第三章多媒体信息的类型及其特征

《第三章多媒体信息的类型及其特征》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章多媒体信息的类型及其特征（32页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第三章第三章 多媒体信息的多媒体信息的类型及其特征类型及其特征主要内容：主要内容：1、了解常见的多媒体信息、了解常见的多媒体信息2、了解数据的压缩、了解数据的压缩3、掌握各种媒体的数字化表示和常见格式、掌握各种媒体的数字化表示和常见格式各种媒体信息在计算机中的表示各种媒体信息在计算机中的表示 媒体信息的媒体信息的 数字化表示数字化表示文本文本图形（矢量图）图形（矢量图）图像（位图）图像（位图）声音声音视频视频动画动画文本文本ASCII码：美国信息交换标码：美国信息交换标准码准码。适用于所有拉丁文字字母。适用于所有拉丁文字字母。GB2312-80信息交换用信息交换用汉字编码字符集汉字编码字符集

2、基本集基本集。收录覆盖了中国大陆收录覆盖了中国大陆99.75%的使用频率的常用的使用频率的常用简体汉字。简体汉字。一个汉字用两个字节存储。一个汉字用两个字节存储。图形是指由外部轮廓线图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。即由条构成的矢量图。即由计算机绘制的直线、圆、计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等矩形、曲线、图表等。可任意缩放不会失真。可任意缩放不会失真。如：几何图形、工程图如：几何图形、工程图纸、纸、CAD、3D造型软造型软件等。件等。图形（矢量图）文件的常用格式图形（矢量图）文件的常用格式图形文件格式图形文件格式一般用途一般用途注释注释SWF(*.swf)网络动画网络动画多媒体动多媒

3、体动画画高清晰度的画质和小巧的体积高清晰度的画质和小巧的体积CDRCDR(*.cdr.cdr)CorelDRAWCorelDRAW图图形设计形设计其他图像编辑软件打不开此类文件其他图像编辑软件打不开此类文件*.AI.AI通用矢量格式，通用矢量格式，矢量图矢量图形交流形交流事实上事实上AIAI已经成为矢量格式的工业标已经成为矢量格式的工业标准准DXFDXF(*.dxf.dxf)建筑设计建筑设计它以它以ASCII码方式存储文件，在表现码方式存储文件，在表现图形的大小方面十分精确。图形的大小方面十分精确。由扫描仪、摄像机等输由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面入设备捕捉实际的画面产生的数字图像，

4、是由产生的数字图像，是由像素点阵构成的位图。像素点阵构成的位图。描述对象在缩放过程中描述对象在缩放过程中会损失细节或产生锯齿。会损失细节或产生锯齿。如：照片、绘图等，通如：照片、绘图等，通过图像软件可进行复杂过图像软件可进行复杂图像的处理以得到更清图像的处理以得到更清晰的图像或产生特殊效晰的图像或产生特殊效果。果。GIF动画是把静止的画动画是把静止的画面连在一起，设定好帧面连在一起，设定好帧与帧之间的时间间隔，与帧之间的时间间隔，保存成保存成GIF格式。格式。Flash是一种交互式动是一种交互式动画设计工具，用它可以画设计工具，用它可以将音乐，声效，动画以将音乐，声效，动画以及富有新意的界面融

5、合及富有新意的界面融合在一起，可以制作出高在一起，可以制作出高品质的动态效果。品质的动态效果。Gif格式格式图像（位图）文件的常用格式图像（位图）文件的常用格式图像文件图像文件格式格式一般用途一般用途压缩方式压缩方式支持支持透明透明度度注释注释BMP(*.bmp)Windows屏幕显示屏幕显示不支持不支持压缩压缩否否BMP 文件适用于文件适用于 Windows 中的墙纸，不支持网络中的墙纸，不支持网络JPEG(*.jpg)网络网络数码相机数码相机高级别高级别有损压缩有损压缩否否使图像占用较小的空间，使图像占用较小的空间，可变的压缩比可以控制文件大可变的压缩比可以控制文件大小小GIF(*.gif

6、)网络网络动画动画无损压缩无损压缩是是不支持渐变透明度，使用调色不支持渐变透明度，使用调色板，只支持板，只支持256色色PSD（*.PSD）Photoshop不压缩不压缩是是Photoshop特有的图像文件格特有的图像文件格式式 图像文件的压缩图像文件的压缩 压缩的目的：实现更小的文件大小压缩的目的：实现更小的文件大小，同时保持足够的图像质，同时保持足够的图像质量。量。无损压缩：是对文件本身的压缩，和其它数据文件的压缩一无损压缩：是对文件本身的压缩，和其它数据文件的压缩一样，是对文件的数据存储方式进行优化，例如用样，是对文件的数据存储方式进行优化，例如用WINRAR压压缩文件后，可以把文件完全

