多媒体技术ppt课件.ppt

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1、1第2章 多媒体应用基础【本章概述】多媒体技术应用十分广泛，它具有直观、信息量大、易于接受和传播迅速等显著的特点。本章通过介绍多媒体技术的基本概念和特征，让学习者了解计算机对文本、图形图像、音频、视频处理的原理与特点，并认识多媒体文件格式和数据压缩技术的重要性。22.1 多媒体的基本概念多媒体的基本概念 2.1.1 多媒体多媒体 多媒体是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术。这些信息媒体包括文字、图形、声音、图像、动画、视频等。 多媒体技术是利用计算机对文字、声音、图形、图像、动画和视频等多媒体信息，进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储和加工等处理，再

2、以单独或合成的形式表现出来的一体化技术。利用计算机技术对媒体进行处理和重现，并对媒体进行交互式控制，就构成了多媒体技术的核心。32.1.1 媒体类型媒体类型表7-1 媒体类体媒体类别作 用表 现内 容感觉媒体感知客观环境视 觉 、听 觉 、触觉各种声音、音乐、文字、图形、静止和运动的图像等表示媒体定义信息的表达特征计 算 机数 据 格式ASCII编码、声音编码、图像编码和视频编码等显示媒体表达信息输 入 、 输出信息键盘、鼠标器、麦克风、扫描仪、显示器、喇叭、打印机等存储媒体存储信息保 存 、取 出 信息磁盘、硬盘、USB闪存和CD-ROM光盘等传输媒体数据信息的传输信 息 传输 的 介质电话

3、线、同轴电缆、光纤、电磁波和红外线等42.1.2 多媒体的主要特征多媒体的主要特征多媒体的集成性(信息载体,设备,硬件,软件) 多媒体的交互性 (人机,人人,机机) 数字化多样性实时性分布性高质量计算机文化基础 2.1.3 多媒体系统基本组成 多媒体计算机的硬件 多媒体的软件1. 操作系统2. 驱动程序3. 工具软件 6 2.1.4 多媒体技术的产生 1光盘存储技术 2数据压缩技术 3高性能处理器和纳米集成电路技术 4高速计算机网络技术 7 2.1.5 多媒体技术的应用多媒体技术的应用 1电子出版物 2教育 3过程模拟 4商业广告 5影视娱乐82.2 多媒体中的媒体元素及特征多媒体中的媒体元素

4、及特征 2.2.1 文本文本 指各种文字，包括符号和语言文字两种类型 2.2.2 图形图形 图形，又称矢量图，一般指用计算机绘制的画面，它是对图像进行抽象化的结果，是以指令集合的形式来描述反映图像最重要的特征， 9 2.2.3 图像图像 静态图像又称位图，它是由输入设备捕捉的实际场景画面，或以数字化形式存储的任意画面构成。 1、分辨率 2、颜色深度与显示深度 3、图像数据的容量 10 2.2.4 视频视频 视频影像实质上是快速播放的一系列静态图像，当这些图像是实时获取的人文和自然景物图时，称为视频影像。 1、帧速 2、数据量 3、图像质量 11 2.2.5 音频音频 影响数字声音波形质量的主要

5、因素有三个： 1、采样频率：指波形被等分的份数，份数越多（既采样频率越高），质量越好， 2、采样位数：即每次采样的信息量。采样通过模/数转换器（A/D）将每个波形垂直等分，若用8位A/D等分，可把采样信号分为256等分；而用16位A/D则可将其分为65536等分。 3、通道数： 12 2.2.6 动画 计算机设计动画方法有两种： 矢量动画 帧动画 132.3 数据压缩的基本原理数据压缩的基本原理 1.性能指标性能指标压缩比图像质量压缩与解压速度1.静态图像2.动态视频14 2.3.2 数据压缩原理 我们说的数据能被压缩是因为数据用来记录和传送信息，而真正有用的不是数据本身，而是数据所携带的信息

6、。 数据与信息的关系是： 信息量=数据量+冗余量15 常见的数据的冗余有： 空间冗余 时间冗余 结构冗余 知识冗余 视觉冗余等。16 2.3.3 数据压缩的方法数据压缩的方法 目前常用的压缩编码方法可以分为两大类： 无损压缩法，也称冗余压缩法。其方法是在压缩时去掉或减少数据中的冗余，而这些冗余值是可以重新插入到数据中的，这是一个可逆的过程。因此采用冗余压缩法不会产生数据失真，一般用于文本、数据的压缩，以保证完全地恢复原始数据，但这种方法的压缩比比较小，一般在2:15:1之间。典型的冗余压缩法有Huffman编码、Fano-Shannon编码、算术编码、行程编码、Lempel-Zev编码等。 有

7、损压缩法，也称熵压缩法。这种压缩方法会减少信息量，且减少的信息不能再恢复，是一种不可逆的过程，会使原始数据产生一定程度的失真。这种压缩方法可用于图像、声音、动态视频等数据的压缩，压缩比可达几十到上百。17压缩方法 统计编码 (霍夫曼编码) 预测编码(适合声音,图像数据的压缩,) 变换编码 模型编码 (分形图像编码)18音频信号的数字化和符号化 模拟声音变成数字声音时,经过采样,量化和编码三个阶段 奈奎斯特采样定理决定采样的频率,只要采样频率高于信号中最高频率的两倍,就可以完全恢复原始信号的波形, 声音的符号化:MIDI质量还要进一步提高,也无法模拟出自然界中其他非乐曲类声音19音频压缩编码的方

