1. 掌握多媒體技術的基本概念
l 數(shù)字化(采樣、量化))
l 多媒體壓縮編碼國際標準 JPEG(靜態(tài)圖像),MPEG(動態(tài)圖像),MP3(音頻)
2. 了解內容:
l 多媒體文件的類型
l 多媒體文件的常規(guī)處理
l 多媒體技術的典型應用
l 多媒體關鍵技術
內容提要
l 多媒體技術概述
l 圖像數(shù)字化
l 音頻數(shù)字化
l 多媒體數(shù)據(jù)壓縮
l 數(shù)字圖像文件類型
l 數(shù)字音頻文件類型
l 多媒體技術的應用領域
l 應用:數(shù)字圖像的處理,
概念:多媒體 (鏈接:http://www.hudong.com/wiki/%E5%A4%9A%E5%AA%92%E4%BD%93)
媒體(Medium))在計算機領域中,有兩種含義:
l 一種指用以存儲信息的實體,如磁帶、磁盤、光盤等。
l 另一種指信息的載體(表現(xiàn)形式),如數(shù)字、文字、圖像、圖形、動畫、視頻、音頻等。
多媒體技術中的媒體是指后者。
多媒體是融合兩種或兩種以上媒體的人機交互式信息交流和傳播媒體。
概念:多媒體技術 (鏈接:
http://baike.baidu.com/view/3503.htm)
多媒體技術是利用計算機通過文字、圖形、圖像、動畫、音頻、視頻等多種信息形式交互混合,以數(shù)字化的方式集成在一起,從而使計算機具有表現(xiàn)、處理、存儲多媒體信息的綜合能力和交互能力。
l 基本條件:以計算機技術為核心。
l 具有人機交互的特點。
l 多媒體技術所處理的多媒體是邏輯關聯(lián)的復合數(shù)據(jù)。
多媒體關鍵技術
l 多媒體輸入/輸出技術。
l 多媒體數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮技術。
l 多媒體專用芯片技術。
l 多媒體存儲設備與技術。
l 多媒體數(shù)據(jù)管理技術。
l 多媒體通信技術。
如何記錄多媒體技術(聲音)
留聲機 (鏈接:http://www.hudong.com/wiki/%E7%95%99%E5%A3%B0%E6%9C%BA)
一臺有大圓筒、曲柄、受話機、短針、膜板和記錄介質(蠟盤)組成的機器。
原理:膜板隨著說話聲會引起震動,說話的快慢高低能使短針產生相應的不同顫動,蠟盤均速旋轉,聲音最終以蠟上劃痕的深淺記錄下來。將蠟盤固化,在一套反方向的裝置上:盤轉,短針上下高低不同地拉動一張膜板,膜板就“說出”記錄的聲音。
模擬錄音和數(shù)字錄音
模擬音頻和數(shù)字音頻
音頻模擬信號
模擬音頻技術通過模擬電壓的幅度表示聲音的強弱。模擬聲音的錄制是將代表聲音波形的電信號轉換到適當?shù)拿襟w上。
音頻數(shù)字信號
聲音信息的數(shù)字化過程是每隔一個時間間隔,在模擬聲音波形上取一個幅度值(稱為采樣,采樣的時間間隔稱為采樣周期),并把采樣得到的表示聲音強弱的模擬電壓用數(shù)字表示(稱為量化)。
音頻的數(shù)字化
采樣頻率越高,數(shù)字化音頻的質量也就越高。
量化位數(shù)越大,對音頻信號的采樣精度就越高。
采樣頻率
采樣頻率 根據(jù)奈奎斯特定理,要想不產生低頻失真,則采樣頻率至少得是錄制的最高頻率的兩倍。人類的聽力范圍是20Hz——20kHz,以“人們聽不到失真”為限。 采樣頻率至少得是20k*2=40KHz。
量化位數(shù)
l 量化位直接決定了采用多少個“臺階”來表示聲波振幅的范圍(動態(tài)范圍)
每增加一個bit,表示聲波振幅的臺階數(shù)就翻一番并增加6Db(分貝)的動態(tài)范圍。
l 量化位:常用的有8位、16位和32位,其中以16位為主。例如,8bit(電話音質),14bit(廣播音質),24bit(DAT)
量化位數(shù) 1 2 3 4 16 20 24
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電平級數(shù) 2 4 8 16 65536 1048576 16777216
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動態(tài)范圍(dB) 6 12 18 24 96 120 144
聲音質量和數(shù)據(jù)率 Demo
質量 | 采樣頻率 (kHz) | 量化位 (bit/s) | 單聲道/立體聲 | 數(shù)據(jù)率 (未壓縮,KB/S) | 頻率范圍 (Hz) |
電話 | 8 | 8 | 單聲道 | 8 | 200 ~ 3400 |
調幅 | 11.025 | 8 | 單聲道 | 11 | 20 ~ 15000 |
調頻 | 22.050 | 16 | 立體聲 | 88.2 | 50 ~ 7000 |
光盤 | 44.1 | 16 | 立體聲 | 176.4 | 20~ 20000 |
數(shù)字錄音帶 | 48 | 16 | 立體聲 | 192.0 | 20 ~ 20000 |
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如何記錄多媒體數(shù)據(jù)(圖像)
圖像是自然界中的客觀景物通過某種系統(tǒng)的映射,使人們產生視覺感受。
傳統(tǒng)相機成像過程:
1. 經過鏡頭光聚焦在膠片上。
2. 膠片上的感光劑隨光發(fā)生變化
3. 經顯影液顯像。
4. 成像。
數(shù)碼相機成像過程
1. 經過鏡頭光聚焦在CCD上。(CCD鏈接:http://www.hudong.com/wiki/CCD)
2. CCD將光轉換成電信號。
3. 經處理器加工,記錄在內存上。
4. 通過顯示器表示,或打印機打印。
數(shù)字化圖像
現(xiàn)實中的圖像是一種模擬信號。圖像數(shù)字化目的:變成計算機能夠顯示和存儲的格式。
采樣和量化
多媒體計算機處理圖像和視頻,首先必須把連續(xù)的圖像函數(shù)f(x,y)進行空間和幅值的離散化處理。
采樣:空間連續(xù)坐標(x,y)的離散化處理。
量化:f(x,y)顏色的離散化。
數(shù)字化:兩種離散化結合在一起。圖像離散化的結果稱為數(shù)字圖像。