计算机多媒体技术基础培训教材

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,8.1,多媒体技术概述,8.2,多媒体计算机系统的组成,8.3,多媒体信息处理技术,8.4,多媒体信息处理软件,第,8,章 计算机多媒体技术基础,多媒体,多媒体,（multimedia）是指信息表示媒体的多样化。,常见的多媒体形式有：,文 本,图 形,图 像,视 频,动 画,音 频,8.1 多媒体技术概述,8.1.2 多媒体技术,多媒体技术,：使用计算机综合处理文本、声音、图形、图像、视频、动画等多种不同类型媒体信息的技术。,多媒体技术的特点:,数字化,多样性,交互性,集成性,多媒体计算机硬件系统,1高性能CPU,2大容量的存储设备,3声卡,4视频卡,5扫描仪,6数码相机与数码摄像机,8.2,多媒体计算机系统的组成,高性能的CPU,目前的CPU产品，如Intel公司的Pentium处理器有专门的多媒体扩展（multimedia extension，MMX）技术指令，并定义了新的64位的数据类型，且主频可达1G以上，完全可以胜任多媒体数据处理的要求。,声卡:,又称音频卡,是处理音频信号的硬件。,视频卡,用来支持视频信号（主要指活动彩色图像信号）的输入和输出。,主要功能：,逐帧捕捉图像并把图像数字化，对数字化的图像数据进行压缩和解压缩，将捕捉的图像还原（即解压缩）后供显示器显示或转换为PAL制式的模拟视频信号供电视机播放及录像机录制，即实现对语音、图像的采集、压缩和重放。,扫描仪,扫描仪是常用的图形、图像、文本等信息的输入设备。利用它可以快速地将图形、图像、照片、文本等信息从外部环境输入到计算机中。扫描仪一般通过RS-232或USB接口与主机相连。,数码相机与数码摄像机,获取电子图像、动态影像。通过USB接口与计算机相连，并可以将存储的数字信息直接传送到计算机中。,按功能分类：,支持多媒体的操作系统,多媒体驱动软件,多媒体数据处理软件,多媒体编辑创作软件,多媒体应用软件,多媒体计算机软件系统,音频处理,振幅,振动频率,T,A,声音的波形,A：振幅，反映音量。,T：振动周期,1/T：频率（单位赫兹），反映音调。,1.,模拟声音信号数字化,复杂的声波由许多具有不同振幅和频率的正弦波组成。声波在时间上和幅度上都是连续变化的模拟信号，可用模拟波形来表示。,8.3,多媒体信息处理技术,采样,量化,编码,声音的模拟信号,模拟声音信号的数字化过程,声音的数字信号,模拟信,号,号在时,间,间上连,续,续，在,幅,幅度上,也,也连续,。,。而计,算,算机只,能,能处理0和1,两,两种状,态,态值，,所,所以必,须,须对连,续,续的模,拟,拟声音,信,信号数,字,字化（,离,离散化,）,）。,采样的,时,时间间,隔,隔称为,采,采样周,期,期，采,样,样周期,的,的倒数,就,就是采,样,样频率,，,，即每,秒,秒取得,声,声音样,本,本的次,数,数。采,样,样频率,越,越高，,声,声音的,质,质量越,好,好，但,数,数据量,越,越大。,振幅,振动频率,T,A,采样点,采,样,样,采样是,每,每隔一,定,定的时,间,间间隔,在,在模拟,波,波形上,取,取一个,幅,幅度值,，,，从而,得,得到一,系,系列的,声,声音采,样,样值，,这,这样就,把,把时间,上,上的连,续,续信号,变,变成时,间,间上的,离,离散信,号,号。,在相同,的,的采样,频,频率下,，,，量化,位,位数越,大,大，则,采,采样精,度,度越高,，,，音质,越,越好，,信,信息的,存,存储量,也,也相应,越,越大。,振幅,振动频率,T,量,化,化,量化是,将,将每个,采,采样点,的,的幅度,值,值以数,字,字存储,，,，量化,的,的位数,（,（即采,样,样精度,）,）表示,存,存放采,样,样点幅,度,度值的,二,二进制,位,位数。,通,通常量,化,化的位,数,数有8,位,位、16位等,。