第01章多媒体技术与信息处理概述

课件制作人声明欢迎使用本课件。本课件由13个ppt文件组成，使用者可根据教学要求自由修改此课件，但不能擅自出版销售。若发现课件中的缺点和错误，欢迎及时提出宝贵意见([e-mail])，以便制作人及时修订和更正。课件制作人：杨帆、赵立臻2011年12月第2页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述第一章多媒体技术与信息处理概述第3页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述本章导读多媒体技术被称为是继纸张、印刷术、电报电话、广播电视、计算机之后，人类处理信息手段的又一大飞跃，是计算机技术的又一次革命。目前，“多媒体”一词已经进入千家万户，不分行业和领域，人们都在关注多媒体技术的发展和市场变化，并不知不觉地加入到了多媒体技术推广和多媒体信息处理应用的行列中。多媒体技术正在不断地改变着人们的多种行为方式，成为信息社会的主导技术之一。为了更好地掌握和应用多媒体技术，本章将重点介绍多媒体技术的基本概念和基本特性，多媒体信息及其组织方式，多媒体信息处理技术以及多媒体技术的发展等内容。第4页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述本章主要内容：1.1多媒体技术的基本概念1.2多媒体信息的组织与表现方式1.3多媒体技术简介1.4多媒体技术的发展与应用第5页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述1.1多媒体技术的基本概念1）媒体（Medium）:信息传播、交流、转换的载体。如书本、报纸、电视、广告、杂志、磁盘、光盘、磁带及相关设备等。1.1.1媒体及其分类计算机系统中，媒体包含两种特定的含义，一是指信息存储与传输的实体，如磁盘、光盘、磁带、相关设备、通信网络等；二是指信息的表现形式（或者说传播形式），如数字、文字、声音、图形和图像、动画、影视节目等。第6页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述2）媒体的分类国际电话电报咨询委员会CCITT（ConsultativeCommitteeOnInternationalTelephoneandTelegraph）制定了媒体分类标准，将信息的表示形式、信息编码、信息转换与存储设备、信息传输网络等统一规定为媒体，并划分为以下5种类型：①感觉媒体（PerceptionMedium）：直接作用于人的感官，使人能直接产生感觉。②表示媒体（RepresentationMedium）：指各种编码，如语言编码、文本编码和图像编码等。这是为了加工、处理和传输感觉媒体而人为地研究、构造出来的一类媒体。第7页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述③表现媒体（PresentationMedium）：指将感觉媒体输入到计算机中或通过计算机展示感觉媒体的物理设备，即获取和还原感觉媒体的计算机输入和输出设备。④存储媒体（StorageMedium）：指存储表示媒体信息的物理设备。⑤传输媒体（TransmissionMedium）：指传输表示媒体的物理介质。第8页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述在上述的各种媒体中，表示媒体是核心。图1-2反映了不同媒体与计算机信息处理过程的关系。计算机主机（CPU、RAM）纸质图片声音视频远程计算机网络交换文本感觉媒体存储媒体表现媒体表示媒体表现媒体传输媒体纸质图片声音视频文本感觉媒体磁盘、光盘等图1-2媒体与计算机系统输入设备输出设备第9页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述从表示媒体与时间的关系来分，不同形式的表示媒体可以被划分为两大类：静态媒体：信息的再现与时间必然无关，如文本、图形、图像等等；连续媒体：具有隐含的时间关系，其播放速度将影响所含信息的再现。如声音、动画、视频等。连续媒体的引入给传统的计算机系统、通信系统和分布式应用系统等都提出了更高的要求。第10页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述1、多媒体多媒体（Multimedia）:是由两种以上单一媒体融合而成的信息综合表现形式，是多种媒体的综合、处理和利用的结果。具体表现在：1.1.2多媒体与多媒体技术多媒体的实质是将不同表现形式的媒体信息数字化并集成，通过逻辑链接形成有机整体，同时实现交互控制。多种媒体表现多种感官作用多种设备支持多学科交叉多领域应用第11页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述多媒体与传统的传媒有以下三点不同:传统传媒基本是模拟信号，而多媒体信息都是数字化的。传统传媒只能让人们被动地接受信息，而多媒体可以让人们主动与信息媒体交互。传统传媒一般是单一形式，而多媒体是两种以上不同媒体信息的有机集成。第12页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述2、多媒体技术多媒体技术是以计算机技术为主体，结合通信、微电子、激光、广播电视等多种技术而形成的用来综合处理多种媒体信息的交互性信息处理技术。具体来说，多媒体技术是以计算机（或微处理芯片）为中心，把数字、文字、图形、图像、声音、动画、视频等不同媒体形式的信息集成在一起，进行加工处理的交互性综合技术。这里说的“加工处理”主要是指对这些媒体信息的采集、压缩、存储、控制、编辑、变换、解压缩、播放、传输等。第13页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述多媒体技术具有集成性、实时性、交互性、多样性和数字化等五个基本特征，也是多媒体技术要解决的五个基本问题。1.1.3多媒体技术的基本特征集成性:主要表现在两个方面，即多种信息媒体的集成和处理这些媒体的软硬件技术的集成。实时性:由于声音及活动的视频图像是和时间密切相关的连续媒体，所以多媒体技术必须要支持实时处理。第14页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述交互性:向用户提供了更加有效地控制和使用信息的手段，除了操作上的控制自如（可通过键盘、鼠标、触摸屏等操作）外，在媒体综合处理上也可做到随心所欲。多样性：指媒体种类及其处理技术的多样化。