《数字媒体及应用》PPT课件.ppt

第五章数字媒体及应用,1、简单文本（纯文本）2、丰富格式文本3、超文本,5.1文本的分类与表示,简单文本（plaintext）：是由一连串用于表达正文内容的字符（包括汉字）的编码所组成，它几乎不包含任何其他的格式信息和结构信息。这种文本通常称为纯文本或ASCII文本，在PC机中的文件后缀名是.txt特性：呈现为一种线性结构，以行、字为单位，顺序写作与阅读是最通用的文本文件格式，文件体积小，阅读不受限制，几乎所有的文字处理软件都能识别和处理，不能插入图片、表格等，不能建立超链接,1、简单文本（纯文本）,5.1.3文本的分类与表示,1、简单文本（纯文本）2、丰富格式文本3、超文本,5.1.3文本的分类与表示,丰富格式文本：经过排版处理后，纯文本中就增加了许多格式控制和机构说明信息，这样的文本就称为“丰富格式文本”。RTF格式：为了便于丰富格式文本能在不同的软件和系统中互换使用，提出的一种公用中间格式。多媒体文档（MultimediaDocument）：含有声音和视频信息的文本。,2、丰富格式文本,5.1.3文本的分类与表示,1、简单文本（纯文本）2、丰富格式文本3、超文本,5.1.3文本的分类与表示,线性文本：其内容组织是线性的，读者总是按照顺序阅读的文本结构。超文本：采用网状结构来组织信息，文本中的各个部分按照其内容的关系互相链接。超文本(hypertext)的阅读方式传统的顺序式阅读通过链接、跳转、导航、回溯等操作实现跳跃式阅读,3、超文本,5.1.3文本的分类与表示,超文本结构,超链（hyperlink）有向的链源：超链的起点位置，可以是文本块中一个标题、句子、图标等链宿：超链的目的地，可是另一个文本块，也可是同一文本块中的其他部分。,5.1.3文本的分类与表示,超媒体（Hypermedia）：以上所说的文本块可以是文字，也可是图形、图像甚至声音或视频，就把超文本推广到了多媒体形式，有时也称为“超媒体”超文本的应用Windows等一些软件中的“帮助”文件使用浏览器从Web服务器上下载的网页（html或htm文件）,5.1.3文本的分类与表示,5.1.4文本编辑、排版与处理,1、文本编辑2、文本处理3、常用文本处理软件,文本编辑的主要功能对字、词、句、段落进行添加、删除、修改等操作字的处理：设置字体、字号、字的排列方向、间距、颜色、效果等段落的处理：设置行距、段间距、段缩进、对称方式等表格制作和绘图定义超链页面布局：设置页边距、每页行列数、分栏、页眉、页脚等“所见即所得”：一方面所有的编辑操作效果立即可以在屏幕上看到，另一方面在屏幕上看到的效果与打印机的输出结果相同。,1、文本编辑,5.1.4文本编辑、排版与处理,1、文本编辑2、文本处理3、常用文本处理软件,5.1.4文本编辑、排版与处理,文本处理内容：字数统计，字频统计，简/繁体相互转换，汉字/拼音相互转换词语排序，词语错误检测，文句语法检查自动分词，词频统计，词性标注，词义辨识，大陆/台湾术语转换文本压缩，文本加密，文本著作权保护关键词提取，文摘自动生成，文本分类文本检索（关键词检索、全文检索），文本过滤文语转换（语音合成），文种转换（机器翻译）篇章理解，自动问答，自动写作等,2、文本处理,5.1.4文本编辑、排版与处理,1、文本编辑2、文本处理3、常用文本处理软件,5.1.4文本编辑、排版与处理,（1）面向通信的文本处理软件计算机网络上最普及的应用是用电子邮件进行通信。大多数情况下电子邮件正文的内容一般都是简单文本，因此电子邮件内嵌的文本编辑器功能比较简单，操作使用方便。典型软件：微软公司的OutlookExpress，具有文字的增、删、改以及字体、字号的设置功能，也可以设定一些简单的格式和插入一些图片。当然邮件所带的附件并不受此限制。