自学考试复习专题：多媒体计算机技术笔记

第一章多媒体技术概述一、主要内容1、什么是媒体？1)一是指用以存储信息的实体，如磁盘、磁带、光盘和半导体存储器；2)一是指信息的载体，如数字、文本、声音、图形图像和视频等。2、CCITT给媒体做的分类1)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2)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式。3)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4)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，主要指与计算机想着的外部存储设备。5)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。3、多媒体定义所谓多媒体，是指信息表示媒体的多样化，常见的多媒体有文字、图形、图像、声音、音乐、视频、动画等多种形式。4、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。5、多媒体的特征1)多维化：信息媒体的多样化。2)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。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。6、多媒体计算机技术及发展1)MPC1：1990年2)MPC2：1993年3)MPC3：1995年7、多媒体技术主要内容：1)多媒体软硬件平台2)专用芯片：DSP3)数据压缩及编码技术4)多媒体同步：（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8、多媒体技术的应用1)视频点播2)电子出版物3)CAI4)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OA8)传媒、广告9)讲演辅助10)联机服务二、学习心得基本上每本书的第一章都是提纲挈领地介绍整本书的主要内容，并提出一些基本的理论和概念。第一章的学习是比较重要的，其内容是后面章节的概要性介绍。估计会有10分左右的出题。第二章多媒体计算机系统的组成一、主要内容1、多媒体I/O设备分类输入设备、输出设备、用于网络通信的通信设备。2、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、视频卡和视频捕获卡等。3、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)幅面：支持的幅面大小，如A4、A3扫描仪按幅面大小份为台式和手持式，按图像类型分为灰度和彩色扫描仪。4、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。5、视频捕获卡将模拟视频信号转换为数字视频信号的转换卡。选择时要考虑的问题：1)是否有Overlay(叠加)功能，可直接把视频信号送到VGA显示器。2)支持的输入视频标准、视频源和图形文件格式。NTSC、PAL和S-Video。3)与VGA卡的兼容性4)是否采用了硬件压缩5)“录像”质量：图像尺寸、支持的颜色数、丢帧。6、输出设备1)CRT：两大类：图像显示、矢量图形方式。种类：存储型、随机扫描型、随机扫描彩色CRT。2)液晶显示器(LCD)：低电压、低功耗。按技术性质分单纯矩阵驱动和主动矩阵驱动，TFT是主要发展方向。3)等离子体显示器(PDP)4)显示卡：主要作用是对图形函数进行加速。5)打印机：击打式和非击打式，点阵针击、激光、喷墨。7、通信设备1)调制解调器：Modem2)网卡，局域网最基本的部件之一，又称网络卡或网络接口卡，简称NIC。主要工作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之后向网络上发送出去，还负责网线上传过来的数据。3)传真/通讯卡9、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。10、多媒体与CPU芯片MMX技术：重要特色是使用了单指令多数据流技术(SIMD)，即一条指令并行处理多个数据，从而成倍地提高了机器计算速度。二、学习心得这一章有不少常识性的内容，估计会有一些选择、填空、名词解释、简答的送分题。第三章数字图像处理技术***该章内容为重点内容***一、主要内容1、彩色空间及变换图像处理技术中最基本的问题是对颜色的处理。颜色模式主要有：1)RGB：红、绿、蓝2)Lab：是由RGB转为HSB或CMYK模式的桥梁，发光率、颜色A、B。4)YUV：电视系统常用模式，亮度Y和色差U、V组成。Y与U、V独立变化，可用于压缩。5)CMYK：彩色印刷使用。3、压缩算法评价1)压缩比2)算法的复杂性和运算速度3)失真度：无损编码、有损编码4、行程长度编码(重点掌握并应用)RLE，又称游程编码，就是把一系列的重复值用一个单独的值加上一个计数值来取代。6、预测编码可分为线性预测和非线性预测编码。前者常被称为差分脉冲编码调制，即DPCM。其基本原理是基于图像中相邻象素之间的相关性，每个象素可通过与之相关的几个象素来进行预测。7、变换编码就是将时域信号变换到频域信号上进行处理的方法。常用有K-L和DCT(离散余弦变换)。8、模型法编码预测编码、矢量量化编码以及变换编码都属于波形编码。其理论基础是信号理论和信息论，其出发点是将图像信号看作不规则的统计信息，从象素之间的相关性这一图像信号统计模型出发设计编码器。