媒体传播模式 4、数字媒体技术的主要研究方向• （1）数字声音处理 包括：音频及其传统技术（记录、编辑技术）、音频的数字化技术（采样、量化、编码）、数字音频的编辑技术、话音编码技术（如PCM、DA、ADM）。

数字音频技术可应用于个人娱乐、专业制作、数字广播等2）数字图像处理 包括：数字图像的计算机表示方法（位图、矢量图等）、数字图像的获取技术、图像的编辑与创意设计常用的图像处理软件有Photoshop等数字图像处理技术可应用于家庭娱乐、数字排版、工业设计、企业徽标设计、漫画创作、动画原形设计、数字绘画创作3）数字视频处理 包括：数字视频及其基本编辑技术、后期特效处理技术常用的视频处理软件有Premiere等数字视频处理技术可应用于个人、家庭影像记录、电视节目制作、网络新闻4）数字动画设计 包括：动画的基本原理、动画设计基础（包括环节：构思、剧本、情节链图片、模板与角色、背景、配乐）、数字二维动画技术、数字三维动画技术、数字动画的设计与创意常用的动画设计软件有3DMAX、Flash等数字动画可应用于少儿电视节目制作、动画电影制作、电视节目后期特效包装、建筑和装潢设计、工业计算机辅助设计、教学课件制作等5）数字游戏设计 包括：游戏设计相关软件技术（Directx、OpenGL、Director等）、游戏设计与创意6）数字媒体压缩 包括：数字媒体压缩技术及分类、通用的数据压缩技术（行程编码、字典编码、熵编码等）、数字媒体压缩标准，如用于声音的MP3、MP4、用于图像的JPEG、用于运动图像的MPEG。

7）数字媒体存储 包括：内存储器、外存储器、光盘存储器等8）数字媒体管理与保护 包括：数字媒体的数据管理、媒体存储模型及应用、数字媒体版权保护概念及框架、数字版权保护技术，如加密技术、数字水印技术、权利描述语言等9）数字媒体传输技术 包括：流媒体传输技术、P2P技术、IPTV技术等第2章 数字音频技术基础1. 模拟音频的基本概念定义：声音是一种机械振动，振动越强，声音就越大例如话筒把机械振动转换成电信号，这是一种模拟的音频，它是以模拟电压的幅度表示声音的强弱 声音的分类：（1）按照人耳可听到的频率范围，声音可分为超声、次声和正常声人耳可感受声音频率的范围介于20～20000赫兹间声音高于20000赫兹为超声波，低于20赫兹为次声波2）按照声音的来源以及作用来看，可分为人声、乐音和响音人声包括人物的独白、对白、旁白、歌声、啼笑，感叹等；乐音也可成为音乐，是指人类通过相关乐器演奏出来的声音，如影视作品中的背景声音，一般起着渲染气氛的作用；响音是指除语言和音乐之外电影中所有声音的统称，如动作音响 、自然音响、 背景音响 、机械音响、特殊音响 2. 数字音频的基本概念  (1) 数字音频技术和数字音频       数字音频技术是把表示声音强弱的模拟电压用数字表示，如0.5V电压用数字20表示，2V电压用80表示。

模拟电压的幅度，即使在某电平范围内，也可以取无穷多个，如1.2V、1.21V、1.215V……而用数字来表示音频幅度时，只能把无穷多个电压幅度用有限个数字表示把某一幅度范围的电压用一个数字表示，这叫做量化       数字音频是：通过采样量化把模拟量表示的音频信号转换成许多二制数1和0组成数字音频文件      (2) 数字音频的文件格式与转换        常用的声音文件格式有：        ⑴WAV文件        WAV是Microsoft公司的音频文件格式Microsoft sound system软件Sound Finder 可以转换AIF，SND和VOC文件到WAV格式其中AIF是Apple计算机的音频文件格式；SND是另一种计算机的波形音频文件格式；        ⑵VOC文件        VOC文件是Creative公司波形音频文件格式  利用声霸卡提供的软件可实现VOC和WAV文件的转换程序VOC2WAV转换Creative的VOC文件到Microsoft的WAV文件程序WAV2VOC转换Microsoft的WAV文件到Creative的VOC文件        ⑶MIDI文件        MIDI文件是（Musical Instrument Digital Interface）乐器数字接口的缩写。

