1、2022-3-221多媒體應用技術基礎o 媒體介紹o 什么是多媒體o 多媒體技術應用的發展歷史2022-3-222單媒體與多媒體介紹 人類大腦與五官（甚至包括第六感）對大千世界的觀察是立體的、聯想的、開放的，也可以說是全息的。在技術的限制下，人們只能制造出各種僅能表達形形式式的單媒體來近似表達不完全的信息。隨著人類社會的進步，多媒體信息系統將負擔起運用多媒體手段來表達完整信息的任務。起發展的過程如下： 全 息 單媒體. 單媒體多媒體MULTIMEIDIA全 息2022-3-223多媒體技術的基本概念 “多媒體”翻譯自英文：“MULTIMEDIA”,意思是“大量的”，字根“media”是拉丁字m

2、edium的復數形式，其基本意是“中間、中心”，后來，逐漸表示“媒體”的意思。從詞源我們可以判斷出，多媒體意味著“多媒介”或者是“多方法”的媒體。這里所謂的媒體就是承載信息的載體或者說是信息的表達形式。 將此概念引用到信息與通信技術領域中，運用多媒介或多方法媒體的新技術稱為多媒體信息技術，由此形成的系統稱為多媒體信息系統。 2022-3-224多媒體應用技術的發展歷史 我們可以通過下面的發展圖來了解多媒體的發展過程 P1 P3 P2通信大眾傳播計算多媒體信息系統與網絡2022-3-225多媒體信息的演變o 媒體的演變過程如下圖文聲像音視頻數 據信 息知識2022-3-226媒體的種類與性質o

3、媒體主要包括以下一些成員： 視覺部分，首先是靜止的圖像、圖形、符號、文字；動態部分是視頻、真實感三維動畫，二維動畫。 聽覺部分，聲響（自然界）、語音、音樂。 觸覺部分，壓力、運動、傳感/發生器。 其它媒體還有包括嗅覺等。2022-3-227數制與數制轉換o 數制是進位計數制度的簡稱n 最早采用的是“逢十進一”；n 鐘表采用的是“逢六十進一”n 十二英寸為一英尺采用的是十二進制o 每一種數制的應用決不是偶然的，它要適應人們的習慣和便于使用。2022-3-228數制的表示方法o 十進制o 二進制o 任意進制2022-3-229數制轉換o 二進制轉化為十進制o 十進制轉化為二進制2022-3-221

4、0信息量的計算方法o 什么是信息量o 信源、信道、信素o 計算方法2022-3-2211信息量的概念 所謂信息量就是信息所攜帶的不確定度的減少量。人們所的到的信息就是不肯定程度減小的量，或者說是兩次不定性之差。所謂不肯定程度和不定性就是指人們對客觀事物不了解不清楚時所表現出的那種無知、少知的茫然狀態；當人們通過某種方法某種渠道，了解和掌握了客觀事物的有關情況之后，那么，這種無知、少知的茫然狀態就會得到不同程度的改變，以至消除。（申農）2022-3-2212信源、信道、信宿o 消息的來源稱之為信源o 消息傳播的渠道稱之為信道o 消息的接受方稱之為信宿2022-3-2213信息量的計算方法 如果信

5、源能夠產生X1、X2Xr等r個符號且每個符號出現的概率分別為P(X1)、P(X2)P(Xr)，則每個符號的信息量為其出現的概率取以2為底的負對數。以每個符號出現的概論進行加權平均，可以得到其平均信息量。2022-3-2214符號數據的表示方式ASCIIo 美國標準信息交換碼，采用7位進行編碼，可以表示09、az、AZ以及標點和運算符號。o ASCII碼的校驗：補位法2022-3-2215文字與數據o 文字稱之為“正文”(Text)，用二進制編碼表示o 西文 用ASCII,是由7個二進制位組成的字符編碼系統，包括：大小寫字母，標點符號，阿拉伯數字，數學符號，控制符號等共128個字符。o 漢字 n

6、 GB231280標準，1980年制定，用2*7個二進制位表示一個漢字，共有6763個漢字和850個符號。nISO10646標準，中、日、韓均可，已批準為國際標準，16位編碼，2萬多漢字。o 數據 數據庫的結構化數據，表格2022-3-2216音頻o 音頻(Audio)在15Hz20KHz頻率范圍內。o 聲源：麥克風、磁帶錄音、無線電與電視、CDo 音頻信號的數字化處理n 采樣Sampling即將模擬信號變換成數字化信號。以下以正弦波為例，根據采樣原理，采樣頻率高于或等于信號最高效頻的2倍。2022-3-2217音頻信號的采樣原始波形采樣數據采樣頻率重建波形2022-3-2218音頻文件的大小

7、及其計算o量化是將采樣值整數化，用二進制表示，如用8位即有256個量化級。o數字錄音文件大小的計算公式： S=FT(r/8)C其中：S為文件大小，以字節來計算 F為采樣頻率，以Hz來計 T為錄音時間，以秒來記 r為分辨率，二進制位數計，如8位，16位 C為聲道數2022-3-2219MIDI(Musical Instrument Digital Interface)o 樂器數字接口，它提供詳細描述樂譜的協議如音符、音調、樂器等，它實際上是用來記錄音樂過程的一串符號命令。通過合成器來播放，因此： 計算機合成器作曲軟件音樂2022-3-2220圖形 計算機圖形（computer graphic）是

