多媒体信息编码

多媒体信息编码将声音、图像、图形、视频转化为二进制代码存储的过程叫数字化。将这些连续、平滑变化的模拟量转化为数字化信息，需要通过一定的传感器来进行量化，从而实现数模转换。各种传感器：１、声音的数字化：声音是一种波，声波通过空气的振动传递到人的耳膜，引起振动，形成听觉效果。是一种模拟信号。如何将模拟信号转化成数字信号呢？基本方法：采样、量化采样：按一定的频率，每隔一段时间，测得模拟信号的模拟量的值。（如图）量化：将测得的模拟量值归入一个量化区域，把值转化为二进制代码。（如图）数字声音的质量取决于采样频率和量化分级的细密程度。采样频率越高，量化的分辨率越高，所得数字化声音的保真程度也越好，但是它的数据量也会越大。一般ＣＤ采样频率为44.1KHZ，立体声为双声道。例如：ＣＤ采用44.1KHZ的采样频率，１６位量化分辨率，立体声双声道，每秒的数据量是多少字节？分析：１６位量化分辨率，是每个测试点采用１６位二进制数表示，即每个点存储信息需要占用２个字节。（１字节＝８位）数据量：44100*2*2=176400字节。练习：采用30HZ的采样频率，８位量化分辨率的声音，每分钟的数据量是多少字节？２、图像和视频的数字化使用扫描仪、数码相机、摄像头等进行图像和视频数字化。图像的数字化：将图像分解为许许多多的点，每个点称为“像素”，再把每个点转化为二进制代码存储。类似玩拼图。黑白图像的数字化：例如１：一幅分辩率为800*600的黑白图像，存储时需要多少字节空间？分析：分辨率为800*600的图像，其水平方向单元格为800，垂直方向单元格为600，所以总单元格数量为800*600=480000。因为是黑白图像，一个单元格需要一个位来存储，所以总存储量与总单元格数量相同。即需要480000位来存储。又因为１字节＝８位，所以换算成字节是480000/8=60000字节。所以一幅分辩率为800*600的黑白图像，存储时需要60000字节空间。练习１：一幅分辩率为1024*768的黑白图像，存储时需要多少字节空间?灰色图像的数字化：每一个像素的灰色程度不同，需要更多的二进制位来表示。例如２：假如一幅800*600图像具有256级灰度，存储需要多少字节？分析：此图像为256级灰度，每一个像素点的色彩深浅是256种灰度中的一种，要表达256种编码需要8位长度的二进制编码。（28=256）也就是说一个像素存储时需要8位，刚好占用1字节来存储。所以储存量为800*600*8/8=480000，即总存储量等于480000字节。练习２：假如一幅800*600图像具有16级灰度，存储需要多少字节？彩色图像的数字化：每个像素点信息量更多，每个像素点可以使用３个字节来表示，每个字节分别表示红、绿、蓝成分，那么可以表示16777216中颜色的组合。（256*256*256）例如：一幅1024*768的彩色图像，每个像素使用３个字节，则存储占用多少多少字节？分析：存储量：1024*768*3=2359296练习３：一幅８００＊６００的彩色图像，每个像素使用4个字节，则存储占用多少多少字节？视频的数字化：视频是由连续的图像帧组成的。将连续每个图像帧的存储量求和就是视频的总存储量。我国采用PAL制，每秒钟显示２５帧。例如：分辨率为720*576的PAL制式的彩色视频，10秒钟长的视频存储需要多少字节？分析：720*576*3*25*10=300MB四、数据的压缩多媒体信息的数据量是非常大的，必须要对其进行数据的压缩才能被广泛应用。ＪＰＧ图像格式压缩、ＭＰ３音频格式的压缩、MPEG-I、MPEG-II视频格式压缩等，这种方式的压缩是保存重要的信息，而丢弃一些信息数据为代价的，所以称为“有损压缩”。