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1、多媒体计算机技术学习笔记 = 课程:7167 多媒体计算机技术 教材:多媒体计算机技术第1版鲁宏伟汪厚祥电子工业出版社 第一章多媒体技术概述 一、主要内容 1、什么是媒体? 1)一是指用以存储信息的实体,如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器; 2)一是指信息的载体,如数字、文本、声音、图形图像和视频等。 2、CCITT给媒体做的分类 1)感觉媒体:指能直接作用于人的感官,使人能直接产生感觉的一类媒体2)表示媒体:为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地研究、构造出来的一种媒体。其目的是将感觉媒体从一个地方向另一个地方传送,以便于加工和处理。表示媒体包括各种编码方式。 3)显示媒体:指感觉媒体与用于通信
2、的电信号之间转换用的一类媒体。包括输入显示媒体和输出显示媒体 4)存储媒体:用来存放表示媒体,以方便计算机处理加工和调用,主要指与计算机想着的外部存储设备。 5)传输媒体:用来将媒体从一个地方传送到另一个地方的物理载体,是通信的信息载体。 3、多媒体定义 所谓多媒体,是指信息表示媒体的多样化,常见的多媒体有文字、图形、图像、声音、音乐、视频、动画等多种形式。 4、多媒体技术 就是利用计算机技术把文本、声音、视频、动画、图形和图像等多种媒体进行综合处理,使多种信息之间建立逻辑连接,集成为一个完整的系统。 5、多媒体的特征 1)多维化:信息媒体的多样化。 2)集成性:不仅指多媒体设备集成,也 包含
3、多媒体信息集成或表现集成。 3)交互性:是使人们获取和使信息变被 动为主动的最为重要的特征。 4)实时性:主要指类似声音和视频这样 的媒体,与时间密切相关,要求多媒体 技术必须支持实时处理。 6、多媒体计算机技术及发展 1)MPC1:1990年 2)MPC2:1993年 3)MPC3:1995年 7、多媒体技术主要内容: 1)多媒体软硬件平台 2)专用芯片:DSP 3)数据压缩及编码技术 4)多媒体同步:(集成模式:制约式、 交互式和协作式。) 5)多媒体网络与分布式处理技术 6)信息的组织与管理 7)多媒体数据存储 8)虚拟现实技术 8、多媒体技术的应用 1)视频点播 2)电子出版物 3)C
4、AI 4)游戏与娱乐 5)计算机视频会议 6)多媒体展示和信息查询系统 7)MIS与OA 8)传媒、广告 9)讲演辅助 10)联机服务 二、学习心得 基本上每本书的第一章都是提纲挈领 地介绍整本书的主要内容,并提出一些 基本的理论和概念。第一章的学习是比 较重要的,其内容是后面章节的概要性 介绍。估计会有10分左右的出题。 第二章多媒体计算机系统的组成 一、主要内容 1、多媒体I/O设备分类 输入设备、输出设备、用于网络通信的 通信设备。 2、输入设备 除了基本的键盘、鼠标等以外,还包括 手写板、磁卡设备、IC卡设备、条码 设备、图像扫描仪、数字化仪、触摸屏、 视频卡和视频捕获卡等。 3、图像
5、扫描仪主要性能指标 1)分辨率:以每英寸上扫描象素点数 (DPI)表示,通常在300DPI到1200DPI 之间。 2)灰度,指图像亮度层次范围,目前可 达250 3)色彩度,指彩色扫描仪支持的色彩范 围,用象素的数据位表示,如24位支 持16M色。 4)速度,在指定的分辨率和图像尺寸下 的扫描时间。 5)幅面:支持的幅面大小,如A4、A3 扫描仪按幅面大小份为台式和手持式, 按图像类型分为灰度和彩色扫描仪。 4、触摸屏 一般由两部分组成:触摸屏控制卡和触 摸检测装置。按介质及工作原理,可分 为电阻式、电容式、红外线式和声表面 波式。 5、视频捕获卡 将模拟视频信号转换为数字视频信号 的转换卡
6、。选择时要考虑的问题: 1)是否有Overlay(叠加)功能,可直接把 视频信号送到VGA显示器。 2)支持的输入视频标准、视频源和图形文件格式。NTSC、PAL和S-Video。 3)与VGA卡的兼容性 4)是否采用了硬件压缩 5)“录像”质量:图像尺寸、支持的颜色数、丢帧。 6、输出设备 1)CRT:两大类:图像显示、矢量图形方式。种类:存储型、随机扫描型、随机扫描彩色CRT。 2)液晶显示器(LCD):低电压、低功耗。按技术性质分单纯矩阵驱动和主动矩阵驱动,TFT是主要发展方向。 3)等离子体显示器(PDP) 4)显示卡:主要作用是对图形函数进行加速。 5)打印机:击打式和非击打式,点阵
7、针击、激光、喷墨。 7、通信设备 1)调制解调器:Modem 2)网卡,局域网最基本的部件之一,又称网络卡或网络接口卡,简称NIC。主要工作是整理计算机上发往网线上的数据,并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去,还负责网线上传过来的数据。 3)传真/通讯卡 9、USB设备 通用串行总线,主要特点:即插即用、可热插拔,并具有自动配置能力。1.1版12Mb/s,2.0版480Mb/s。USB采用四线电缆,其中两根是用来传递数据的串行通道,另两根为下游设备提供电源。 USB支持4种基本的数据传输模式:控制传输、等时传输、中断传输及数据块传输。 10、多媒体与CPU芯片 MMX技术:重要特