,3、常用文本处理软件,5.1.4文本编辑、排版与处理,（2）面向办公的文本处理软件功能要求：文本制作的高效率、高质量软件面向非专业用户，易学好用文本处理能力，既功能丰富，又操作简单排版功能典型软件：MS-OfficeWPS2000,5.1.4文本编辑、排版与处理,（3）面向出版的文本处理软件排版软件的主要功能：将文字、图形和图像等合理地安排在页面内典型排版软件：方正集团公司的“飞腾”排版软件美国Adobe公司的PageMaker和PDFWriter,5.1.4文本编辑、排版与处理,（4）面向网络信息发布和电子出版的文本处理软件面向电子出版的软件美国Adobe公司的AcrobatPDF格式文件将文字、字型、格式、颜色、图形、图像、超文本链接、声音和视频等信息都封装在一个文件中，不仅适合于网络和电子出版，也适合于印刷出版，实现纸张印刷和网络出版的统一。,5.1.4文本编辑、排版与处理,文本输出：在屏幕上进行阅读、浏览打印输出等操作。文本展现过程：首先要对文本的格式描述进行解释，然后生成文字和图、表的映像（bitmap），最后再传送到显示器或打印机输出。文本阅读器：承担上述文本输出任务的软件，也称为浏览器。它们可以嵌入在文本处理软件中，如微软的Word，也可以是独立的软件，如Adobe公司的AcrobatReader，微软公司的IE等。,5.1.5文本的展现,第五章数字媒体及应用,5.1文本与文本处理5.2图像与图形5.3数字声音及应用5.4数字视频及应用,5.2图像与图形,本节重点：图像的数字化图像的表示方法图像的属性信息图像的压缩编码常用图像文件格式数字图像处理计算机合成图像的应用,从现实世界中通过数字化设备获取的图像，称为：取样图像、也称点阵图像、位图图像简称图像。计算机合成的图像(syntheticimage)，称为：矢量图形（vectorgraphics），简称图形（graphics）,数字图像按生成方法分类：,5.2图像与图形,图像的获取：从现实世界中获得数字图像的过程图像获取的过程实质上是模拟信号的数字化过程，它的处理步骤：扫描分色取样量化,1、图像的数字化,5.2.1数字图像的获取,图像的数字化过程,注：通过上述方法所获取的数字图像称为取样图像，它是静止图像的数字化表示形式，通常简称为”图像“。,5.2.1数字图像的获取,设备：图像获取所使用的设备通称为图像获取设备设备的功能：将现实的景物输入到计算机内并以取样图像的形式表示例：2D图像获取设备（如扫描仪、数码相机等）只能对图片或景物的2D投影进行数字化3D扫描仪能获取包括深度信息在内的3D景物的信息,2、数字图像获取设备,5.2.1数字图像的获取,从取样图像的获取过程可以知道，一幅取样图像由M（列）*N（行）个取样点组成，每个取样点是组成取样图像的基本单位，称为像素（pictureelement,简写为pel）。彩色图像的像素是矢量，它由3个彩色分量组成，灰色图像的像素只有1个亮度分量。,1、图像的表示方法与主要参数,5.2.2图像的表示与压缩编码,彩色图像的表示,230,227,220,220,226,229,231,233,229,224,220,219,223,226,233,240,225,222,215,214,220,221,224,225,227,223,218,216,217,219,225,225,183,187,182,177,174,175,175,168,188,180,168,156,162,158,153,147,178,177,158,156,166,159,154,150,176,175,151,150,170,159,156,155,217,210,197,202,220,233,231,228,220,213,196,197,214,224,227,224,210,207,194,198,210,212,212,211,218,207,196,192,202,215,210,212