而模型编码则是利用计算机视觉和计算机图形学的知识对图像信号的分析与合成。模型编码的关键是对特定的图像建立模型，并根据这个模型确定图像中景物的特征参数，如运动参数，形状参数等。解码时则根据参数和已知模型用图像合成技术重建图像。9、混合编码以两种或两种以上方法对图像进行编码称为混合编码。11、BMP格式位图文件格式，三部分组成：位图文件头数据结构、位图信息数据结构和位图阵列。位图阵列数据支持RLE4和RLE8压缩格式。12、GIF格式CompuServe公司开发的格式，称为图形交换格式。以数据块为单位来存储图像的相关信息，使用LZW压缩算法来存储，支持透明属性，可以在一个文件中存放多幅图像。13、TIF格式TIFF格式，与硬件无关，可以用几种不同的压缩方法压缩。文件组成：文件头、参数指针表、参数数据表。14、PNG格式便携网络图形格式，使用LZ77派生的无损数据压缩算法，目的是替换GIF和TIFF。15、PNGvsGIFvsJPEG(掌握)1)PNG兼有GIF和JPEG的色彩模式，GIF用256索引色，JPEG用真彩色，PNG都支持。2)PNG能把图像压缩到极限，但又保留图像品质。文字线条类图形用类GIF方式，相片类用类JPEG方式处理，但采用非破坏性压缩。3)PNG更优化的传输显示。支持类GIF的交错模式。4)GIF只支持0/1透明，JPEG不支持透明，PNG支持“a”频段0-255的透明信息。5)GIF在不同系统上显示的画面可能不同，PNG则可完全相同。6)GIF支持一个文件多图像，PNG不支持。7)PNG用无损压缩，虽然压缩比高于JPEG，但是JPEG可以牺牲品质换尺寸。8)PNG不支持CMYK模式。(后三个是PNG的缺点)16、JPEG格式ISO和CCITT静止图像编码联合专家组。用于连续色调的静止图像压缩编码的通用算法的国际标准。两种工作方式：顺序方式和渐进方式。顺序方式中，图像被分割成行成列的四方小块，编码时由左而右，由上而下地逐行逐列对每个小块进行运算，直到所有小块都被编码为止。渐进方式下，先以一种低于最终质量要求的标准进行编码，完成后再以较上次高一级的质量要求再进行一次编译，但仅传送为改善质量所需增加的那部分信息。重复若干次直至达到所需的最终质量要求。三种级别编码算法：基本系统、扩展系统、无失真系统。基本系统编码以离散余弦变换为核心，采用顺序工作方式，适用于一般精度(8bit)的图像，有良好的压缩效果，压缩比可调。将基本系统在若干方面增强并减少一些限制条件后就称为扩展系统，支持(4bit-12bit)，可采用渐进方式，可选哈夫曼或算法码对离散余弦变换产生的统计事件进行压缩编码。无失真系统采用二维DPCM技术，实现无失真压缩，压缩比较低。17、JPEG基本系统编码过程(重点掌握)1)二维DCT正变换，减少图像数据的相关性2)系数量化，根据压缩精度将变换系数用较少的比特数表示3)编码模型与统计事件，压缩系数矩阵中的零数据，从量化后的系数矩阵生成供熵编码的统计事件。直流分量使用DPCM编码。4)熵编码：基本系统中用哈夫曼编码，扩展系统中可用算术编码。5)数据结构，增加一些附加信息18、JPEG渐进方式1)谱选择法，对DCT变换后的系数，先低频后高频按级编码。2)逐次逼近，第一级只送系数的近似值(如舍弃系数的几个低比特位)，后面各级补上。3)阶梯方式，先用小尺寸编码，再编码原图像与它的差值。19、JPEG的压缩效果0.15b/p，可识别，0.25有用，0.75极佳，1.5时基本与原图无区别。21、MPEG系统运动图像专家组，下分三个小组：MPEG-Video(视频组)负责视频压缩、MPEG-Audio(音频组)负责音频压缩、MPEG-System(系统组)解决多信道压缩视频音频和同步及合成问题。22、MPEG-1标准运动图像和伴随声音的编码-用于速率约在1.5Mb/s以下的数字存储媒体。采用CIF视频格式(352x288)，帧速率为25或30fps，码率为1.5Mb/s(其中视频约1.2Mb/s，音频约0.3Mb/s)。1992年正式通过，由5部分组成：1)MPEG-1System，规定电视图像数据、声音数据及其它相关数据的同步。2)MPEG-1Video，规定视频数据的编码和解码。3)MPEG-1Audio，规定音频数据的编码和解码。4)MPEG-1Conformancetesting，规定如何测试比特数据流和解码器是否满足前3部分中所规定的要求。5)MPEG-1SoftwaresimulationMPEG-2标准适于高于2Mb/s的视频压缩，基本算法也是运动补偿的预测和带有DCT的帧间内变长编码，与MPEG-1的主要区别：1)能够有效地支持电视的隔行扫描格式。2)支持可分级的可调视频编码，适用于需要同时提供多种质量的视频业务的情况。系统分为9组，除了MPEG-1的五组，还有：6)MPEG-2数字存储媒体命令和控制扩展协议7)MPEG-2先进声音编码(AAC)，多声道声音编码算法标准。8)MPEG-2系统解码器实时接口扩展标准9)MPEG-2DSM-CC一致性扩展测试GOP-15：IBBPBBPBBPBBPBBI，允许GOP-1到GOP-15甚至更多，支持变比特率(VBR)编码方案。25、H.261标准CCITT制定的国际上第一个视频压缩标准，主要用于电视电话和会议电视，1990年批准。又称为Px64Kb/s标准，P=1,2时支持QCIF(172x144)。P=6时支持CIF(352x288)。核心是运算估值预测和DCT编码。26、H.263标准关于低于64Kb/s比特率的窄带通道视频编码建议，其目的是能在现有的电话网上传输活动图像。提供两种编码模式：帧内编码、帧间编码。QCIF每帧分为若干宏块，每个宏块由4个8x8的亮度块、1个8x8的Cb块和1个8x8的Cr块组成，由若干个宏块行组成的块组称为1个GOB，行的数量取决于图像帧的分辨率。QCI