信息处理技术员(多媒体)

信息处理技术员－－多媒体基础知识1.2音频、图形与图像1.1多媒体技术的概念及分类媒体的概念及分类媒体的概念：通常意义上的媒体有两种指信息的物理载体，即存储和传播信息的物质介质如磁带、磁盘、光盘和半导体存储器；信息的表现形式或传播形式，如文字、声音和图像等文字报刊网络声音电视黑板你能列举出一些生活中常见的媒体吗？媒体的概念及分类国际电报委员会将媒体分为以下5类：感觉媒体（PerceptionMedium）:感觉媒体主要作用于人的感觉器官，使人产生感觉。如图像使人产生视觉反应，声音使人关生听觉反应，气味使人产生嗅觉反应。表示媒体（RepresentationMedium）:表示媒体是传输感觉媒体的中介，在计算机中表现为用于数据交换的编码。如：文字编码中的UTF-8,图像编码中的JPEG等表现媒体:表现媒体用来输入和输出信息。如：常见的输入媒体有键盘、鼠标、扫描仪等，常见的输出媒体有：打印机，显示器等存储媒体:存储媒体用来存储表示媒体。常见的存储媒体有：硬盘，光盘，U盘等传输媒体:传输媒体用于传输表示媒体。常见的传输媒体有：光缆、电线和无线电波等多媒体的概念多媒体（Multimedia)的概念：多种媒体的综合（文本，音频，图形，图像，动画的综合体）融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体多媒体技术的概念1、多媒体技术（MultimediaComputingTechnology）多媒体技术是指把文字、音频、视频、图形、图像、动画等多种媒体信息，通过计算机进行数字化采集/获取，压缩/解压缩，编辑，存储等加工处理，再以单独或合成形式表现出的一体化技术。简而言之，多媒体技术就是计算机综合处理声、文、图信息的技术。多媒体最显著的特点是：数字化、交互性、集成性和实时性多媒体计算机的概念2、多媒体计算机多媒体计算机（MultimediaPersonalComputer,MPC）一般是指能够综合处理文本、音频、图形、图像、动画和视频等多种媒体的计算机。多媒体个人计算机MPC并不是全新的个人计算机，初期是在现有PC机基础上加上硬件板卡和相应软件使其具有综合处理声、文、图像、视频等多种媒体信息的多功能计算机。多媒体系统的组成多媒体系统的层次结构基本计算机硬件系统多媒体硬件设备多媒体核心系统软件（硬件驱动程序、操作系统）多媒体制作平台与工具多媒体创作、编辑软件多媒体应用系统(视频卡)(DVD-ROM)多媒体计算机硬件多媒体计算机的核心乃是完成综合处理多种媒体信息的计算机系统，它可以是一台工作站，也可以是一台高性能的个人计算机（PC）。若以PC机作为主机，再配以必要的多媒体设备，如CD-ROM、声音输入输出设备、视频输入输出设备、多媒体通信传输设备以及多媒体操作系统及相关软件等，就构成了一台多媒体个人计算机（MPC）。多媒体计算机软件多媒体计算机软件系统包括：多媒体操作系统多媒体创作工具软件多媒体应用软件多媒体创作工具软件多媒体创作工具软件按照组织方式和数据管理方式大致可以分为如下几类:(1)页面模式的创作工具，如：Powerpoint(2)时序模式的创作工具，如：Flash(3)图标模式的创作工具，如：Authorware(4)窗口模式的创作工具，如：visualstodio系列（VisualC#，C++，VB等）以及其它的编程工具和语言多媒体计算机软件音频处理技术声音媒体性质及其分类声音是人们用来传递信息最方便、最熟悉的方式之一，它是通过一定介质（如空气、水等）传播的一种连续的机械波。在物理学上称为声波。图1.5声波示意图音强音色变化周期t声音的三要素音调：人们感觉到的声音高低，与声波的频率有关，即频率的高低。