多媒体技术与应用03.ppt

多媒体技术应用多媒体技术应用多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 本章要点：本章要点：多媒体数据的分类及特点多媒体数据的分类及特点多媒体信息的计算机表示多媒体信息的计算机表示多媒体数据压缩和编码技术多媒体数据压缩和编码技术音频信息处理音频信息处理视频信息处理视频信息处理多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 31 多媒体数据的分类多媒体数据的分类 媒体是承载信息的载体，是信息的表示形式。信息媒体元媒体是承载信息的载体，是信息的表示形式。信息媒体元素是指多媒体应用中可以显示给用户的媒体组成元素，目前主素是指多媒体应用中可以显示给用户的媒体组成元素，目前主要包括文本、图形、图像、声音、动画和视频等媒体。要包括文本、图形、图像、声音、动画和视频等媒体。 311 多媒体数据的特点多媒体数据的特点多媒体数据具有数据量巨大、数据类型多、数据类型间差别多媒体数据具有数据量巨大、数据类型多、数据类型间差别大、数据输入和输出复杂等特点。大、数据输入和输出复杂等特点。多媒体数据类型多，包括图形、图像、声音、文本和动画等多媒体数据类型多，包括图形、图像、声音、文本和动画等多种形式，即使同属于图像一类，也还有黑白、彩色、高分辨多种形式，即使同属于图像一类，也还有黑白、彩色、高分辨率和低分辨率之分，由于不同类型的媒体内容和格式不同，其率和低分辨率之分，由于不同类型的媒体内容和格式不同，其存储容量、信息组织方法等方面都有很大的差异。存储容量、信息组织方法等方面都有很大的差异。多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 3 31 12 2 多媒体数据的分类多媒体数据的分类 1文字文字文本是各种文字的集合。它是用得最多的一种符号文本是各种文字的集合。它是用得最多的一种符号媒体形式，是人和计算机交互作用的主要形式。媒体形式，是人和计算机交互作用的主要形式。 2音频音频 音频泛指声音，除语音、音乐外，还包括各种音音频泛指声音，除语音、音乐外，还包括各种音响效果。将音频信号集成到多媒体中，可提供其他响效果。将音频信号集成到多媒体中，可提供其他任何媒体不能取代的效果，从而烘托气氛、增加活任何媒体不能取代的效果，从而烘托气氛、增加活力。力。多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 3图形、图像图形、图像 一般地说，凡是能被人类视觉系统所感知的信息一般地说，凡是能被人类视觉系统所感知的信息形式或人们心目中的有形想象都称为图像。事实上，形式或人们心目中的有形想象都称为图像。事实上，无论是图形，还是文字、视频等，最终都以图像的形无论是图形，还是文字、视频等，最终都以图像的形式出现，但是由于在计算机中对它们分别有不同的表式出现，但是由于在计算机中对它们分别有不同的表示、处理及显示方法，一般把它们看成不同的媒体形示、处理及显示方法，一般把它们看成不同的媒体形式。式。 图形文件基本上可以分为两大类图形文件基本上可以分为两大类： 位图和向量图位图和向量图多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 4 4动画动画 图像或图形都是静止的。由于人眼的视觉暂留作用，在图像或图形都是静止的。由于人眼的视觉暂留作用，在亮度信号消失后亮度感觉仍可保持亮度信号消失后亮度感觉仍可保持120s110s。利用人。利用人眼视觉惰性，在时间轴上，每隔一段时间在屏幕上展现一幅有眼视觉惰性，在时间轴上，每隔一段时间在屏幕上展现一幅有上下关联的图像、图形，就形成了动态图像。任何动态图像都上下关联的图像、图形，就形成了动态图像。任何动态图像都是由多幅连续的图像序列构成的，序列中的每幅图像称为一帧，是由多幅连续的图像序列构成的，序列中的每幅图像称为一帧，如果每一帧图像是由人工或计算机生成的图形时，称为动画；如果每一帧图像是由人工或计算机生成的图形时，称为动画；若每帧图像为计算机产生的具有真实感的图像时，称为三维真若每帧图像为计算机产生的具有真实感的图像时，称为三维真实感动画；当图像是实时获取的自然景物图像时就称为动态影实感动画；当图像是实时获取的自然景物图像时就称为动态影像视频，简称视频。