,225,216,197,193,196,208,203,208,224,217,189,181,184,178,175,174,231,223,200,177,180,175,178,179,226,216,205,176,176,176,176,178,220,212,206,200,225,230,230,228,230,216,200,197,214,226,225,222,238,214,192,194,210,213,214,217,234,212,195,192,202,218,214,211,237,220,205,198,198,218,215,219,235,229,207,194,191,190,185,182,233,239,217,192,188,179,184,182,231,225,220,190,190,187,177,180,红色分量,绿色分量,蓝色分量,5.2.2图像的表示与压缩编码,取样图像在计算机中的表示方法：灰色图像用一个矩阵来表示彩色图像用一组（一般是3个）矩阵来表示，矩阵的行数称为图像的垂直分辨率，列数称为图像的水平分辨率，矩阵中的元素是像素颜色分量的亮度值，使用整数表示，一般是8位至12位,5.2.2图像的表示与压缩编码,图像的属性信息图像大小，也称图像分辨率(垂直分辨率*水平分辨率)颜色空间的类型，指彩色图像所使用的颜色描述方法，也叫颜色模型。常用颜色模型：RGB(红、绿、蓝)、CMYK(青、品红、黄、黑)、HSV(色彩、饱和度、亮度)、YUV(亮度、色度)等像素深度，即像素的所有颜色分量的二进制位数之和，它决定了不同颜色（亮度）的最大数目。,5.2.2图像的表示与压缩编码,练习：,某一彩色图像有R、G、B三基色组成，若三个分量的像素位数分别为2，4，8，则该图像的像素深度为？最大颜色数目为？,一幅图像的数据量可按下面的公式进行计算（以字节为单位）：图像数据量图像水平分辨率图像垂直分辨率像素深度8几种常用图像的数据量,2、图像的压缩编码,从表中可看出，即使是单幅（静止的）数字图像，其数据量也很大。,5.2.2图像的表示与压缩编码,图像数据压缩的可能性：由于数字图像中的数据相关性很强，数据的冗余度很大，因此对数字图像进行大幅度的数据压缩是完全可能的。而且，人眼的视觉有一定的局限性，即使压缩前后的图像有一定失真，只要限制在人眼允许的误差范围之内，也是允许的。,5.2.2图像的表示与压缩编码,数据压缩类型无损压缩:压缩以后的数据进行图像还原(也称为解压缩)时，重建的图像与原始图像完全相同例如：行程长度编码（RLE）、哈夫曼(Huffman)编码有损压缩：使用压缩后的数据进行图像重建时，重建后的图像与原始图像虽有一定的误差，但不影响人们对图像含义的正确理解。如变换编码、矢量编码等,5.2.2图像的表示与压缩编码,图像压缩方法很多，不同方法适用于不同的应用，在计算机中常常是多种压缩方法的综合使用。为得到较高的数据压缩比，一般都采用有损压缩。压缩编码方法优劣的评价压缩倍数的大小重建图像的质量（有损压缩时）压缩算法的复杂程度,5.2.2图像的表示与压缩编码,图像压缩编码方法的国际标准和工业标准：ISO和IEC两个国际机构联合组成了一个专家组，制定了一个静止图像数据压缩编码的国际标准，称为JPEG标准。JPEG标准的特点：适用范围广、能处理各种连续色调的彩色或灰度图像、算法复杂度适中、既可用硬件实现，也可用软件实现图像的压缩比可控制（压缩比越低，图像质量越好；压缩比越高，图像质量越差）,5.2.2图像的表示与压缩编码,3、常用图像文件格式,5.2.2图像的表示与压缩编码,BMP图像：微软公司在Windows操作系统下使用的一种标准图像文件格式，一个文件存放一幅图像，可以使用行程长度编码（RLE）进行无损压缩，也可不压缩。不压缩的BMP文件是一种通用的图像文件格式，几乎所有Windows应用软件都能支持。