多媒體信息的類型及其特點.ppt

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3 23各種多媒體在計算機中的表示 音頻 模擬音頻的數(shù)字化連續(xù)的模擬音頻信號轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字音頻信號 主要包括信號采樣 量化和編碼三個過程 信號采樣把時間連續(xù)的模擬信號按照采樣頻率進行抽樣 轉(zhuǎn)換成在時間上離散 幅度上連續(xù)的模擬信號 時間離散幅度連續(xù) 常用音頻采樣頻率 44 1kHz 22 05kHz 11 025kHz 量化的過程 先將信號幅度劃分為若干量化等級 N 然后將采樣后的模擬信號幅度與所劃分的各量化級進行比較 再向下取最接近的量化等級的數(shù)值 編碼 將量化后的采樣值用二進制0和1組成的數(shù)字信號 如 采用8個量化等級 量化位數(shù) 碼字字長n 為3位時 即3位二進制數(shù) 可表示為000 001 010 011 100 101 110 111 編碼采用量化位數(shù)越多 數(shù)字信號質(zhì)量越好 數(shù)據(jù)量也越大 3 23各種多媒體在計算機中的表示 音頻 音頻采樣的處理過程圖 3 23各種多媒體在計算機中的表示 音頻 音頻的存儲一般來說 要求音頻的質(zhì)量越高 則量化技術(shù)和采樣頻率就越高 保存這一段聲音信息的相應(yīng)存儲空間也就越大 聲音存儲空間 采樣頻率 量化位數(shù) 聲道數(shù) 時間 8eg 采樣頻率為44 1kHz 量化位數(shù)是16位 立體聲 2聲道 的1秒聲音所需字節(jié)是 44 1 1000 16 2 1 8 176 4 KB 由此可計算1分鐘的聲音為 10584KB約10MB 3 23各種多媒體在計算機中的表示 音頻 音頻信號的壓縮編碼成熟的壓縮編碼技術(shù)和算法 比較常用的有 脈沖編碼調(diào)制 PCM 差分脈沖編碼調(diào)制 DPCM 自適應(yīng)差分編碼調(diào)制 ADPCM MP3和WAV對比MP3可以將一個WAV格式的聲音文件的大小壓縮為原來文件大小的1 10左右 同時保證原聲音文件質(zhì)量基本不變 動畫是通過人工或者計算機繪制出來的連續(xù)圖像 包括幀動畫和造型動畫 幀動畫是一幅幅連續(xù)的圖像或圖形序列 其中需要動作的地方作微小變化 這是產(chǎn)生各種動畫的基本方法 3 24各種多媒體在計算機中的表示 動畫 造型動畫是一種矢量動畫 由計算機實時生成并演播 也叫實時動畫 它對每一個活動的對象分別進行設(shè)計 最后在演播時這些對象在設(shè)計要求下實時組成完整的畫面 并可以實時變換 從而實時生成視覺動畫 3 25各種多媒體在計算機中的表示 視頻 視頻的壓縮與編碼視頻的壓縮與靜態(tài)圖像的壓縮碼有共同之處 但是運動的視頻還有自身的特性 因此在壓縮時還要考慮其運動特性才能達到高壓縮的目標(biāo) MPEG是計算機中最常見的媒體格式 多應(yīng)用在VCD DVD中 視頻是指電視 錄像等視覺感受的活動影像 數(shù)字視頻有一系列的位圖圖像組成 因此視頻文件格式除了與單幀文件格式有關(guān)以外 還跟幀與幀之間的組織方式有關(guān) 而且視頻文件一般都需要經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮 因此還與壓縮方式也有關(guān)系 數(shù)字視頻可以實時地從模擬電視 錄像機等設(shè)備上采集視頻信號 采樣數(shù)據(jù)形成數(shù)字文件 也可以直接采用數(shù)字設(shè)備進行拍攝 3 25各種多媒體在計算機中的表示 視頻 MPEG MovingPicturesExperts 動態(tài)圖像專家組MPEG標(biāo)準(zhǔn)主要有 MPEG 1MPEG 2MPEG 4MPEG 7MPEG 21該專家組建于1988年 專門負(fù)責(zé)為CD建立視頻和音頻標(biāo)準(zhǔn) 而成員都是為視頻 音頻及系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)專家 及后 他們成功將聲音和影像的記錄脫離了傳統(tǒng)的模擬方式 建立了ISO IEC1172壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 并制定出MPEG 格式 令視聽傳播方面進入了數(shù)碼化時代 因此 大家現(xiàn)時泛指的MPEG X版本 就是由ISO InternationalOrganizationforStandardization 所制定而發(fā)布的視頻 音頻 數(shù)據(jù)的壓縮標(biāo)準(zhǔn) MPEG標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮編碼技術(shù)主要利用了具有運動補償?shù)膸g壓縮編碼技術(shù)以減小時間冗余度 利用DCT技術(shù)以減小圖像的空間冗余度 利用熵編碼則在信息表示方面減小了統(tǒng)計冗余度 這幾種技術(shù)的綜合運用 大大增強了壓縮性能 延伸閱讀 MPEG 百度百科 3 26數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 無損壓縮與有損壓縮 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的基礎(chǔ) 冗余度相關(guān)性無損壓縮 利用信號的冗余性進行壓縮 將相同的或相似的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)特征歸類 使用較少的數(shù)據(jù)量描述原始數(shù)據(jù) 以達到減少數(shù)據(jù)量的目的 特征 可完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)量無任何失真壓縮率不高 2 1 5 1 應(yīng)用 文本數(shù)據(jù) 程序和應(yīng)用場合圖像數(shù)據(jù)的壓縮eg 哈夫曼 Huffman 編碼有損壓縮 利用了人類視覺和聽覺器官對圖像或聲音中的某些頻率成分不敏感的特性 允許在壓縮過程中損失一定的信息以減少數(shù)據(jù)量 特征 不能完全恢復(fù)原始數(shù)據(jù)所損部分對理解信號的影響較小較大的壓縮比 100 1 200 1 應(yīng)用 語音 圖像和視頻數(shù)據(jù)的壓縮eg 預(yù)測編碼 課程回顧 多媒體 文字 圖片 聲音 動畫 視頻