像视频，简称视频。 用计算机制作动画的方法有两种：用计算机制作动画的方法有两种： 一种称为造型动画，另一种称为帧动画。一种称为造型动画，另一种称为帧动画。 多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 5 5视频视频 影像视频是动态图像的一种。与动画一样，由连续的画面影像视频是动态图像的一种。与动画一样，由连续的画面组成，只是画面图像是自然景物的图像。视频一词源于电视技组成，只是画面图像是自然景物的图像。视频一词源于电视技术，但电视视频是模拟信号，而计算机视频则是数字信号。术，但电视视频是模拟信号，而计算机视频则是数字信号。 计算机视频图像可来自录像带、摄像机等视频信号源，这计算机视频图像可来自录像带、摄像机等视频信号源，这些视频图像使多媒体应用系统功能更强、更精彩。些视频图像使多媒体应用系统功能更强、更精彩。 视频信号的输出一般是标准的彩色全电视信号，所以，在视频信号的输出一般是标准的彩色全电视信号，所以，在将其输入到计算机之前，先要进行数字化处理，即在规定时间将其输入到计算机之前，先要进行数字化处理，即在规定时间内完成取样、量化、压缩和存储等多项工作。内完成取样、量化、压缩和存储等多项工作。多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 3 32 2 多媒体信息的计算机表示多媒体信息的计算机表示 321 文本文件格式文本文件格式 常用的文本文件格式有常用的文本文件格式有TXT、RTF以及以及WORD格式的格式的DOC、DOT文件。文件。 322 声音文件格式声音文件格式 常用的声音文件格式有常用的声音文件格式有WAV、MID和和MP3等。等。 Windwos使用的标准数字音频称为波形文件，文件的扩展名使用的标准数字音频称为波形文件，文件的扩展名为为WAV。 MIDI是一种技术规范，它定义了一种把乐器设备连接到计算是一种技术规范，它定义了一种把乐器设备连接到计算机所需的电缆端口的标准以及控制机所需的电缆端口的标准以及控制PC和和MIDI设备之间信息交换设备之间信息交换的规则。的规则。 MP3文件是一种压缩格式的声音文件，其扩展名为文件是一种压缩格式的声音文件，其扩展名为MP3。MP3文件的特点是音质好、数据量小。文件的特点是音质好、数据量小。 多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 323 图形、图像文件格式图形、图像文件格式为了适应不同应用的需要，图像可以以多种格式进行存储。为了适应不同应用的需要，图像可以以多种格式进行存储。例如，例如，Windows中的图像以中的图像以BMP或或DIB格式存储。格式存储。另外还有很多图像文件格式，如另外还有很多图像文件格式，如PCX、PIC、GIF、TGA和和JPG等等。等等。不同格式的图像可以通过工具软件来转换。不同格式的图像可以通过工具软件来转换。常见的图形文件的格式有如下几种：常见的图形文件的格式有如下几种： BMP、PCX、GIF、TIF、JPG、TGA等。等。 多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 GIF文件格式是为制定彩色图像传输协议而开发的。是一种压缩图像存文件格式是为制定彩色图像传输协议而开发的。是一种压缩图像存储格式，压缩比高，文件长度小。储格式，压缩比高，文件长度小。 BMP是一种与设备无关的图形文件格式，它是是一种与设备无关的图形文件格式，它是Windows软件推荐使用软件推荐使用的一种格式的一种格式 。 JPG文件原来是在文件原来是在Apple Mac机器上使用的一种图像格式，使用机器上使用的一种图像格式，使用JPG方方法进行图像数据压缩，近年来法进行图像数据压缩，近年来PC机上十分流行。机上十分流行。 