多媒体技术复习重点1

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1、第一章 多媒体技术概要 （一）课程内容多媒体的定义 多媒体是指信息表示媒体的多样化，多媒体技术将文本、图像、图形、声音、音乐、视频、动画等多种媒体形式集成起来，以更自然的方式使用信息和计算机交互，使表现的信息图、文、声共茂。多媒体涉及的几个概念 媒体：一是指用以存储信息的实体，如磁盘，光盘，半导体存储器；二是指信息的载体，如数字，文字，声音，图像，图形和视频等。媒体分类：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） 、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

2、式。 ） 、显示媒体（指感觉媒体与用于通信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） 、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，主要指与计算机相关的外部存储设备。 ） 、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。 ） 。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。多媒体的特征 1)多维化：信息媒体的多样化。)集成性：不仅指多媒体设备集成，也包含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。

3、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。多媒体计算机技术及发展1)MPC1：1990 年 2)MPC2：1993 年 3)MPC3：1995 年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：5)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)虚拟现实技术多媒体技术的应用1)视频点播 2)电子出版物 3)医疗卫生 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)教学管理

4、系统10)移动卫星多媒体计算机五部件：个人计算机，只读光盘驱动器、声卡、windows3.1 操作系统和一组音箱或耳机。多媒体信息处理的最终目标是能够跨越各种不同网络和设备，透明地、强化地使用多媒体资源。多媒体四个关键技术：多媒体数据的处理、多媒体数据的存储、多媒体数据的传输、多媒体输入/输出技术。把音频和视频信号数字化，以数字信息的形式载入到计算机存储器中。数字化后的音频和视频数据量非常大，需要进行压缩和大容量的存储器；音频和视频的输入和输出是实时的，需要高速处理。提高计算机处理能力的最重要的手段是增加处理器中晶体管的数量。多核处理器的出现为解决这一矛盾提供了方法。多核处理器是指将多个运算核

5、封装在一个芯片内部，理论上讲，由于将两个或者多个运算核封装在一个芯片内部，节省大量的晶体管和封装成本，同时还能显著提高计算机处理器的性能。多核处理器的兼容性强。多媒体信息具有巨大的数据量，尤其是动态图形和视频图像，庞大的数据量在网络上进行传输，根本无法保证数据的实时传输。因此，对多媒体信息进行实时压缩和解压缩是非常有必要的。如今已经成为多媒体数据压缩标准的 JPEG 和 MPEG。一种有效的压缩算法应考虑媒体的种类、应用的对象、应用要求以及采用的设备特性等因素。压缩时间长一点不要紧，关键是解压缩还原的时候速度要快，并且尽量少用专用设备，这种一个生产者多个消费者的应用在压缩算法非对称时是最理想的

6、。多媒体信息本身的特点使得各种信息之间在时间上具有一定的相关性，声音和图像，两者都是时间的函数。多媒体以 3 种模式相互集成：制约式、交互式、协作式。1.3 多媒体与网络 数字化的网络集多媒体信息的获取、存储、处理、编辑、综合、传输于一体，并运行于网络上，网络的任意节点都可以共享网络上的多媒体信息。多媒体技术要充分发展其对多媒体信息的处理能力，必须与网络技术结合。如前所述，多媒体信息要占极大的存储空间，即使将数据压缩，对单机用户来说拥有丰富的多媒体信息仍然十分困难。运行于网络环境下的多媒体系统，因为能够不受时空限制地使多个用户透明地共享网络上的数据，特别是多个用户同时对同一个数据文件进行编辑，

7、这使得多媒体技术有了广泛的应用。1.4 多媒体与光盘存储器 1.5 多媒体的技术研究与应用开发多媒体的应用主要包括以下几个方面：1，音/视频流点播。2.电子出版物。3.医疗卫生。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（管理信息系统）和 OA（办公自动化） 。8.传媒、广告。9.教学管理系统。10.移动卫星。从市场驱动背景来看，有两大方面的原因在推动多媒体与通信技术结合产品的迅速发展：一是网络技术的飞速发展和网络建设的快速推进，二是企业、家庭及个人对多媒体信息的需求。从技术背景看，通信是传输信息的工具，无论是从本地还是从远程获取信息，必须使用通信手段，多媒体

8、计算机与通信本来就是一个信息系统中的两个部分。第二章 除了较高的配置的计算机主机硬件以外，多媒体硬件系统还需要音频/视频处理设备、光盘驱动器、媒体输入/输出设备。 CPU：central processing unit 即中央处理器。CPU 的内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。多媒体接口卡是根据多媒体系统获取、编辑音频或视频的需要而插在计算机上的，以解决各种媒体数据输入、输出的问题。常用的接口卡有声卡、显卡、视频压缩卡、视频捕捉卡、视频播放卡、光盘接口卡。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

9、和视频捕获卡等。I/O 设备分为三类：输入设备、输出设备，以及用于网络通信的通信设备市场上主要有 3 种手写板：电阻压力板、电磁感应板和电容触控板。电阻压力板是早期手写板采用的技术，由于其原理简单，工艺不复杂，成本较低，价格便宜。由于它是通过感应材料的变形来工作的，材料容易疲劳，使用寿命较短。图像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 2503)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