7、的还原，这就属于无损压缩。缩文件后，可以把文件完全的还原，这就属于无损压缩。有损压缩：是对图像本身的改变，在保存图像时保留了较多有损压缩：是对图像本身的改变，在保存图像时保留了较多的亮度信息，而将色相和色纯度的信息和周围的像素进行合的亮度信息，而将色相和色纯度的信息和周围的像素进行合并，合并的比例不同，压缩的比例也不同，由于信息量减少并，合并的比例不同，压缩的比例也不同，由于信息量减少了，所以压缩比可以很高，图像质量也会相应的下降。例如了，所以压缩比可以很高，图像质量也会相应的下降。例如用用PS等软件把一张等软件把一张BMP图片文件改成图片文件改成JPG文件后，保存时会文件后，保存时会提示压缩

8、质量，如果选的低，文件就会很小，不过文件的细提示压缩质量，如果选的低，文件就会很小，不过文件的细节会丢失的，再保存回节会丢失的，再保存回BMP，也不会达到原来文件的质量了，也不会达到原来文件的质量了，这就是有损压缩。这就是有损压缩。常见的位图文件格式常见的位图文件格式图片类型图片类型说明说明BMP鲜艳、细腻，但尺寸大鲜艳、细腻，但尺寸大GIF尺寸小，有小动画效果尺寸小，有小动画效果JPEG、JPG质量高，尺寸小，略失真质量高，尺寸小，略失真TIFF、TIF用于扫描仪、用于扫描仪、OCR系统系统PNG适合在网络上传输及打开适合在网络上传输及打开PSDPhotoshp专用，图像细腻专用，图像细腻P

9、CX压缩比适中，能快速打开压缩比适中，能快速打开图形（矢量图）与图像（位图）的区别图形（矢量图）与图像（位图）的区别矢量图形矢量图形位图图像位图图像特征特征可展示清楚线条或文字可展示清楚线条或文字能较好表现色彩浓度与层次能较好表现色彩浓度与层次用途用途文字、商标等相对规则的图形文字、商标等相对规则的图形照片或复杂图象照片或复杂图象图影缩放效果图影缩放效果不易失真不易失真易失真易失真制作制作 3D影像影像可以可以不可以不可以文件大小文件大小较小较小较大较大常用文件格式常用文件格式EPS、DXF、PS、WMF、SWFBMP、PSD、TIFF、GIF、JPEG图像的获取与处理图像的获取与处理 图像的

10、获取途径主要有两个：图像的获取途径主要有两个：（1）利用彩色扫描仪和数码照相机等设备进行模）利用彩色扫描仪和数码照相机等设备进行模/数转换。数转换。对于收集的图像素材，如印刷品、照片以及实物等，使用彩对于收集的图像素材，如印刷品、照片以及实物等，使用彩色扫描仪对照片和印刷品进行扫描，经过少许的加工后，即色扫描仪对照片和印刷品进行扫描，经过少许的加工后，即可得到数字图像。使用数码照相机可直接拍摄景物，再传送可得到数字图像。使用数码照相机可直接拍摄景物，再传送到计算机中进行处理。到计算机中进行处理。（2）从数字图像库或网络上获取图像。数字图像库通常采）从数字图像库或网络上获取图像。数字图像库通常采

11、用光盘作为数据载体，多采用用光盘作为数据载体，多采用PCD文件格式和文件格式和JPG文件格式。文件格式。其中，其中，PCD文件格式是文件格式是Kodak公司开发的公司开发的PhotoCD光盘光盘格式；格式；JPG文件格式是压缩数据文件格式。国际互联网络的文件格式是压缩数据文件格式。国际互联网络的某些网站也提供合法的图片素材，有些需要支付少量的费用。某些网站也提供合法的图片素材，有些需要支付少量的费用。常见的图片加工技术手段常见的图片加工技术手段（1）色调调整：修正由于拍摄光线不足、照相机自身结构等原因而产）色调调整：修正由于拍摄光线不足、照相机自身结构等原因而产生的偏色现象。生的偏色现象。（2