,。,编,码,码,将采样,和,和量化,后,后的数,字,字数据,以,以一定,的,的格式,记,记录下,来,来。,常用的,编,编码方,式,式有脉,冲,冲编码,调,调制（PulseCode Modulation,，,，PCM），,其,其主要,优,优点是,抗,抗干扰,能,能力强,，,，失真,小,小，传,输,输特性,稳,稳定。,2,.音,频,频文件,格,格式,数字化,的,的声音,信,信息以,文,文件的,形,形式保,存,存，即,通,通常所,说,说的音,频,频文件,或,或声音,文,文件。,常见的,音,音频文,件,件的类,型,型：,WAVE,文,文件（.wav）,MIDI,文,文件（.mid）,MP3格,式,式（.mp3,）,）,WMA格,式,式（.wma,）,）,RealAudio格,式,式（.ra）,CD 文,件,件格式,（,（.cda）,3,.音,频,频格式,转,转换,各种音,频,频格式,可,可以相,互,互转换,，,，有专,门,门的音,频,频格式,转,转换软,件,件，可,以,以从Internet上搜,索,索下载,。,。,一些音,频,频播放,器,器也可,以,以实现,简,简单的,音,音频格,式,式转换,。,图形和,图,图像处,理,理,1图,形,形和图,像,像的基,本,本概念,图形,（Graphics,）,）：一,般,般是指,通,通过绘,图,图软件,绘,绘制的,由,由直线,、,、圆、,圆,圆弧、,任,任意曲,线,线等图,元,元组成,的,的画面,，,，以矢,量,量图形,文,文件形,式,式存储,。,。,优点：对图,形,形中的各个,图,图元进行缩,放,放、移动、,旋,旋转而不失,真,真；占用存,储,储空间小。,图像,（Image）：是由,扫,扫描仪、数,字,字照相机、,数,数字摄像机,等,等输入设备,捕,捕捉的真实,场,场景画面产,生,生的映像，,数,数字化后以,位,位图形式存,储,储。,放大和缩小,要,要失真，占,用,用空间比矢,量,量文件大。,2.,图像的数字,化,化,图像（Image）数,字,字化过程：,(1),采 样,(2),量 化,(3),图像编码,压缩,（1）,采 样,图像采样就,是,是将连续的,图,图像转换成,离,离散点（像,素,素点）的过,程,程。,采样的实质,就,就是用若干,个,个像素（Pixel）,点,点来描述图,像,像，称为图,像,像的分辨率,，,，用点的“,列,列数行数,”,”表示。,分辨率越高,，,，图像越清,晰,晰，存储量,也,也越大。,（2）,量 化,量化是在图,像,像经采样离,散,散化之后，,用,用二进制数,来,来表示这些,离,离散点对应,的,的颜色信息,的,的过程。,一般用8位,、,、16位、24位、32位等来表,示,示图像的颜,色,色。24位,可,可以表示2,24,种颜色，称,为,为真彩色。,图像的色彩,值,值称为颜色,的,的深度。,黑白图,用,用1位来表,示,示颜色。,灰度图,用,用1个字节,即,即8位来表,示,示颜色。,通,通过调整黑,白,白两色的程,度,度（称颜色,灰,灰度）来有,效,效地显示单,色,色图像，灰,度,度级别为2,8,=256级,。,。,RGB 24位真彩色,彩,彩色图,像,像显示时，,由,由红（Red）、绿（Green,）,）、蓝（Blue）三,基,基色通过不,同,同的强度混,合,合而成。,如果每种基,色,色强度分成256级（,值,值为0255），则,共,共占24位,，,，就构成了2,24,种颜色的“,真,真彩色”图,像,像。,（3）,编码压缩,有损压缩,：对图像中,的,的重复信息,压,压缩，无失,真,真。,无损压缩,：通过去掉,图,图像细节来,压,压缩图像，,有,有失真。,JPEG压,缩,缩编码,：,一种有损压,缩,缩编码。,JPEG是,联,联合图像专,家,家组（Joint Picture Expert Group）,的,的英文缩写,，,，是国际标,准,准化组织（ISO）和,国,国际电话电,报,报咨询委员,会,会（CCITT）联合,制,制订的静态,图,图像的压缩,编,编码标准。