,5.2.2图像的表示与压缩编码,TIFF(TaggedImageFileFormat)图像文件格式：用于扫描仪和桌面出版，能支持多种压缩方法和多种不同类型的图像，有许多应用软件支持这种文件格式。,5.2.2图像的表示与压缩编码,GIF：互联网上广泛使用的一种图像文件格式，它的颜色数目较少（不超过256色），文件特别小，适合网络传输。由于颜色数目有限，GIF适用于插图、剪贴画等色彩数目不多的应用场合。GIF格式能够支持透明背景，具有在屏幕上渐进显示的功能。尤为突出的是，它可以将许多张图像保存在同一个文件中，显示时按预先规定的时间间隔逐一进行显示，从而形成动画的效果，因而在网页制作中大量使用。,5.2.2图像的表示与压缩编码,5.2.3数字图像处理与应用,1、数字图像处理数字图像处理：使用计算机对来自照相机、摄像机、传真机、扫描仪、医用CT机、X光机等的图像，进行去噪、增强、复原、分割、提取特征、压缩、存储、检索等操作处理,对图像进行处理的主要目的提高图像的视感质量图像复原与重建图像分析图像数据的变换、编码和数据压缩，用以更有效地进行图像的存储和传输图像的存储、管理、检索，以及图像内容与知识产权的保护,5.2.3数字图像处理与应用,与应用领域密切相关，通常具有很强的专业性，如遥感图像处理软件、医学图像处理软件等。使用较多的是面向办公、出版与信息发布的图像处理软件，也称为图像修饰（imageretouching）或图像编辑软件，支持多种不同的图像文件格式，提供多种图像编辑处理功能，可制作出生动形象的图像。如美国Adobe公司的PhotoShop，它集图像扫描、图像编辑、绘图、图像合成及图像输出等多种功能于一体，是一个流行的图像处理工具。,2、图像处理软件,5.2.3数字图像处理与应用,图像的显示控制图像区域的选择图像的编辑操作图像的滤镜操作绘图功能文字编辑功能图层操作,PhotoShop的主要功能包括,5.2.3数字图像处理与应用,图像通信遥感医疗诊断工业生产中的应用机器人视觉军事、公安、档案管理,3、数字图像的应用,5.2.3数字图像处理与应用,景物的模型（model）：景物在计算机内的描述景物的建模(modeling)：人们进行景物描述的过程绘制（rendering）：也称图像合成（imagesynthesis）,根据景物的模型生成图像的过程，所产生的数字图像称为计算机合成图像计算机图形学（ComputerGraphics）：研究如何使用计算机描述景物并生成其图像的原理、方法与技术,1、景物形状的计算机表示,5.2.4计算机图形,几何模型：景物建模的方法与景物的类型有关。普通工业产品（如电视机、电话机、汽车、飞机等），使用基本的几何元素（如点、线、面、体等）及表面材料的性质等进行描述所建立的模型几何模型应用：工业产品的计算机辅助设计/制造过程模型/算法模型：根据景物的生成规律，并使用相应的算法来描述其规律所建立的模型,5.2.4计算机图形,使用计算机合成图像的主要优点：能生成实际存在的具体景物的图像，还能生成假想或抽象景物的图像能生成静止图像，还能生成各种运动、变化的动态图像,2、计算机合成图像的绘制,5.2.4计算机图形,3、计算机合成图像的应用,计算机合成图像的应用：计算机辅助设计和辅助制造（CADCAM）利用计算机生成各种地形图、交通图、天气图、海洋图、石油开采图等作战指挥和军事训练计算机动画和计算机艺术其他：电子出版、数据处理、工业监控、辅助教学(CAI)、软件工程等,5.2.4计算机图形,矢量图形：计算机合成图像矢量绘图软件：制作矢量图形的软件如：AutoCAD、MAPInfo、ARCInfo等2D的矢量绘图软件：Corel公司的CorelDrawAdobe公司的IllustratorMacromedia公司的FreeHand微软公司的MicrosoftVisio微软公司Office办公套件中的Word和PowerPoint,4、矢量绘图软件,5.2.4计算机图形,第五章数字媒体及应用,5.1文本与文本处理5.2图像与图形5.3数字声音及应用5.4数字视频及应用,5.3数字声音及应用,本节重点：声音信号数字化的过程波形声音的获取设备波形声音的主要参数第2代全频带声音压缩编码标准计算机合成声音,5.3数字声音及应用,数字声音是一种在时间上连续的媒体，数据量大，对存储和传输的要求比较高。