音量：用来表示声音的强弱，与声波的振幅有关，即振幅的大小，又称响度音色：人们感觉到的声音音质，与声波的波形形状有关声音信号的两个基本参数幅度：指声波的振幅，单位为分贝（dB）频率：指每秒钟声波变化的次数,单位为赫兹（Hz）音频媒体的分类声音按频率不同可分为次声（低于20Hz）、超声（高于20kHz）和可听声（即音频，频率范围是20Hz至20kHz之间），音频媒体可从不同角度进行分类：从用途角度分为语音、音乐和效果声从处理的角度分为波形音频和MIDI音频从声音质量的角度分为数字激光唱盘质量（20Hz至20kHz）调频无线电广播质量（20Hz至15kHz）调幅无线电广播质量（50Hz至7kHz）电话质量（200Hz至3400Hz）数字化音频的相关知识声音信号是一种模拟信号，计算机不能对模拟信号进行处理，只有把模拟信号转换为数字信号(A/D).把声音信号进行数字化的方法称为取样，取样需要经过3个步骤：采样：量化：编码：采样：把时间连续的模拟信号转换为时间离散的，而幅度连续的信号。采样频率越高，声音的保真度越好。量化：指把幅度上连续的值的样本转换为离散值，即模/数转换（A/D)过程。量化精度越高，声音的质量越好，所需的存储空间也越大。编码：把经过采样和量化后的数字信号进行压缩和编码，以减少存储时占用的空间，并用规定的格式组织成文件音频的相关计算模拟声音信号经过数字化后变成了数字化的音频信号，可以使用计算机进行处理，其主要的参数有：采样频率量化位数声道数目数据率压缩比音频的相关计算声道：一般分为单声道和双声道。单声道一次产生一组声音波形数据。多声道一次同时产生两组波形数据。数据率：表示每秒钟的数据量，以kbps为单位压缩比：同一段时间间隔内的音频数据压缩前和压缩后的数量比音频的相关计算通过以上介绍的几个参数，可以计算得到数字化后音频文件的大小：数字化音频数据量＝数据传输*持续时间/8(B)数据传输率＝采样频率*量化位数*声道数音频的相关计算例1，语音信号的带宽为300~3400Hz，采样频率为8kHz，若量化精度为8位，双声道输出，那么每秒钟的数据量和每小时的数据量各是多少？分析：根据题意，可知采样频率为8kHz,量化精度为8位，声道数目为2，根据音频数据量计算机公式可得：数据传输率＝8kHz×8b×2＝128kbps每秒钟数字化音频数据量＝KBBB625.1516000811000128每小时数字化音频数据量＝MBBB93.5457600000836001000128约为55MB例2：CD光盘上存储立体声数字音乐带宽为20Hz~20kHz，采样频率为44.1kHz,量化精度为16位，双声道，请计算1小时的数据量。若改为单声道，数据量是多少？分析：根据题意，可知采样频率为44.1kHz,量化精度为16位，声道数目为2，根据音频数据量计算机公式可得：数据传输率＝44.1kHz×16b×2＝1411.2kbps每小时数字化音频数据量＝MBkBBskbps62.605635040836002.1411请自行计算声道为1的，1小时的数据量。数字声音的分类数字声音分波形声音和合成声音两种。波形声音对现实声音数字化而获得，能高保真地表现现实世界中的真实声音。合成声音使用符号对声音进行描述，通过合成的方法生成声音。合成声音相对波形声音点用的空间小。数字声音的压缩方法波形编码：直接对采样、量化后的波形进行压缩处理。这类编码可获得高质量的语音，但压缩比较低。参数编码：基于声音生成模型的压缩方法。这类编码可获得很高的压缩比，但音质不理想。混合编码：是波形编码与参数编码的混合，可获得较高的压缩比，也能保证一定的质量。按压缩的可逆性，可分为无损压缩和有损压缩。无损压缩经过还原后，能提供和CD音质同样效果的音质，但压缩比较低。无损压缩后的音频格式有APE,FLAC等。而有损压缩以损失音质为代价，可获得较高的压缩比。如MP3,WMA和AAC等。常见的音频文件格式WaVE:是微软公司的音频文件格式，后缀名为.wav，该文件数据量大，需要占用很大的存储空间。APE：是Monkey’sAudio定义的一种无损音频数据压缩格式，后缀后为.ape.FLAC：后缀后为.flac。