多媒体信息处理与应用_1

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1、1,第8章 多媒体信息处理与应用,主讲教师:曹岳辉 时 间:2013.9,2,第8章 多媒体信息处理与应用,多媒体技术概述 多媒体信息的数字化 PhotoShop及其简单图像处理 Flash及其基本动画制作,3,多媒体技术概述,媒体与媒体的分类 （1）感觉媒体 （2）表示媒体 （3）显示媒体 （4）存储媒体 （5）传输媒体,4,多媒体技术概述,计算机中媒体的含义 媒体在计算机领域有两种含义（媒质和媒介） 一种是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器，中文译为媒质。 另一种是指传递信息的载体（即计算机中的数据），如数字、文字、声音、图形、图像、视频动画等，中文译为媒介。 在计算机

2、多媒体技术中的媒体 指传递信息的载体（即计算机中的数据） 。,5,多媒体技术概述,多媒体的定义 多媒体是一种以计算机为中心的多种媒体的有机组合，这些媒体包括文本、声音、图形、图像、动画、视频等，并且人们在接受这些媒体信息时具有一定的主动性和交互性。 多媒体定义强调三点： 以计算机为中心； 各种媒体的有机结合。 交互性。,6,多媒体技术概述,多媒体技术的基本特征 多维性 集成性 交互性,在处理信息范围上具有空间扩展和放大的 能力。 不仅是多种媒体信息的集成；而且是多种技术的集成。 传统信息交流特点单向性；多媒体信息交流特点双向性。,7,多媒体技术概述,多媒体技术的应用 家庭娱乐 教育与培训 商业

3、应用 网络通信 办公自动化 以上列举的是一些主要应用领域，还有其他.。,8,多媒体技术概述,多媒体计算机硬件系统 光盘存储器 CD-ROM光盘 ：只读存储器；主要存储计算机程序。 CD-R与CD-RW光盘 ： CD-R单次写入、多次可读光盘； CD-RW可修改、可删除、可重写数据光盘。 VCD光盘：含视频的光盘，可存74分钟影视节目。 DVD光盘 ：大容量数字通用光盘；有单、双面，单、双层之分；容量：几个GB十几个GB。,9,多媒体技术概述,多媒体计算机硬件系统 音频卡：俗称声卡。 视频卡：处理视频信息的硬件，种类多： 视频捕捉与播放卡：捕捉、压缩、存储、编辑和播放视频和音频信号。 视频压缩卡

4、：按JPEG或MPEG标准对视频和音频信号进行压缩和还原。 视频转换卡：将计算机输出的数字视频信号转换为各种制式的模拟电视信号。 MPEG卡 ：基于MPEG标准的压缩和解压缩。 其他设备 ：投影机、触摸屏、扫描仪、数码相机、摄像机、录像机等。,10,多媒体技术概述,多媒体信息的计算机处理 视觉媒体处理 视觉媒体处理通常包括： 视频处理，即视频的数字化及编辑加工 图像处理，即图像的数字化、各种编辑加工、图形和图像的动态生成。 图像压缩，包括静态图像压缩编码、动态视频压缩编码。 听觉媒体处理 听觉媒体处理简单地说就是对声音的处理，即音频处理，包括音频采样、量化、压缩编码、合成及处理、语音识别等。,

5、11,多媒体信息的数字化（重点、难点）,模拟信号与数字信号 模拟信号 在时间上或幅度上连续的信号称为模拟信号。,图(a) 图(b)：,12,多媒体信息的数字化,数字信号 如果把信号幅度的取值数目人为加以限定（量化处理），得到由有限种数值大小组成的信号就被称为离散幅度信号。 采样值经过量化处理后在幅度值上也取离散值。在时间和幅度上都是离散的数值可以称为数字信号（准数字信号）；严格说来还要经过编码表示才是真正的数字信号。,13,多媒体信息的数字化,模拟信号的数字化 抽样 所谓抽样（也叫采样）就是每隔一定的时间间隔T，抽取模拟信号的一个瞬时幅度值(抽样值)，抽样后所得出的一系列在时间上离散的抽样值称