8、法 基于音频数据的统计特性进行编码 差分脉冲编码调制DPCM:适应性强,质量好,但压缩比不大 基于音频的声学参数进行参数编码 压缩比高,但还原信号的质量差,自然度低 基于人的听觉特性进行感知编码 高效的数字音频压缩202.2.4 多媒体图像处理数字图像的优点 精确度高 再现性好 灵活性大 适用面宽数字视频的文件格式(表格P54)压缩编码 R.G.B和H色调.S饱和度.I光的强度或亮度21静止图像压缩标准 由于JPEG优良的品质，使得它在短短的几年内就获得极大的成功，目前网站上百分之八十的图像都是采用JPEG的压缩标准。然而，JPEG属于有损压缩,会出现马塞克,更高压缩率以及更多新功能的新一代静

9、态图像压缩技术JPEG 2000就诞生了。22 JPEG2000的新特征及其应用领域 高压缩率高压缩率：压缩比可在现在的JPEG基础上再提高1030，而且压缩后的图像显得更加细腻平滑，这一特征在互联网和遥感等图像传输领域有着广泛的应用。 无损压缩和有损压缩无损压缩和有损压缩：JPEG2000提供无损和有损两种压缩方式，例如医学图像中有时有损压缩是不能忍受的，同时JPEG2000提供的是嵌入式码流，允许从有损到无损的渐进解压。 渐进传输渐进传输：现在网络上的JPEG图像下载时是按“块”传输的，因此只能一行一行地显示，而采用JPEG 2000格式的图像支持渐进传输(Progressive Tran

10、smission)。所谓的渐进传输就是先传输图像轮廓数据，然后再逐步传输其他数据来不断提高图像质量。互联网、打印机和图像文档是这一特性的主要应用场合。23 JPEG2000的新特征及其应用领域 (续) 感兴趣区域压缩：感兴趣区域压缩：可以指定图片上感兴趣区域（Region of Interest），然后在压缩时对这些区域指定压缩质量，或在恢复时指定某些区域的解压缩要求。 码流的随机访问和处理：码流的随机访问和处理：这一特征允许用户在图像中随机地定义感兴趣区域，使得这一区域的的图像质量高于其它图像区域；码流的随机处理允许用户进行旋转、移动、滤波和特征提取等操作。24视频压缩标准 MPEG-1 V

11、CD标准。 制定于1992年，为工业级标准而设计，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM，Video-CD、CD-i。它用于传输1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码，MPEG-1允许超过70分钟的高质量的视频和音频存储在一张CD-ROM盘上。VCD采用的就是MPEG-1的标准，该标准是一个面向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits/sec，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路(ADSL)，视频点播(VOD)，以及教育网络等。同时，MPEG-1也可被用做

12、记录媒体或是在INTERNET上传输音频。MPEG1标准占用的网络带宽在1.5M左右。25MPEG-2 DVD标准。 制定于1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率，主要针对高清晰度电视（HDTV）的需要，传输速率在3-10Mbits/sec间，与MPEG-1兼容，MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道,以及一个加重低音声道，和多达7个伴音声道(DVD可有8种语言配音的原因)。MPEG-2的另一特点是，其可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量，存储容量，以及带宽的要求。对于最终用户来说，由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量(如

13、DVD画面)在电视上效果并不明显，到是其音频特性(如加重低音，多伴音声道等)更引人注目。 MPEG-2的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M15M之间，不太适于远程传输。 26MPEG-4 如果说，MPEG-1“文件小，但质量差”；而MPEG-2则“质量好，但更占空间”的话，那么MPEG4则很好的结合了前两者的优点。于1999年底结束。MPEG-4标准主要应用于视像电话(Video Phone)，视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等，其传输速率要求较低，在4800-64Kbits/sec之间，分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的

14、带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图象质量。 与MPEG-1和MPEG-2相比， MPEG-4的特点是其更适于交互AV服务以及远程监控。MPEG-4是第一个使你由被动变为主动(不再只是观看，允许你加入其中，即有交互性)的动态图象标准；272.3 多媒体PC282.3.4 数据压缩的标准数据压缩的标准 1、音频压缩 音频的技术参数主要有声音采样频率、采样的信息量、声道数、数据量。音频信息文件所需存储空间的计算公式为： 存储容量（字节）=采样频率采样精度/8声道数时间 2、图像压缩 图像压缩标准可分为二种：静止图像压缩标准和动态图像压缩标准，292.4 多媒体文件格式

15、多媒体文件格式 2.4.1 图像文件格式图像文件格式 2.4.2 视频文件格式视频文件格式 2.4.3 声音文件格式声音文件格式 表7-3 部分媒体文件扩展名30媒体类型扩 展 名说 明文字txtdocwpswri纯文本文件Word文件WPS文件写字板文件声音wavmidimp3标准Windows声音文件乐器数字接口的音乐文件MPEG Layer III声音文件图形图像bmppcdpctpcxpsdjpgtifWindows位图文件通用PCD文件格式通用PCT文件格式Zsoft的位图文件图像处理软件独特的PSD文件格式JPEG压缩的位图文件标记图像格式文件动画gifflcswfmmm图形交换格式文件Autodesk的Animator文件Macromedia的Flash动画文件Microsoft Multimedia Movie文件视频影像avimovmpgdatram（ra、rm）asfWindows视频文件Quick Time视频文件MPEG视频文件VCD中的视频文件RealAudio和RealVideo的流媒体文件Microsoft Media Server的流媒体文件