,5.3.1波形声音的获取与播放,1、声音信号的数字化声音：由振动而产生，通过空气进行传播。它由许多不同频率的谐波所组成，谐波的频率范围称为声音的带宽(bandwidth)，带宽是声音的一项重要参数。,多媒体技术处理的声音信号主要是人耳可听到的2020kHz的音频信号(audio)言语（speech）/语音：人说话的声音，其频率范围约为3003400Hz全频带声音：音乐声、风雨声、汽车声等其他声音，其带宽可达到2020kHz,5.3.1波形声音的获取与播放,声音信号的数字化：将模拟声音信号转换成二进制数字编码形式以便于计算机进行处理的过程声音信号数字化的过程：取样量化编码,模拟声音信号,取样,量化,编码,数字声音,011010011101,5.3.1波形声音的获取与播放,模拟的声音信号转变成数字形式进行处理的优点：以数字形式存储的声音重放性能好，复制时没有失真数字声音的可编辑性强，易于进行效果处理数字声音能进行数据压缩，传输时抗干扰能力强数字声音容易与其他媒体相互结合（集成）数字声音为自动提取“元数据”和实现基于内容的检索创造了条件,5.3.1波形声音的获取与播放,麦克风：将声波转换为电信号，然后由声卡进行数字化声卡（soundcard）：进行数字化，主要功能包括:波形声音的获取与数字化：把模拟的声音信号转换为数字形式。波形声音的重建与播放MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)声音的输入MIDI声音的合成与播放,2、波形声音的获取设备,5.3.1波形声音的获取与播放,声卡组成与工作原理原理：声卡以数字信号处理器(DSP)为核心，DSP在完成数字声音的编码、解码及声音编辑操作中起着重要的作用。它利用PCI总线与主机进行数据交换，混音器(mixer)的将不同的声音信号进行混音，并提供音量控制功能。（图）PC机的声卡较多的已经与主板集成在一起，不再做成独立的插卡。利用声卡可在线(on-line)获取声音；使用数码录音笔可离线（off-line）获取声音，然后再通过USB接口直接将已经数字化的声音数据送入计算机中。,5.3.1波形声音的获取与播放,声音播放：计算机输出声音的过程，通常为两步:1、声音重建：把声音从数字形式转换成模拟信号形式，也由声卡完成。（图）解码：把压缩编码的数字声音恢复为压缩编码前的状态数模转换：把声音样本以数字量转换为模拟量。插值处理：通过插值把时间上离散的一组样本转换成在时间上连续的模拟声音信号。2、将模拟声音信号经过处理和放大送到扬声器发出声音,3、声音的播放,声音的重建由什么完成的？,5.3.1波形声音的获取与播放,数字声音,解码,数模转换,插值,重建的模拟声音信号,011010011101,波形声音的重建,5.3.1波形声音的获取与播放,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,1、波形声音的主要参数取样频率量化位数声道数目使用的压缩编码方法数码率（bitrate）：指的是每秒钟的数据量，也称比特率、码率数字声音未压缩前，其计算公式为：波形声音的码率取样频率量化位数声道数压缩编码以后的码率压缩前的码率/压缩倍数,几种常见数字声音的主要参数,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,第2代全频带声音压缩编码标准,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,MPEG-1声音压缩编码是国际上第一个高保真声音数据压缩的国际标准，它分为三个层次：层1(Layer1)：编码简单，用于数字盒式录音磁带层2(Layer2)：算法复杂度中等，用于数字音频广播(DAB)和VCD等层3(Layer3)：编码复杂，用于互联网上的高质量声音的传输。