6、为样值序列 。 抽样的作用是使得信号在时间上离散化。 量化 对时间离散数据用有限数目的幅值表示，即利用预先规定的有限个值来表示模拟信号抽样值的过程称为量化。 量化的作用是使得信号在幅度上离散化 注意：线性量化(最简单)、非线性量化(复杂)。,14,多媒体信息的数字化,线性量化也叫均匀量化，就是把原信号的取值范围按等距离分割的量化。其量化间隔取决于输入信号的变化范围和量化值数目。即： （信号最大值信号最小值）/ 量化值数目 模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，如果用k位二进制码组来表示该样值的大小，那么，k位二进制码组只能表示M=2k个离散样值。 例如，采用8位编码可将模拟信号量化为28=

7、256个量化级. ( 说明),15,多媒体信息的数字化,编码 需要把抽样、量化后的信号转换成数字编码脉冲，这一过程称为编码。最简单的编码方式是二进制编码。 编码前一般要确定两个因素： 每一个量化值的编码位数，它决定量化精度； 每一组代码与量化值对应的规则（如，常用自然二进制码，即编码值对应二进制数）。,16,多媒体信息的数字化,一种均匀量化和自然二进制编码示意图：,8种区间的中值分别为：0,1,7。前三个取样点对应的区间中值分别为4，5，6；则前三个取样点的量化值分别为4，5，6；编码值则分别为100,101,110。,17,多媒体信息的数字化,数字化声音 声音信号数字化 声音进入计算机的第一

8、步就是数字化，数字化实际上就是采样、量化和编码。,声音的采样、量化和编码,18,多媒体信息的数字化,采样频率 采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样才能能把以数字表达的声音还原成原来的声音，这叫做无损数字化(Lossless Digitization)。 样本精度 样本大小是用每个声音样本的位数bit/s(即bps)表示的，它反映度量声音波形幅度的精度。 例如，每个声音样本用16位(2字节)表示，测得的声音样本值是在065536的范围里，它的精度就是输入信号的1/65536。位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多；反之亦然。,19,多媒体信息的数字化,样本精度 采样精度的另一种

9、表示方法是信号噪声比，简称为信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)，并用下式计算： SNR10 log (Vsignal)2 / (Vnoise)220 log (Vsignal / Vnoise) (db) 其中，Vsignal表示信号电压，Vnoise表示噪声电压；SNR的单位为分贝(db),例如：假设Vnoise1，采样精度为1位表示Vsignal21，它的信噪比SNR6分贝。(注：log(2)=log10(2)=0.301.) 又如：假设Vnoise1，采样精度为16位表示Vsignal216，它的信噪比SNR96分贝。,20,多媒体信息的数字化,声音质量与数据率

10、 根据声音的频带，声音的质量分成5个等级。由低到高分别是电话到数字录音带(DAT)的声音。 见P244表71。 常见声音文件的格式及其转换 常见声音文件的格式 WAV、MP3、WMA、RA、MID、VQF、CD，等常见音频格式。 音频格式的转换(一些常见的格式转换软件)： 极速火龙CD压缩器； Audio Converter； RealAudio Encoder ； Wisecroft Ripper ； Midi2Wav ； Amazing MIDI 。,21,多媒体信息的数字化,数字化图像 图像数字化的步骤 采样、量化与编码。 图像数字化的设备 扫描仪和数码相机。 数字图像的基本概念 图形和

11、图像 矢量图形或几何图形，简称图形（Graphics）。 点阵图像或位图图像，简称图像（Image）。,22,多媒体信息的数字化,分辨率 屏幕分辨率：计算机的显示屏幕由若干点（也称为像素）组成，屏幕分辨率是指屏幕上的像素总数，即屏幕上的最大显示区域，以水平方向的像素点行数和垂直方向的像素点列数表示。 图像分辨率：指数字化图像的大小，以水平像素行数和垂直像素列数表示。(注：与PhotoShop中分辨率的概念不同) 像素分辨率：指一个像素的长和宽的比例（也称为像素的长度比）。,23,多媒体信息的数字化,颜色深度 图像中可能出现的不同颜色的最大数目，用一个像素所占据的二进制位数表示。如某图像中每个像