TGA图形文件格式结构比较简单，它由描述图形属性的文件头以及描述图形文件格式结构比较简单，它由描述图形属性的文件头以及描述各点像素值的文件体组成。各点像素值的文件体组成。 TIF格式由格式由Aldus和和Microsoft合作开发，最初用于扫描仪和桌面出版业，合作开发，最初用于扫描仪和桌面出版业，支持所有图像类型。支持所有图像类型。 PCX图形文件格式主要用于商业性图形文件格式主要用于商业性PC Paintbrush图形软件。图形软件。 多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 3 32 24 4 影像文件格式影像文件格式 影像文件通常泛指自扫描仪或视频卡读入的静态画面（影影像文件通常泛指自扫描仪或视频卡读入的静态画面（影像）。因为这种影像不容易像圆、直线、方形、曲线等图形元像）。因为这种影像不容易像圆、直线、方形、曲线等图形元件那样清楚地被定义，所以，都是以点阵的方式存入文件。换件那样清楚地被定义，所以，都是以点阵的方式存入文件。换句话说，我们可以将影像文件视为位图图形文件。句话说，我们可以将影像文件视为位图图形文件。 目前，在动态图像的文件格式中，常用的有：目前，在动态图像的文件格式中，常用的有： AVI 、MOV、MPG和DAT文件等。 多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 AVI格式格式的文件将视频信号和音频信号混合交错地存储在一起，是一的文件将视频信号和音频信号混合交错地存储在一起，是一种不需要专门硬件参与就可以实现大量视频压缩的视频文件格式。在种不需要专门硬件参与就可以实现大量视频压缩的视频文件格式。在各种多媒体演示系统中被广泛应用。各种多媒体演示系统中被广泛应用。MOV文件格式文件格式是是Quick for Windows视频处理软件所选用的视频文视频处理软件所选用的视频文件格式，与件格式，与AVI文件格式相同，一般认为，文件格式相同，一般认为，MOV文件的图像质量较文件的图像质量较AVI格式好。格式好。 MPG文件文件是使用是使用MPEG方法进行压缩的全运动视频图像，在适当的方法进行压缩的全运动视频图像，在适当的条件下，可在条件下，可在1024768的分辨率下以每秒的分辨率下以每秒24、25或或30帧的速率播帧的速率播放有放有128000种颜色的全运动视频图像和同步种颜色的全运动视频图像和同步CD音质的伴音。音质的伴音。 DAT是是Video CD或或Karaoke CD（卡拉（卡拉 OK）数据文件的扩展名，也）数据文件的扩展名，也是基于是基于MPEG压缩方法的一种文件格式。压缩方法的一种文件格式。 DIR是是Macromedia公司使用的公司使用的Director多媒体著作工具产生的电影多媒体著作工具产生的电影文件格式。文件格式。 多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 3 33 3 多媒体数据压缩和编码技术多媒体数据压缩和编码技术 331 多媒体的数据量、信息量和冗余多媒体的数据量、信息量和冗余 多媒体计算机面临的最大难题是大量数据的存储与传送问多媒体计算机面临的最大难题是大量数据的存储与传送问题。在所有可能的数据库中，图像是数据量最大的数据类型。题。在所有可能的数据库中，图像是数据量最大的数据类型。 数据是用来记录和传送信息的，或者说数据是信息的载体。数据是用来记录和传送信息的，或者说数据是信息的载体。对于人类而言，真正有用的不是数据本身，而是数据所携带的对于人类而言，真正有用的不是数据本身，而是数据所携带的信息。信息。信息量与数据量的关系是：信息量信息量与数据量的关系是：信息量=数据量数据量+数据冗余数据冗余多媒体数据中存在的数据冗余类型有：空间冗余、时间冗余、多媒体数据中存在的数据冗余类型有：空间冗余、时间冗余、编码冗余、结构冗余、知识冗余和视觉冗余等。编码冗余、结构冗余、知识冗余和视觉冗余等。多媒体技术应用 第三章第三章 多媒体信息处理技术多媒体信息处理技术 3 33 32 2 数据压缩的基本方法数据压缩的基本方法