数字化：处理多媒体信息的关键设备是计算机，所以要求不同媒体形式的信息都要进行数字化。第15页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述多媒体系统是一种趋于人性化的多维信息处理系统，它以计算机系统为核心，利用多媒体技术，实现多媒体信息（包括文本、声音、图形图像、视频、动画等）的采集、数据压缩编码、实时处理、存储、传输、解压缩、还原输出等综合处理功能，并提供友好的人机交互方式。一个多媒体系统应具备以下特点：①界面友好，更加人性化②视听触觉全方位感受，效果好③人机交互，随心所欲④信息组织完善⑤模拟真实环境，激发创造性思维1.1.4多媒体系统第16页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述1.2多媒体信息的组织与表现方式目前，多媒体信息在计算机中的基本形式可划分为：文本、图形、图像、音频、视频和动画等，这些基本信息形式也称为多媒体信息的基本元素。多媒体信息文本图形图象音频视频动画………1.2.1多媒体信息第17页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述1、文本（Text）文本是以文字、数字和各种符号表达的信息形式，是现实生活中使用最多的信息媒体，主要用于对信息或知识的描述。2、图形（Graphic）图形是指用计算机绘图软件绘制的从点、线、面到三维空间的以矢量坐标或位图像素表示的黑白或彩色图形。如直线、矩形、圆、多边形以及其他可用角度、坐标和距离来表示的几何图形。文本有两种主要形式：格式化文本无格式化文本文本内容的组织方式都是按线性方式顺序组织的。第18页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述3．图像（Image）这里指静止图像，图像可以从现实世界中捕获，也可以利用计算机产生数字化图像。图像是由单位像素组成的位图来描述的，每个像素点都用二进制数编码，用来反映像素点的颜色和亮度。4、音频（Audio）音频是指在20Hz～20KHz频率范围的连续变化的声波信号，可分为语音、音乐和合成音效3种形式。第19页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述5、视频（Video）与动画（Animation）视频是指从摄像机、录像机、影碟机以及电视接收机等影像输出设备得到的连续活动图像信号。动画则是采用计算机动画设计软件创作由若干幅图像进行连续播放而产生的具有运动感觉的连续画面。视频和动画的共同特点是每幅图象都是前后关联的，通常后幅图像是前幅图像的变形，每幅图像称为帧。帧以一定的速率（FPS,帧/秒）连续投射在屏幕上，就会产生连续运动的感觉。当播放速率在24fps以上时，人的视觉有自然连续感。第20页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述在多媒体技术出现之前，计算机上一般只能处理文本信息。文本信息的组织方式是线性的顺序组织，我们称之为顺序文本；超链接技术产生之后（1965年），出现了超文本，可提供符合人类思维过程的联想式非线性网络组织方式；超文本与多媒体技术的结合，不仅可提供非线性的组织方式，还可将多种媒体信息混合组织，产生了超媒体。因此，多媒体信息的组织方式就是由超链接和多种媒体对象组成的超媒体。1.2.2多媒体信息的组织方式第21页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述1、顺序文本顺序文本是线性的顺序组织形式，如下图所示文本内容按照其自身要表达的逻辑关系和自然顺序线性排列，这种组织方式决定了人们的阅读方式只能是按页逐行从左到右阅读，阅读路径是单一的。顺序文本是线性的，123…第22页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述2、超文本从技术角度讲，超文本是一种非线性的网状结构，它由信息结点和表示信息结点间相关性的链构成。结点是指文本中具有相对独立性的基本信息块；而链则是指文本内容之间的相关性关系，它由检索关键字和检索内容的位置指针组成。具体结构如下图所示。ACEBDF●●●●●●●●●第23页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述3、超媒体超媒体（HyperMedia）是在超文本概念的基础上提出的一个多媒体信息组织的新概念。它以实现多种媒体信息的非线性组织为基本要求，从信息结点和链两个方面对超文本概念作了扩充：信息结点的内容不再局限于文本，而是扩展到图形、图像、声音、视频、动画等不同媒体形式；反映信息结点间关系的“链”不仅能链接文本，更能链接图形、图像、声音、视频、动画等多媒体信息。这样形成的多媒体信息组织机制就称为超媒体，其中能够链接各种媒体信息的链也被称为超级链接（HyperLink）。第24页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述超媒体与超文本在组织结构上完全相同，但在链接对象和链接定义（用URL）方面有不同。下图给出了一个简单的超媒体实例，其中的URL1至URL4分别指向位于全球不同网站的多媒体信息资源。全球新闻中国华尔街伊战图片报道●财经●科技●图片●●URL1URL2URL3URL4URL4第25页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述在多媒体系统中，不同方式组织的多媒体信息也是以不同类型的数据文件形式存在的，所有文件的内容均是抽象的二进制数据，只有通过对这些抽象数据的具体解释，还原出他们所代表的真正意义，才能将丰富多彩的多媒体信息展示在人的面前。所有媒体形式的数据文件内容均是通过对应类型的控制程序来表现的，这些控制程序被称为播放器、浏览器或阅读器。如音频播放器、视频播放器、图像浏览器、文本阅读器、网页浏览器等。1.2.3多媒体信息的表现方式第26页/共49页主讲人：杨帆第1章多媒体技术与信息处理概述音频播放器：还原、播放不同格式的音频信息；视频播放器：还原、播放不同格式的视频信息；图像浏览器：还原、播放不同格式的静态图像信息；文本阅读器：还原、播放不同格式的文本信息；网页浏览器：浏览基于Web的集成多媒体页面（超媒体）。不同的控制程序，可还原、表现不同的媒体信息。在具体的软件产品中，许多播放器都是多功能合一的，能够播放不同格式和不同媒体的信息，如MSMediaPlayer、RealOnePlayer、QuickTi