如MP3音乐一种采用MPEG-1层3编码的高质量数字音乐，它能以10倍左右的压缩比降低高保真数字声音的存储量。,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,杜比数字AC-3（DolbyDigitalAC-3）：美国杜比公司开发的多声道全频带声音编码系统，它提供的环绕立体声系统由5个或7个全频带声道加一个超低音声道组成，所有声道的信息在制作和还原过程中全部数字化，信息损失很少，细节丰富，具有真正的立体声效果，在数字电视、DVD和家庭影院中广泛使用。,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,流媒体：一方面要求数字声音压缩后数据量要小，另一方面还要使声音数据的组织适合于流式传输。声音流媒体产品RealNetworks公司的RA（RealAudio）数字音频微软公司的WMA（WindowsMediaAudio）数字音频苹果公司的QuickTime,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,语音：空气通过声道引起声门振动产生语音带宽只有3003400Hz压缩方法：采用波形编码（基于感觉模型的压缩方法）PCM（脉冲编码）和ADPCM（自适应差分脉冲编码）特点：码率较高（64kb/s、32kb/s）、语音质量高、算法简单、易实现应用：固定电话通信系统、多媒体文档,3、数字语音的压缩编码,5.3.2波形声音的表示与压缩编码,5.3.3波形声音的编辑,声音编辑软件的功能录制声音编辑声音声音的效果处理格式转换播放声音,5.3.4计算机合成声音,计算机合成声音,语音合成,音乐合成,语音合成（Speechsynthesis）：根据语言学和自然语言理解的知识，使计算机模仿人把一段文字朗读出来，这个过程称为文语转换（Text-To-Speech,简称TTS）。计算机合成语音的应用：股票交易、航班动态查询、电话报税等业务有声E-mail服务CAI课件或游戏解说词的自动配音文稿校对、语言学习、语音秘书、自动报警、残疾人服务等,5.3.4计算机合成声音,音乐合成音乐是使用乐器演奏而成的音源：也称为音乐合成器（musicsynthesizer），它能模仿许多乐器生成各种不同音色的音符。PC机的声卡一般都带有音源乐谱在计算机中采用一种叫MIDI的音乐描述语言来表示MIDI是乐谱的数字表示方法，使用MIDI描述的音乐称为MIDI音乐一首乐曲对应一个MIDI文件，其文件扩展名为.MID,5.3.4计算机合成声音,MIDI文件在Windows系统中可以使用媒体播放器进行播放。播放MIDI音乐的过程（图）：媒体播放器软件从磁盘上读入MID文件把其中的一个个MIDI消息发送给声卡上的音乐合成器由音乐合成器解释并执行MIDI消息所规定的操作合成出各种音色的音符，通过扬声器播放出乐曲来,5.3.4计算机合成声音,MIDI音乐的播放：,5.3.4计算机合成声音,MIDI音乐与高保真的波形声音相比：缺点：音质方面较差无法合成出所有各种不同的声音（例如语音）优点：数据量很少（比CD-DA少3个数量级，比MP3少2个数量级）易于编辑修改可以与波形声音同时播放,5.3.4计算机合成声音,第五章数字媒体及应用,5.1文本与文本处理5.2图像与图形5.3数字声音及应用5.4数字视频及应用,5.4数字视频及应用,本节重点：视频采集卡视频压缩编码的标准及其应用,5.4数字视频及应用,视频（video）：指的是内容随时间变化的一个图像序列，也称为活动图像(motionpicture)。