10、)幅面：支持的幅面大小，如 A4、A3扫描仪按幅面大小可分为台式扫描仪和手持式扫描仪。按图像类型分为灰度扫描仪和彩色扫描仪。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。视频捕获卡是把输入的模拟视频信号，通过内置芯片提供的捕捉功能转换成为数字信号的设备，一般以内置的 PCI 插卡为主。昂贵的视频捕捉卡带有视频压缩功能。CRT 由德国人布劳恩发明，也称为布劳恩管。LCD 是一种低电压、低功耗器件。优点是平面型，结构简单，显示面也可以任意加工制作，使用寿命较长。它是反射型的，在室内条件下也容易观看。没有辐射，不伤人体，画面不会闪

11、烁，可以保护眼睛。可悬挂于墙上。 分子具有方向性的液体则称为液态晶体，简称为液晶。液晶显示器是一种液晶利用光调制的受光型显示器件。 等离子显示器（PDP）又称为电浆显示器，为最新一代显示器，其特点是厚度极薄、分辨率高，占用极少的空间。优点：可以制作出超大尺寸的平面显示器；与阴极射线管不同，它没有弯曲的视觉平面，视角扩大到 160 度以上；等离子显示器的分辨率等于甚至超过传统的显示器，所显示图像的色彩也更亮丽、更鲜艳。背投是相对于正投来说的，背投和正投的原理是一样的。正投是观察者和摄投影机位于反射屏幕的同一侧，观察者看到的是屏幕反射回来的光；背投是观察者和投影机位于屏幕的两侧，从投影机投射出来的

12、光照射到半透明的背投屏幕时会有部分光透过，观察者看到的是投射出来的光。显卡的主要作用是对图形函数进行加速。图形加速卡拥有自己的图形函数加速器和显存，这些都是专门用来执行图形加速任务的，因此可以大大减少 CPU 所需处理的图形函数。通常所说的加速卡的性能，是指加速卡上的芯片集能够提供的图形函数计算能力，这个芯片集通常也称为加速器。打印机分为击打式和非击打式，击打式以点阵式打印机为主，非击打式以激光打印机和喷墨打印机为主。击打式打印机可同时多层打印，是该类打印机独有的。激光打印机的图形功能和字体变化功能方面是其他打印机无法替代的。调制解调器 modem 的作用是利用模拟信号传输线路传输数字信号。电

13、子信号可分为模拟信号和数字信号。传统的调制解调器已经逐渐被 ADSL 调制解调器所取代。ADSL 采用复杂的数字信号处理技术和新的数据压缩算法，使大量的信息得以在网络上高速传输。网卡(NIC，network interface card)，它的主要工作原理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在网络上发送出去。每个网卡有惟一的网络节点地址。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

14、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。USB 设备具有以下几个方面的优点：使用方便，速度快，连接灵活，独立供电，支持多媒体，低成本。USB 设备硬件结构：USB 采用级联星型拓扑，该拓扑由 3 个部分组成：主机，集线器，功能设备。USB 软件结构：1.USB 总线接口。2.USB 系统。USB 最多可支持 5 个非 hub 层以及 127 个外设。数码产品分为数码影像类、数码随身听和掌上电脑三大类。第三章 数字图像处理技术图像通常包括动态图像和静态图像。动态图像包括动画和视频信息，是连续渐变的静态图像或图形的序列，沿时间轴顺次更换显示，从而构成运动视感的媒体。美国信息论专家

15、香农第一次提出数字化信息的基本单位比特。信号的数字化处理包括两个步骤：一是时间上的离散化，即采样；二是幅度上的离散化，即量化。数字化后的信号，将全部变为 0 和 1 的序列，这使得信息的采集、存储、传输、复制、加工变得很方便。采样也叫抽样，是信号在时间上的离散化。量化是对幅值进行离散化。采样长度就是采样时间的长度。色彩可用色调、饱和度、亮度来描述。其中色调与光波的波长有直接关系，亮度和饱和度与光波的幅度有关系，色调由物体表明反射的光线中什么波长占优势决定。黄色的亮度最高。饱和度是指颜色色调的表现程度，某种色调越接近白色或灰色，它的饱和度越小。在饱和的彩色光中增加白光，相当于增加了光能，因而变得

16、更亮了，但是它的饱和度却降低了。RGB 色彩可分为真彩色、伪彩色、调配色。真彩色是指图像中的每个像素都分为 R、G、B 三个基本分量，每个基色分量都直接决定其基色的强度，这样产生的色彩称为真彩色。伪彩色图像的每个像素值实际上是一个索引值或者代码，该代码作为色彩查找表中某一项的入口地址。调配色的获取是通过每个像素占的 R、G、B 分量分别作为单独的索引值进行变换。调配色的效果比一般伪彩色要好。Lab：是由 RGB 转为 HSB 或 CMYK 模式的桥梁，发光率、颜色 A、B。HSB 颜色模式指色调、饱和度、亮度。CMYK 是彩色印刷使用的一种颜色模式。YUV 电视系统常用模式，由一个亮度信号 Y 和两个色差信号 U、V 组成。 能够对多媒体数据进行压缩的前提是因为数据存在大量的冗余，数据压缩的目的就是尽可能地消除这些冗余。冗余分为以下几类：1)统计冗余：大量统计特征上的重复2)信息熵冗余：信息熵定义为一组数据所表