12、）增加锐度：扫描形成的图片通常锐度不够，适当增加图片的锐度，）增加锐度：扫描形成的图片通常锐度不够，适当增加图片的锐度，可提高清晰度。可提高清晰度。（3）修版：去掉图片中的斑点、瑕疵和修补缺损等。）修版：去掉图片中的斑点、瑕疵和修补缺损等。（4）分辨率转换：根据不同的使用场合，转换成相应的分辨率。）分辨率转换：根据不同的使用场合，转换成相应的分辨率。（5）彩色深度转换：在大多数情况下，通常进行高比特颜色深度到低）彩色深度转换：在大多数情况下，通常进行高比特颜色深度到低比特颜色深度的转换。例如某图像在扫描时选择的是比特颜色深度的转换。例如某图像在扫描时选择的是24bit颜色深度颜色深度（224=

13、16777216色），如果用于显示，则要转换成色），如果用于显示，则要转换成8bit的颜色深度的颜色深度（28=256色）。色）。（6）颜色模式转换：图像有若干种颜色模式，最常用的是）颜色模式转换：图像有若干种颜色模式，最常用的是RGB彩色模彩色模式和式和CMYK彩色模式。如果彩色模式。如果RGB模式图像用于印刷，则要转换成模式图像用于印刷，则要转换成CMYK彩色模式。彩色模式。图像处理软件可对图像进行常规处理，例如图像尺寸的放大与缩小、翻图像处理软件可对图像进行常规处理，例如图像尺寸的放大与缩小、翻转、旋转、亮度调整、对比度调整等；如果采用稍微复杂的特殊算法，转、旋转、亮度调整、对比度调整等

14、；如果采用稍微复杂的特殊算法，还可以生成很多特殊的图像效果，例如水纹涟漪效果、油画效果、扭曲还可以生成很多特殊的图像效果，例如水纹涟漪效果、油画效果、扭曲效果等。效果等。音频信息处理基础音频信息处理基础 音频信息在多媒体中的应用极为广泛音频信息在多媒体中的应用极为广泛：视频图像配以娓视频图像配以娓娓动听的音乐和语音娓动听的音乐和语音 ；静态或动态图像配以解说和背景音静态或动态图像配以解说和背景音乐乐 ；立体声音乐可增加空间感立体声音乐可增加空间感 ；游戏中的音响效果游戏中的音响效果等。等。音频处理技术主要包括电声转换、音频信号的存储、重音频处理技术主要包括电声转换、音频信号的存储、重放技术、加

15、工处理技术以及数字化音频信号的编码、压缩、放技术、加工处理技术以及数字化音频信号的编码、压缩、传输、存取、纠错等。传输、存取、纠错等。音频信号的分类音频信号的分类音频信号可分为两类：语音信号和非语音信号音频信号可分为两类：语音信号和非语音信号。语音语音是语言的物质载体，是社会交际工具的符号,它包含了丰富的语言内涵，是人类进行信息交流所特有的形式。非语音信号非语音信号主要包括音乐和自然界存在的其他声音形式。非语音信号的特点是不具有复杂的语义和语法信息，信息量低、识别简单。规则音频规则音频是一种连续变化的模拟信号,可用一条连续的曲线来表示，称为声波声波。因声波是在时间和幅度上都连续变化的量，我们称

16、之为模拟量模拟量。用声音录制软件记录的英文单词用声音录制软件记录的英文单词“Hello”Hello”的语音实际波形的语音实际波形 模拟音频的数字化过程模拟音频的数字化过程 数字化的声音易于用计算机软件处理，现在几乎所有的专业化声音录制、编辑器都是数字方式。对模拟音频数字化过程涉及到音频的采样、量化和编码。音频的采样、量化和编码。采样和量化的过程可由采样和量化的过程可由A/DA/D转换器转换器实现实现。A/D转换器以固定的频率去采样，即每个周期测量和量化信号一次。经采样和量化后声音信号经编码后就成为数字音频信号，可以将其以文件形式保存在计算机的存储介质中，这样的文件一般称为数字声波文件。模拟信号

17、的数字化过程 100101100011101 声音数字化分为哪两个步骤？声音数字化分为哪两个步骤？采样采样就是每隔一段时间就读一次声音信号的幅度，记录下来的就是每隔一段时间就读一次声音信号的幅度，记录下来的原始模拟声波在某一时刻的状态，称之为原始模拟声波在某一时刻的状态，称之为样本样本；每秒钟抽取声；每秒钟抽取声波幅度样本的次数，称为波幅度样本的次数，称为采样频率采样频率，采样频率的高低由奈奎斯，采样频率的高低由奈奎斯特采样订立和声音信号本身的最特采样订立和声音信号本身的最 高频率决定高频率决定；常用的有；常用的有8kHz,11.025kHz,22.05,kHz 16kHz,44.1kHz,4