8、用計算機產生、儲存、處理物體的物理模型和它們的畫面。 計算機圖形學數據結構圖形算法語言2022-3-2221圖像o 從名稱來看，圖像是用于描繪或用于攝影等方法得到的外在景物的相似物；像是直接或間接（如拍照）得到的人或物的視覺印象，一般講，能為人類視覺系統所感覺的信息形式或人們心目中的有形想象。o 從技術角度來看，圖像在計算機上以位圖（bitmap）表示，實際上是自然的二維光場分布經過空間和亮度的散化，將它考慮為一個矩陣，矩陣中的任一元素，對應于圖像中的一點，稱為pixel（像元或像素），而這個點相應的值反映它的灰度（或顏色）等級，這是數字化后的結果。2022-3-2222圖形與圖像的關系o 圖

9、像是位圖，以像素pixels為基礎，圖像更逼真，而圖形更抽象。o 顯示過程 圖形圖元順序、鏈碼、與圖元數據有關；圖像掃描，從左自右、從上到下o 圖形變換無失真，如發大無失真； 圖象變換會失真，如放大會產生階梯效應o 圖形能以圖元為單位進行屬性修改、編輯等操作，而圖像只能對像素或分塊進行處理2022-3-2223圖形、圖像與識別的關系如圖： 圖像 抽象 文字 符號 圖形真實感描述圖像分析與模式識別圖像處理2022-3-2224動畫o基本概念n 動畫（Animation)是運動的圖畫n 幀動畫（Frame animation):由一幅幅連續的畫面組成的圖像或圖形序列（每秒25幅）n造型動畫（Cas

10、t-based animation),對每個活動的對象分別進行設計，賦予每個對象不同特征（如形狀大、小與顏色等），然后用這些對象組成完整的畫面。o二維動畫：畫面僅是二維的透視效果，并無獨立的空間造型。n制作過程：關鍵幀+插值n特點：色彩鮮艷，清晰度高，容易掌握與使用，如：Animator Pro.等o三維動畫：用三維框架（三視圖）來創造出空間形象n設計過程：建模 動作設計材質選取光源設定攝像機設定著色生成錄演播n特點：立體感強，動態效果逼真，如3DMax,Maya等2022-3-2225數字視頻o 數字視頻是一系列相關圖像，其特點是：n 速度高，每幀1/25秒，每點越31nsn 容量大，B=h

11、.w.q.c.f.s(垂直、水平、量化、波段、頻率、專門算法）2022-3-2226多媒體壓縮技術o 為什么要對多媒體文件進行壓縮o 壓縮的主要方法o 舉例：哈夫曼編碼（Huffman Codes）;游程碼（RLE）2022-3-2227文件壓縮的目的o 無損壓縮：仙農把數據看作是信息和冗余度的組合。壓縮的主要目的就是減小或者消除壓縮的主要目的就是減小或者消除數據中的冗余度數據中的冗余度。它是一個可逆過程。o 有損壓縮：利用人類視覺聽覺上的特性，在不影響人們接受信息的前提下，來減小數據的信息量，從而達到減少數據量減少數據量的目的。它是不可逆的過程。2022-3-2228壓縮的主要方法介紹o 音

12、頻的壓縮方法：n 無損壓縮：HUFFMAN;RLCn 有損壓縮：PCM;DPCM;ADPCM;LPC(AC-3)o 視頻的壓縮方法：n 無損壓縮：HUFFMAN;RLE;LZWn 有損壓縮：DCT;JPEG;MPEG;H.2612022-3-2229HUFFMAN編碼介紹o 哈夫曼編碼是使用事件頻度或者事件概率作為壓縮碼基，如果P(x)是概率，X隨輸入流而產生，若P(x)大時賦較短的碼，P(x)小時賦較長的碼。一個相對簡單的算法如下：nA，令OP是事件概率的集合nB，令Pi與Pj在OP內是最小的兩個概率（PiPj）o B1，產生一個分支節點Nij作為對Pi與Pj的雙親o B2，標出分支Nij

13、Pi為0，Nij Pj為1o B3，令P(Nij)PiPj；從OP中刪除Pi和Pj并置P(Nij)于OPnC,如果OP中包含一個P，停止，否則goto b2022-3-2230HAFFMAN編碼舉例oIntensity X Occurrence probability P(x) I1=01101110 0.35 I2=10011000 0.25 I3=01010100 0.20 I4=11100011 0.12 I5=00001000 0.05 I6=11001011 0.0335125060120140012120 051 8 030root2022-3-2231HAFFMAN編碼舉例o 例

14、如一條掃描線I4 I1 I1 I2 I1 I2 I611100011 01101110 01101110 10011000 01101110 1001110 11001011進行編碼以后相應的碼流變成為：001 11 11 10 11 10 0000 這里從7個字節變成為兩個多一點字節，從而實現了數據的壓縮。2022-3-2232RunLength Encoding（Suppression of repeating Characters）o REL（游程碼）將一串迭代字符（重復符號）表示為該字符上所迭代的次數。o 適用于重復字符較多的數據，如果重復字符很少則可能會導致文件數據量的增加。2022-3-2233REL編碼舉例o 例一：11111100000003333編碼結果為：617