常见的视频有电视和计算机动画。电视：能传输和再现真实世界的图像与声音，是当代最有影响力的信息传播工具。数字视频：数字化的电视信号称为数字视频。计算机动画：是计算机制作的图像序列，是一种计算机合成的视频。,基本概念:,电视画面：一种由光点自左向右、自上向下而扫描形成的光栅扫描图像，一般采用隔行扫描方式，即图像由奇数场和偶数场两部分组成，合起来组成一帧图像,1、电视基本知识,5.4.1数字视频基础,PAL制式（中国采用）帧频25帧/s,场频50场/s，远距离传输时用亮度信号Y和两个色度信号U、V来表示优点：能与黑白电视接收机保持兼容，Y分量由黑白电视机直接显示而无需做进一步处理可以利用人眼对两个色度信号不太灵敏的视觉特性来节省电视信号的带宽和发射功率,5.4.1数字视频基础,彩色信号的YUV表示与RGB表示的转换：亮度分量Y0.3R0.59G0.11B色度分量U0.493(BY)色度分量V0.877(RY),5.4.1数字视频基础,数字视频与模拟视频相比的优点：复制和传输时不会造成质量下降容易进行编辑修改有利于传输(抗干扰能力强，易于加密)可节省频率资源,2、视频信号的数字化,5.4.1数字视频基础,以一帧帧画面为单位进行由于采用YUV彩色空间，人眼对颜色信号的敏感度远不如对亮度信号灵敏，所以色度信号的取样频率可以比亮度信号的取样频率低，以减少数字视频的数据量,5.4.1数字视频基础,视频采集卡：PC机中用于视频信号数字化的插卡，简称视频卡它能将输入的模拟视频信号（及伴音信号）进行数字化后存储在硬盘中。数字化的同时，视频图像经过彩色空间转换（从YUV转换为RGB），然后与计算机图形显示卡产生的图像叠加，用户可在显示器屏幕上指定窗口中监看（听）其内容。,5.4.1数字视频基础,数字摄像头：在线获取数字视频的设备。通过光学镜头采集图像，然后直接将图像转换成数字信号并输入到PC机，不再需要视频采集卡进行模数转换。最高分辨率：640480，一般：352288，速度：30帧/s左右，镜头视角：4560度光传感器：大多采用CCD，部分采用CMOS类型，后者分辨率不能很高，但功耗低、速度快接口：USB接口，IEEE1394（火线）接口。,5.4.1数字视频基础,数字摄像机：一种离线的数字视频获取设备。原理：与数码相机类似，功能更多压缩编码：视频图像及伴音使用MPEG记录介质：磁带，硬盘接口：USB，IEEE1394,5.4.1数字视频基础,数字视频的数据量很大解决上述问题的出路是对数字视频信息进行数据压缩。由于视频信息中画面内部有很强的信息相关性，相邻画面的内容又有高度的连贯性，再加上人眼睛的视觉特性，所以数字视频的数据量可压缩几十倍甚至几百倍。,数字视频压缩的可行性,5.4.2数字视频的压缩编码,视频压缩编码的标准及其应用,5.4.2数字视频的压缩编码,数字视频的编辑，是在非线性编辑器的软件支持下进行的使用模式：把电视节目素材存入硬盘中，根据需要对不同长短、不同顺序的素材进行剪辑，同时配上字幕、特技和各种动画，再进行配音、配乐，最终制作成高质量的电视节目核心软件：数字视频编辑器，如AdobePremiere,5.4.3数字视频的编辑,概念：采用计算机制作可供实时演播的一系列连续画面的一种技术。基础：计算机图形学制作过程：先在计算机中生成场景和形体的模型描述它们的运动生成图像并转换为视频信号输出,5.4.4合成视频计算机动画,创作软件：二维动画软件如AnimatorPro三维动画软件如3DStudioMAX等动画网页类型：GIF动画：目前WEB网页上最常用的动画表现形式之一。