 RMI是Microsoft公司的MIDI文件格式  (3) 音频卡的功能        音频卡的功能有以下几个主要方面：音频录放、编辑、音乐合成、文语转换、CD-ROM接口、MIDI接口、游戏接口等  (4) 音频卡的工作原理       音频卡的工作原理主要由以下几个部分组成：       ① 声音的合成与处理       这是音频卡的核心部分，它由数字声音处理器、调频（FM）音乐合成器及乐器数字接口（MIDI）控制器组成这部分的主要任务是完成声波信号的模/数（A/D）和数/模（D/A）转换，利用调频技术控制声音的音调、音色和幅度等       ② 混合信号处理器       混合信号处理器内置数字/模拟混音器，混音器的声源由以下几种信号如MIDI信号、CD音频、线路输入、麦克风等可以选择一个声源或几个不同的声源进行混合录音       ③ 功率放大器       由于混合信号处理器输出的信号功率还不够大不能推动扬声器或音箱，所以一般都有一个功率放大器作为功率放大使得输出的音频信号有足够的功率       ④ 总线接口和控制器       总线接口有多种，早期的音频卡为ISA总线接口，现在的音频卡一般是PCI总线接口。

       总线接口和控制器是由数据总线双向驱动器、总线接口控制逻辑、总线中断逻辑及直接存储器访问（DMA）控制逻辑组成3. 数字音频技术应用• 包括：数字广播、音乐制作、影视游戏配乐和个人家庭娱乐等••第3章 数字图像的处理技术 1．图像基本知识 1） 彩色空间表示及其转换       ⑴ RGB彩色空间       在计算机中常用红、绿、蓝（RGB）彩色空间表示，由于计算机彩色监视器的输入需要红、绿、蓝（RGB）三个彩色分量，通过RGB三个分量的不同比例的组合，在显示器屏幕上可得到任意的颜色在数字媒体系统中不管采用什么形式的彩色空间表示，但最后要求输出的是转换成RGB彩色空间表示       ⑵ YUV和YIQ彩色空间       现代的彩色电视系统中，一般采用摄像机把摄到的彩色图像信号，经过分色棱镜分成R0、G0、B0三个分量的信号，经过放大和校正后得到RGB信号，再经过矩阵变换电路得到亮度信号Y和色差信号R-Y、B-Y，最后发送端将Y、R-Y及B-Y三个信号进行编码，用同一信道经过高频功率放大，通过天线发送出去这种信号就是常用的YUV彩色空间表示由于这种彩色空间的亮度信号Y解决了彩色电视与黑白电视的兼容问题，而且实验表明人眼对彩色图像细节的分辨能力比对黑白低得多，因此可以对色度信号U、V采用“大面积着色原理”用亮度信号Y传送细节而用色差信号U、V进行大面积涂色。

采用YIQ彩色空间表示的好处是人眼的彩色视觉特性表明，人眼分辨红、黄之间颜色变化的能力最强，而分辨蓝与紫之间颜色变化的能力最弱        (3) RGB与YUV和YIQ之间的转换       彩色摄像机得到的信号是经过r校正的RGB信号考虑到和黑白电视机兼容及压缩编码，在传送过程中包含亮度信号和色差信号，则亮度方程可简化为：y＝0.3r＋0.59g＋0.11b从这个公式可看到，采用三基色显示彩色时，各基色组成亮度Y的比例关系是不变的，这些比例系数也叫做“可见度系数”它们的和为1这表示当基色信号电压Er、Eg 、Eb各为IV时，构成的亮度信号Ey也为IV       在三个色差信号中B-Y、R-Y、G-Y，其中有两个是独立的，最后一个可用亮度方程和两个色差信号通过运算得到考虑到彩色与黑白的兼容问题和减少幅度失真问题，则必须对彩色信号进行压缩，具体方法是让色差信号乘上一个小于1的压缩系数经过运算整理得YUV与RGB之间的关系表达式       2）黑白全电视信号和彩色全电视信号       (1)黑白全电视信号       全电视信号主要由图像信号、复合消隐信号（包括行消隐信号、场消隐信号）和复合同步信号（包括行同步信号、场同步信号）三部分组成。

       (2) 彩色全电视信号       ① 彩色全电视信号与黑白电视的兼容问题       在彩色电视系统中,通常用Y、U、V彩色空间或Y、I、Q彩色空间，Y为亮度信号，它可以和黑白全电视信号兼容为了实现兼容，彩色电视信号必须满足以下几个要求：（a）保留黑白电视信号原有的各项标准如：每帧625行、隔行扫描、帧频为25Hz、场频为50Hz、行频为15625Hz、以及同步方式、频带宽度等。