18、8kHz等。等。量化量化：把采样得到的声波幅度转化为数字值，也就是把某一幅：把采样得到的声波幅度转化为数字值，也就是把某一幅度范围内的电压用用一个数字表示。量化位数度范围内的电压用用一个数字表示。量化位数 是每个采样点是每个采样点能够表示的数据范围，有能够表示的数据范围，有8/12/16/32位。位。量化级量化级 的大小决定了的大小决定了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差值。值。量化有很多种方法量化有很多种方法，可归纳为两类，均匀量化和非均匀量，可归纳为两类，均匀量化和非均匀量化。化。常见音频格式对比常见音频格式对比音频

19、格式音频格式特点特点用途用途注释注释Midi（*.mid）文件小，表现力文件小，表现力好好。MID文件主要用于原始乐文件主要用于原始乐器作器作 品，流行歌曲的业余品，流行歌曲的业余表演，游戏音轨以及电子表演，游戏音轨以及电子贺卡等。贺卡等。几乎已经成为目前几乎已经成为目前和弦手机的铃声标和弦手机的铃声标准配置准配置 Wav（*.wav）音质强于音质强于MP3格式。格式。内置了版权保护技内置了版权保护技术可以限制播放时术可以限制播放时间和播放次数甚至间和播放次数甚至于播放的机器于播放的机器。WAV支持音频流支持音频流(Stream)技术，适合在网络上在线技术，适合在网络上在线播放播放 是录音时用

20、的标准是录音时用的标准的的 windows 文件文件格式格式 Mp3（*.mp3）文件尺寸小，音质文件尺寸小，音质非常接近非常接近 CD，是，是一种很不错的音乐一种很不错的音乐文件格式文件格式。没有没有版权保护技术版权保护技术。MP3是当今较流行的一种是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩数字音频编码和有损压缩格式，多用于网络上的歌格式，多用于网络上的歌曲格式。曲格式。资源太过丰富，仍资源太过丰富，仍然是现在手机上相然是现在手机上相当流行的音乐格式当流行的音乐格式之一之一。GoldWave的窗口界面如图下图所示的窗口界面如图下图所示音频文件的压缩音频文件的压缩音频压缩音频压缩 属于数据压缩的

21、一种，目的是减小文件的大小。举例来说，一张属于数据压缩的一种，目的是减小文件的大小。举例来说，一张CD可以容可以容纳一个小时的高保真音乐，可以容纳纳一个小时的高保真音乐，可以容纳2小时略有损失的音乐，或者可以容纳小时略有损失的音乐，或者可以容纳7小时小时MP3格式的音乐。格式的音乐。无损音频压缩无损音频压缩 无损压缩可以把音频数据原封不动的保存下来。而有损压缩无损压缩可以把音频数据原封不动的保存下来。而有损压缩(如：如：Vorbis、MP3)一经压缩就不可以逆转。一经压缩就不可以逆转。常见视频格式对比常见视频格式对比视频格式视频格式特点特点注释注释Mpeg（*.mpg）绝大多数播放软件均可观赏

22、绝大多数播放软件均可观赏该文件格式。该文件格式。家里常看的家里常看的VCD、SVCD、DVD就是这种格式。目前就是这种格式。目前MPEG格式有三个压缩标准，格式有三个压缩标准，分别是分别是MPEG-1、MPEG-2、和和MPEG-4 。Avi（*.avi）兼容好、调用方便而且图象兼容好、调用方便而且图象质量好，因此也常常与质量好，因此也常常与DVD相并称。相并称。体积过于庞大，压缩标准不统体积过于庞大，压缩标准不统一，经常会遇到高版本播放器一，经常会遇到高版本播放器播放不了采用早期编码编辑的播放不了采用早期编码编辑的AVI格式视频，而低版本播放格式视频，而低版本播放器又播放不了采用最新编码编器

23、又播放不了采用最新编码编辑的辑的AVI格式视频。格式视频。Mov（*.mov）美国美国Apple公司开发的一种公司开发的一种视频格式，默认的播放器是视频格式，默认的播放器是苹果的苹果的QuickTimePlayer。具有较高的压缩比率和较完具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度等特点美的视频清晰度等特点。MOV格式能够跨平台、存储格式能够跨平台、存储空间要求小，目前已成为数字空间要求小，目前已成为数字媒体软件技术领域的事实上的媒体软件技术领域的事实上的工业标准。工业标准。视频文件的压缩视频文件的压缩 数字视频之所以需要压缩，是因为它原来的形式占用的空间数字视频之所以需要压缩，是因为它原来的形式

