第5章多媒体技术基础新.ppt
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1、多媒体技术基础,大学计算机基础教程,主要内容,多媒体的基本概念 音频的编码技术 图像的编码技术 视频的编码技术 数据压缩技术,多媒体的基本概念,什么是多媒体 多媒体的关键技术 多媒体信息的特点,什么是多媒体,多媒体是多种媒体的组合,即文字、声音、图像、图形、动画、视频等各种媒体的组合。包括: 文本包含字母、数字、字、词、等基本元素,一般采用文字编辑软件生成; 图形是采用计算机语言或专门软件生成的矢量图形; 图像是采用扫描设备、摄像设备或其他图像处理设备生成的用像素点记录的自然影像;,什么是多媒体,视频是动态的影视图像,即视频是动态的图像; 音频是指大约在20Hz20 kHz频率范围的连续变化的
2、声音信号; 动画是采用计算机动画软件创作并可连续的画面。,文本媒体,文本可以是英文字母、阿拉伯数字、汉字、中文标点符号和英文标点符号等,一般由文字编辑软件(如记事本、WPS字处理软件和Microsoft Word应用程序等)生成。 需要区别的是:中文标点符号如句号“。”和英文标点符号如句号“.”是不同的文本。,图形和图像媒体,图形,图像,音频和视频媒体,音频,视频,动画媒体,动画,多媒体的关键技术,多媒体信息的特点,数据量大 图形图像、音频和视频等媒体元素需要很大的存储空间。例如,5分钟标准质量的PAL视频信息需要大约6.6GB的存储空间。面对如此巨大的存储要求,必须对多媒体信息进行压缩处理。
3、 多数据流 某些多媒体展示时表现为静态和连续信息的集成,例如,视频播放时就是静态的图像和连续的音频信息的集成。输入时,每一种信息都有一个独立的数据流;播放时,需要对这些数据流加以合成。各种类型的媒体信息可以存储在一起,也可单独进行存储。,多媒体信息的特点,连续性 多媒体信息一般包含时间数据,具有连续性的特点。例如,音频、视频和动画都是时间相关的。 编码方式多样 多媒体信息由于处理的信息类型复杂,导致编码方式多样。例如,文本中的英文字符使用ASCII编码,中文字符使用汉字信息交换码、音频和图像都是基于采样-量化-编码的过程进行编码。,音频的编码技术,什么是音频信号 模拟信号与数字信号 音频的编码
4、技术:采样、量化和编码 音频文件存储容量的计算,什么是音频信号,音频,又称为声音,是通过空气传播的一种连续的波,称为声波。声音的强弱体现在声波压力的大小,音调的高低体现在声音的频率上。 声音信号的两个基本参数是频率和幅度。 频率小于20Hz的信号称为亚音信号;频率在20Hz20kHz的信号称为音频信号;人们说话的信号频率通常在300Hz3kHz;频率大于20kHz的信号称为超音频信号,或者称为超声波信号。,模拟信号与数字信号,模拟信号: 时间和幅度都是连续的信号 数字信号: 幅值被限制在有限个数值之内,它不是连续的而是离散的,即幅值只能取有限的数值,音频的编码技术,由于多媒体信息的特殊性,其二
5、进制编码的技术和方法比一般的字符编码要复杂很多; 基本的思想就是将“连续”变成“离散”,将“模拟信号”变为“数字信号” 一般需经过采样、量化、编码三个过程。,音频采样,音频采样:每隔一个时间间隔在声音波形上取一个幅度值,将时间上连续的信号变成离散的信号; 采样的目的是在时间上,对连续的变化进行离散化,最终以有限个数的“点”,去替代原来连续的信号。,音频采样的例子,t,音频采样的例子,t,音频量化,音频量化:指的是在幅度值的取值空间上进行离散化,用有限位的二进制代码,表示落在同一时间段内的幅度值,音频量化的例子,3位量化,2位量化,音频编码,根据采样和量化的结果,将各离散点的幅度值进行“逐点”记
6、录,将记录的结果保存为一个文件,即为该音频信息的数据文件,实现对音频信息的编码; 将来按照采样、量化和编码的“逆思想” ,可把该文件还原。只有当采样频率高于声音信号最高频率的两倍时,才能将数字信号表示的声音还原为原来的声音。,音频编码的图示,00 10 10 10 01 01 01 11 11,000 100 100 100 010 001 010 101 110,音频文件存储容量的计算,采样频率:(Hz 单位时间内的采样次数 一般为11.025kHz或22.05kHz) 量化位数:(bit 表示量化级别的二进制的位数 一般为8位或16位) 声道数量:单声道or多声道,不同技术指标下的效果图示
7、,采样频率11KHz 8位量化,采样频率22KHz 16位量化,音频文件存储容量的计算,音频数据的存储容量 采样频率*量化位数*声道数*播放时间/8(字节B) 采样频率=44.1kHz 样本精度=16bit 立体声 播放时间=60秒 存储空间=44.1*1000*16*2*60/(8*1024*1024) =10.09 MB,图像的编码技术,颜色模型 图像的编码技术:采样、量化和编码 图像文件存储容量的计算,颜色模型,颜色模型(color model)指的是描述所有颜色的一套规则和定义。最典型的代表是RGB(Red Green Blue)颜色模型。 两种典型的颜色模型: RGB颜色模型:红绿篮
8、颜色模型 HSL颜色模型:色调饱和度亮度颜色模型,RGB颜色模型,颜色=R(红色的百分比)+G(绿色的百分比)B(蓝色的百分比)。 当三种基本颜色等量相加时,得到白色。,RGB颜色模型,颜色=R(红色的百分比)+G(绿色的百分比)B(蓝色的百分比)。 当红绿等量相加而篮为0时得到黄色。,RGB颜色模型,颜色=R(红色的百分比)+G(绿色的百分比)B(蓝色的百分比)。 当红篮等量相加而绿为0时得到品红色。,RGB颜色模型,颜色=R(红色的百分比)+G(绿色的百分比)B(蓝色的百分比)。 当绿篮等量相加而红为0时得到青色。,图像的编码技术,图像的数字化编码也经过采样、量化和编码三个过程 采样是将图
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- 多媒体技术 基础
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