8、色是使用了单指令多数据流技术(SIMD),即一条指令并 行处理多个数据,从而成倍地提高了机 器计算速度。 二、学习心得 这一章有不少常识性的内容,估计会有 一些选择、填空、名词解释、简答的送 分题。 第三章数字图像处理技术 * 该章内容为重点内容* 一、主要内容 1、彩色空间及变换 图像处理技术中最基本的问题是对颜 色的处理。颜色模式主要有: 1)RGB:红、绿、蓝 2)Lab:是由RGB转为HSB或CMYK 模式的桥梁,发光率、颜色A、B。 4)YUV:电视系统常用模式,亮度Y 和色差U、V组成。Y与U、V独立变 化,可用于压缩。 5)CMYK:彩色印刷使用。 3、压缩算法评价 1)压缩比
9、2)算法的复杂性和运算速度 3)失真度:无损编码、有损编码 4、行程长度编码(重点掌握并应用) RLE,又称游程编码,就是把一系列的 重复值用一个单独的值加上一个计数 值来取代。 6、预测编码 可分为线性预测和非线性预测编码。前 者常被称为差分脉冲编码调制,即 DPCM。其基本原理是基于图像中相邻 象素之间的相关性,每个象素可通过与 之相关的几个象素来进行预测。 7、变换编码 就是将时域信号变换到频域信号上进 行处理的方法。常用有K-L和DCT(离 散余弦变换)。 8、模型法编码 预测编码、矢量量化编码以及变换编码 都属于波形编码。其理论基础是信号理 论和信息论,其出发点是将图像信号看 作不规
10、则的统计信息,从象素之间的相 关性这一图像信号统计模型出发设计 编码器。而模型编码则是利用计算机视 觉和计算机图形学的知识对图像信号 的分析与合成。模型编码的关键是对特 定的图像建立模型,并根据这个模型确 定图像中景物的特征参数,如运动参 数,形状参数等。解码时则根据参数和 已知模型用图像合成技术重建图像。 9、混合编码 以两种或两种以上方法对图像进行编 码称为混合编码。 11、BMP格式 位图文件格式,三部分组成:位图文件 头数据结构、位图信息数据结构和位图 阵列。 位图阵列数据支持RLE4和RLE8压缩 格式。 12、GIF格式 CompuServe公司开发的格式,称为图 形交换格式。以数
11、据块为单位来存储图 像的相关信息,使用LZW压缩算法来 存储,支持透明属性,可以在一个文件 中存放多幅图像。 13、TIF格式 TIFF格式,与硬件无关,可以用几种 不同的压缩方法压缩。文件组成:文件 头、参数指针表、参数数据表。 14、PNG格式 便携网络图形格式,使用LZ77派生的无损数据压缩算法,目的是替换GIF 和TIFF。 15、PNG vs GIF vs JPEG(掌握) 1)PNG兼有GIF和JPEG的色彩模式, GIF用256索引色,JPEG用真彩色, PNG都支持。 2)PNG能把图像压缩到极限,但又保留图像品质。文字线条类图形用类GIF 方式,相片类用类JPEG方式处理,但
12、采用非破坏性压缩。 3)PNG更优化的传输显示。支持类GIF 的交错模式。 4)GIF只支持0/1透明,JPEG不支持透明,PNG支持“a”频段0-255的透明信息。 5)GIF在不同系统上显示的画面可能不同,PNG则可完全相同。 6)GIF支持一个文件多图像,PNG不支持。 7)PNG用无损压缩,虽然压缩比高于JPEG,但是JPEG可以牺牲品质换尺寸。 8)PNG不支持CMYK模式。 (后三个是PNG的缺点) 16、JPEG格式 ISO和CCITT静止图像编码联合专家组。用于连续色调的静止图像压缩编码的通用算法的国际标准。 两种工作方式:顺序方式和渐进方式。顺序方式中,图像被分割成行成列的四
13、方小块,编码时由左而右,由上而下地逐行逐列对每个小块进行运算,直到所有小块都被编码为止。渐进方式下,先以一种低于最终质量要求的标准进行编码,完成后再以较上次高一级的质量要求再进行一次编译,但仅传送为改善质量所需增加的那部分信息。重复若干次直至达到所需的最终质量要求。 三种级别编码算法:基本系统、扩展系统、无失真系统。 基本系统编码以离散余弦变换为核心,采用顺序工作方式,适用于一般精度 (8bit)的图像,有良好的压缩效果,压 缩比可调。 将基本系统在若干方面增强并减少一 些限制条件后就称为扩展系统,支持 (4bit-12bit),可采用渐进方式,可选哈 夫曼或算法码对离散余弦变换产生的 统计事件进行压缩编码。 无失真系统采用二维DPCM技术,实 现无失真压缩,压缩比较低。 17、JPEG基本系统编码过程(重点掌握) 1)二维DCT正变换,减少图像数据的 相关性 2)系数量化,根据压缩精度将变换系数 用较少的比特数表示 3)编码模型与统计事件,压缩系数矩阵 中的零数据,从量化后的系数矩阵生成 供熵编码的统计事件。直流分量使用 DPCM编码。 4)熵编码:基本系统中用哈夫曼编码, 扩展系统中