24、占用的空间大得惊人。视频经过压缩后，存储时会更方便。数字视频压大得惊人。视频经过压缩后，存储时会更方便。数字视频压缩以后并不影响作品的最终视觉效果，因为它只影响人的视缩以后并不影响作品的最终视觉效果，因为它只影响人的视觉不能感受到的那部分视频。例如，有数十亿种颜色，但是觉不能感受到的那部分视频。例如，有数十亿种颜色，但是我们只能辨别大约我们只能辨别大约 1024 种。因为我们觉察不到一种颜色与种。因为我们觉察不到一种颜色与其邻近颜色的细微差别，所以也就没必要将每一种颜色都保其邻近颜色的细微差别，所以也就没必要将每一种颜色都保留下来。压缩视频的过程实质上就是去掉我们感觉不到的那留下来。压缩视频的

25、过程实质上就是去掉我们感觉不到的那些东西的数据。些东西的数据。无损压缩无损压缩无损无损 一词的意思是一词的意思是“不丢失数据不丢失数据”。当一个文件以无损格。当一个文件以无损格式压缩时，全部数据仍然存在，这与压缩文档很相似式压缩时，全部数据仍然存在，这与压缩文档很相似文档文档文件虽然变小了，但解压缩之后每一个字都还存在。您可以文件虽然变小了，但解压缩之后每一个字都还存在。您可以反复保存无损视频而不会丢失任何数据反复保存无损视频而不会丢失任何数据这种压缩只是将数这种压缩只是将数据压缩到更小的空间。无损压缩节省的空间较少，因为在不据压缩到更小的空间。无损压缩节省的空间较少，因为在不丢失信息的前提下

26、，只能将数据压缩到这一程度。丢失信息的前提下，只能将数据压缩到这一程度。有损压缩有损压缩 有损压缩丢弃一些数据，以便获得较低的位速。压缩结果是有损压缩丢弃一些数据，以便获得较低的位速。压缩结果是文件变小，但包含的源数据也更少。每次以有损文件格式保文件变小，但包含的源数据也更少。每次以有损文件格式保存文件时，都会损失很多数据存文件时，都会损失很多数据即使用同一种格式保存也是即使用同一种格式保存也是如此。一条好的经验是，只在项目的最后阶段才使用有损压如此。一条好的经验是，只在项目的最后阶段才使用有损压缩。缩。视频文件的压缩视频文件的压缩MPEG标准标准MPEG-1：制定于：制定于1992年，它是针

27、对年，它是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存以下数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码而设计的国际标准。也就是我们通常所见储媒体运动图像及其伴音编码而设计的国际标准。也就是我们通常所见到的到的VCD制作格式。这种视频格式的文件扩展名包制作格式。这种视频格式的文件扩展名包括括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及及VCD光盘中的光盘中的.dat文件等。文件等。MPEG-2：制定于：制定于1994年，设计目标为高级工业标准的图像质量以及更年，设计目标为高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。这种格式主要应用在高的传输率。这种格式主要应用在DVD/SVCD的制作（压缩）方面，同的制作

28、（压缩）方面，同时在一些时在一些HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上面（高清晰电视广播）和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当的应用。这种视频格式的文件扩展名包也有相当的应用。这种视频格式的文件扩展名包括括.mpg、.mpe、.mpeg、.m2v及及DVD光盘上的光盘上的.vob文件等。文件等。MPEG-4：制定于：制定于1998年，年，MPEG-4是为了播放流式媒体的高质量视频是为了播放流式媒体的高质量视频而专门设计的，它可利用很窄的带度，通过帧重建技术，压缩和传输数而专门设计的，它可利用很窄的带度，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。据，

29、以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。MPEG-4最有吸引力的最有吸引力的地方在于它能够保存接近于地方在于它能够保存接近于DVD画质的小体积视频文件。这种视频格式画质的小体积视频文件。这种视频格式的文件扩展名包括的文件扩展名包括.asf、.mov和和DivX、AVI等。等。流媒体流媒体 流媒体是指采用流式传输的方式在流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。播放的媒体格式。流媒体又叫流式媒体，它是指商家用一个视频传送服务器把流媒体又叫流式媒体，它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，传送到网络上。用户通过解压设备对节目当成数据包发出，传送到网络上。用户通过解压设

30、备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。体。采用流式传输方式的系统中，用户不必像采用下载方式那样采用流式传输方式的系统中，用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过几秒或几十秒的等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备(硬件或软件硬件或软件)对压缩的对压缩的A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。等多媒体文件解压后进行播放和观看。FLV是目前被众多新一代视频分享网站所采用，是目前增长是目前被众多新一代视频分享网站所采用，是目前增长最快、最为广泛的视频传播格式。最快、最为广泛的视频传播格式。