采用无损压缩算法MP3：MP3是目前最流行的声音文件格式，具有极大的压缩比。常见的音频文件格式WMA:后缀后为.wma，有有损压缩和无损压缩两种。RealAudio：后缀后为.ra。具有极大的压缩比和极小的失真。一.常用概念：图形：点、线组成平面或立体几何图形。又称矢量图图像：实际场景画面，并以数字化形式存储。又称位图像素：如果把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位，称为”像素”。图形和图像分辨率：指图片中，单位距离中所含像素点的数量，用于表示图片的清晰度。屏幕分辨率PPI：长度为1英寸的范围内单排像素的个数称为图像的分辨率。如:1024X768，800X600,640X480.分辨率越高,图像更清晰,图像存储空间更大。打印机LPI：每英寸线数,打印机的分辨率,用来衡量打印机的输出精度.图形和图像色彩三要素：亮度：指彩色明暗深浅的程度。色调：指颜色的类别，如红色，蓝色等。饱和度：指某一颜色的深浅程度。三基色：红（Reb)、绿（Green)、蓝(Blue)模式构成方法特点作用RGB(默认)以红、绿、蓝为基色的加色法混合方式，也称为屏幕显示模式色彩显示绚丽，但显示与打印效果不符用于屏幕的显示CMYK以青、红（洋红、品红、桃红）、黄、黑为基色的四色打印模式显示与打印效果基本一致用于打印、输出Lab由国际照明委员会制定的，具有最宽的色域，是Photoshop内部色彩模式L：色彩亮度A：由深绿到灰到亮粉红色的转变B：由亮蓝到灰到焦黄色的转变HSBH：色相，组成可见光谱的单色范围：0~360度S：饱和度，色彩鲜艳程度B：亮度，颜色明暗程度;范围：各为0%~100%位图1位图像(位指2的N次幂种颜色),黑白位图,由黑白两种颜色构成画面。16位,32位,64位位图.灰度8位图片，由256级灰阶构成的图片.二.色彩模式：指色彩构成图片的方式。图像的压缩图像的压缩分为两类，无损压缩和有损压缩。无损压缩可以保证在压缩和还原的过程中，图像的信息没有损耗，经过还原后可以和原始图像完全相同。有损压缩采用高效的失真压缩算法，在压缩过程中损失一些图像信息，以获得较高的压缩比。比较广泛的有损压缩有JPEG、MPEG等。图像格式BMP格式BMP是标准Windows图像格式,非压缩格式，文件存储容量较大,扩展名为.bmp。JPEG格式支持真彩色，适用于色彩较丰富的照片。采用JPEG压缩格式，广泛应用于多媒体和网络中。文件扩展名为jpg或jpeg。如:4MBBMP位图,压缩成JPEG格式占200KB。GIF格式常用于网页数据传输的图像文件。压缩格式,可用于静态图像；也可支持图像内的多画面循环显示，来制作小型动画。PSD格式Photoshop专用格式，支持图层、通道存储等功能。图像的相关计算图像的数据量＝图像的总像素*图像的深度/8(转换为Byte)图像的总像素＝水平方向的像素数*垂直方向的像素数动画和视频动画是将静态的图像、图形等信息按一定时间顺序显示而形成的连续的运态画面。根据运动的控制方式，可以把计算机动画分为两类，实时动画和祯动画。根据视觉空间的不同，计算机动画又分为二维动画和三维动画。视频是活动的、连续的图像序列。分为模拟视频和数字视频。视频的压缩和文件格式视频的压缩可以分为无损压缩和有损压缩，帧内压缩和帧间压缩，对称编码和不对称编码。视频的文件格式：AVIWMVGIF试题训练1.扫描仪是一种（）A、存储媒体B、表示媒体C、表现媒体D、传输媒体2.单面双层的DVD光盘属于（），它可以提供8.5GB的存储空间A、DVD-5B、DVD-9C、DVD-10D、DVD-123.（）是多媒体图标模式的创作工具A、AuthorwareB、DelphiC、DirectorD、Powerpoint4.响度、（）、音调是声音的3个衡量指标。A、频率B、幅度C、音色D、赫兹5.若要在一张1GB的SD卡