12、素的颜色用24个二进制位来描述，则该图像的颜色深度为24，可以包含（224）16777216种不同的颜色（真彩色）。 图像文件大小 图像文件的大小是指在磁盘上存储整幅图像所需占的字节数，估算公式（单位：字节）: 位图数据字节数图像分辨率（高宽）图像深度/8,注：Windows下看到的文件大小比上述计算结果略大，是因为实际文件还包含文件头信息。,24,多媒体信息的数字化,图像文件的常见格式及其转换 数字图像文件的常见格式 BMP文件、GIF文件 、TIF（TIFF）文件 、PCX文件 、JPG文件 、PNG文件 、TGA文件 、WMF文件 、EPS文件 。 数字图像文件格式的转换 Windows

13、自带的“画图”程序 ； Ms Office工具中的“Microsoft Photo Editor”； Adobe Photoshop ； 图像格式转换专家V2.1 ； Konvertor v3.45.1 。,25,多媒体信息的数字化,数字化视频图像和动画 数字化视频图像 视频与图像 视频与图像是两个既有联系又有区别的概念。静止的图片称为图像，运动的图像称为视频。也就是说视频信息实际上是由许多幅单一图像画面构成的，每一幅画面称为帧。 视频的模拟信号和数字信号 模拟信号在时间和幅度上都是连续的，它是基于模拟技术以及图像的广播与显示确定的国际标准。而数字信号在时间和幅度上都是离散的，是不连续的0、1

14、二值脉冲信号；它是基于数字技术以及其他更为拓展的图像显示标准。,26,多媒体信息的数字化,数字化动画 按动画性质分类 帧动画：构成动画的基本单位是帧，由很多帧组成动画。 矢量动画：是经过计算机计算而生成的动画，主要表现为变换的图形、线条和文字，（其画面只有一帧）。 按动画表现形式分类 二维动画：又叫“平面动画”，具有非常灵活的表现手段、强烈的表现力和良好的视觉效果。 三维动画：又叫“空间动画”，主要表现三维的动画主体和背景。三维动画的特点是：动画主体的三维造型是经过计算得到的，无需画出物体在旋转和翻滚时的各个面。 变形动画：属于平面动画，其显著特点是：通过计算，把变形参考点和颜色有序地重新排列

15、形成变形效果。,27,多媒体信息的数字化,视频和动画文件的格式及其转换,影像视频格式 AVI格式； MOV格式（Quick Time）； MPG文件； DAT文件； DIR格式 。,流式视频格式 RM格式 ； MOV格式（Quick Time） ； ASF格式 ； WMV格式 ； DivX格式 。,动画文件格式 FLIC（FLIFLC）格式； SWF格式（Flash动画）。,常见视频和动画文件的格式转换 “超级解霸3000英雄版”、“豪杰视频通2.0”、“豪杰超级DVDIII”、“超级转换秀” 。,28,Photoshop及其简单图像处理,Photoshop CS软件简介 Photoshop

16、CS（简称PS）的界面主要由 菜单栏 选项栏 工具箱 调板 工作窗口 组成。,29,Photoshop及其简单图像处理,图像变换 图像缩小和放大 ,操作步骤如下： 打开原始图像文件。单击菜单命令“文件/打开” 菜单， 通过“图像大小”对话框调整图像大小。单击Photoshop CS菜单命令“图像/图像大小”，弹出“图像大小”对话框； 图像另存。单击Photoshop CS菜单命令“文件/存储为”，弹出“存储为”对话框；,30,Photoshop及其简单图像处理,图像的其他变换 调整图像的“亮度/对比度”，“色阶” 单击Photoshop CS菜单命令“图像/调整”，然后选择子命令。 图像旋转 单击Photoshop CS菜单命令“图像/旋转画布”，可以将图像进行任意角度的旋转。 图像滤镜 选取Photoshop CS“滤镜”菜单中不同的子菜单命令，可以对