,3常见的,图,图像文件格,式,式,位图文,件,件格式（.bmp）,JPEG文件格式,（,（.jpg,或,或.jpeg）,GIF,文,文件格式（.gif）,TIFF文件格式,（,（.tif,或,或.tiff）,PSD,文,文件格式（.psd）,4数字图,像,像的获取,使用,绘,绘图软件创,建,建数字图像,文,文件。如Adobe,Photo,shop、JascPaintShopPro和Windows的画图,程,程序等。这,些,些软件提供,了,了绘图、形,状,状填充、添,加,加阴影或设,置,置油画、炭,笔,笔画、水彩,画,画等效果的,工,工具。,使用,扫,扫描仪和数,码,码相机创建,图,图像文件。,视频处理,1视频概,念,念,视频即运动,图,图像，是由,一,一系列的静,态,态图像按一,定,定的顺序排,列,列组成，每,一,一幅称为帧,（,（Frame）。,模拟视频,NTSC制,式,式 和PAL制式,数字视频,电影、电视,通,通过快速播,放,放每帧画面,，,，再加上人,眼,眼视觉效应,便,便产生了连,续,续运动的效,果,果。当帧速,率,率达到12,帧,帧/秒以上,时,时，可以产,生,生连续的视,频,频显示效果,。,。,2视频信,息,息数字化,在一定的时,间,间内以一定,的,的速率对单,帧,帧视频信号,进,进行采样、,量,量化、编码,等,等处理，实,现,现模数转换,、,、彩色空间,变,变换和编码,压,压缩等。,可通过视频,捕,捕捉卡和相,应,应的软件来,完,完成。,视频数据压,缩,缩标准,MPEG标,准,准:,（Moving PictureExpert Group，活,动,动图像专家,组,组）,由国际标准,化,化组织（ISO）和国,际,际电工委员,会,会（IEC,）,）联合成立,的,的专家组，,负,负责制订的,关,关于运动图,像,像在不同速,率,率的传输介,质,质上传输的,一,一系列压缩,标,标准，它不,仅,仅适用于运,动,动图像，也,适,适用于音频,信,信息。它主,要,要包括三大,部,部分：,MPEGAudio,规,规定音频,数,数据的编码,和,和解码。,MPEGVideo,规,规定视频,数,数据的编码,和,和解码。,MPEGSystem 规定音,频,频数据、视,频,频数据及其,它,它相关数据,的,的同步。,目前，已,出,出台了MPEG-1、MPEG-2,、,、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21等多,种,种标准。,3.,常见的视,频,频文件格,式,式,AVI格式,（,（.avi）,MPEG格,式,式（.dat、.vob、.asf,等,等）,MOV格式,（,（.mov）,DivX格,式,式（.divx）,流,媒,媒体视频,格,格式（,实现视频,信,信息的实,时,时传送和,实,实时播放,）,）,RM格,式,式（.rm、.rmvb）,ASF,格,格式（.asf）,WMV,格,格式（.wmv）,动画处理,1,计算机动,画,画的概念,计算机动,画,画（Computer Animation,）,）是指采,用,用图形与,图,图像处理,技,技术,借,助,助于编程,或,或动画制,作,作软件生,成,成一系列,的,的景物画,面,面，采用,连,连续播放,的,的方法产,生,生物体运,动,动的效果,。,。,2,计算机动,画,画的种类,(1)二,维,维动画,(2)三,维,维动画,3.,常见的动,画,画文件格,式,式,GIF89a,格,格式（.gif）,FLIC格式,（,（.fl,c）,SWF格式（.swf,）,）,8.4.1 多媒,体,体信息处,理,理软件概,述,述,多媒体信,息,息处理软,件,件的种类,很,很多,按,按处理媒,体,体的特征,不,不同进行,分,分类:,图像,类,类软件,图像,处,处理软件,自然,绘,绘画软件,矢量,插,插图