Adobe的ImageReady工具，在使用时只要先将图片制作好，保存成gif、bmp或jpg格式文件，然后再按序导入gif文件即可。FLASH动画：广泛使用的WEB网页动画制作软件。制作的的动画是矢量图形，不管放大缩小都清晰可见。.swf很小，便于传输且有交互性。,5.4.4合成视频计算机动画,CD(CompactDisc)：小型光盘,最早应用于数字音响领域,代表产品是CD唱片。每张CD唱片的存储容量是650MB左右，可存放1小时的立体声高保真音乐。,1、VCD与DVD,5.4.5数字视频的应用,VideoCD(简称VCD)：1994年由JVC、Philips等公司联合定义的一种以数字技术在CD光盘上存储视频和音频信息的规范。规定了将MPEG-1音频/视频数据记录在CD光盘上的文件系统的标准，使一张普通的CD光盘可记录约60分钟的音视频数据，图像质量达到家用录放像机的水平，可播放立体声。VCD播放机体积小,价格便宜,音视频质量较好。VCD的一个派生产品是KaraokeCD光盘,它同VCD保持兼容。,5.4.5数字视频的应用,DVD（DigitalVersatileDisk）：数字多用途光盘。有多种规格，用途广泛。其中的DVD-Video（日常简称为DVD）就是一种类似于LD或VideoCD的家用影碟。,5.4.5数字视频的应用,DVD-Video的特点和功能：提供32种文字或卡拉OK字幕，最多可录放8种语言的声音具有多结局、多角度(从9个角度选择观看图像)、变焦和家长锁定控制等功能画面的长宽比有三种方式:全景扫描、4:3普通屏幕、16:9宽屏幕方式伴音具有5.1声道(左、右、中、左环绕、右环绕和超重低音)，实现三维环绕立体音响效果,5.4.5数字视频的应用,DVD影碟与VCD相比：存储容量大得多。CD光盘容量650MB，存放74分钟VHS质量(352240)的视频图像；单面单层DVD容量4.7GB，以平均码率4.69Mb/s播放视频图像，能存放133分钟的接近于广播级图像质量（720480）的整部电影压缩编码：MPEG-2画面品质比VCD高,5.4.5数字视频的应用,2、可视电话与视频会议,可视电话在打电话同时还可以互相看见对方的图像。分为静态图像和动态图像两种。可视电话的终端是集摄像、显示、声音与图像的编/解码等功能于一体的，内置高质量的数字变焦镜头及MODEM，可连接到普通的电话线上。编码标准是H.263,图像格式为360*288或180*144，帧频不小于10帧每秒，音频码率是5.3kbit/s和6.3kbit/s两种。,5.4.5数字视频的应用,视频会议通过数字音视频数据实时传送声音、图像，使得分散在两个或多个地点的用户就地参加会议的一种多媒体通信应用。利用计算机网络进行可视电话和视频会议具有使用方便、成本较低的优点。,5.4.5数字视频的应用,数字电视：将电视信号进行数字化,然后以数字形式进行编辑、制作、传输、接收和播放。数字电视的特点：频道利用率高、图像清晰度好可以开展交互式数据业务，包括电视购物、电视银行、电视商务、电视通信、电视游戏、实时点播电视、电视网上游览、观众参与的电视竞赛等,3、数字电视,5.4.5数字视频的应用,数字电视系统的构成：信源编码、业务复用、信道传输与发送美国的DTV、欧洲的DVB和日本的ISDB这几种标准中：信源编码中，视频都采用MPEG-2标准，音频采用MPEG-2或DolbyAC-3业务复用采用的都是MPEG-2系统层规范或其扩展形式信道及发送部分各不相同数字电视接收机（简称DTV接收机）的三种形式：数字电视接收机传统模拟电视接收机的换代产品传统模拟电视机外加一个数字机顶盒可以接收数字电视的PC机,5.4.5数字视频的应用,VOD（VideoOnDemand）：视频点播（也称为点播电视）技术的简称,即用户可以根据自己的需要收看电视节目。,4、点播电视（VOD）,5.4.5数字视频的应用,