1、第一章 多媒體及數字化技術,一、多媒體的概念及主要特點,1.對多媒體的代表性的定義 （1）多媒體是對文本、圖形、聲音、圖像等多種媒體信息進行統(tǒng)一的處理，實現信息有效表現的手段 （2）多媒體是指對文本、聲音、圖像等多種媒體，通過計算機實現人機交互作用所進行的信息檢索、抽出、更新和編輯的操作。,（3）多媒體是一種技術的平臺，用戶對文本、圖形、動畫、聲音進行整合 （4）多媒體是指利用圖形、聲音、靜止圖像、運動圖像等多種媒體進行的信息傳遞 （5）利用計算機交互式地綜合處理各種媒體信息-文本、圖形、圖像、聲音，使它們建立起一定的邏輯連接，集成為一種具有交互性的系統(tǒng)。,2.多媒體的特點,（1）多種單媒體的

2、整合，通過計算機來實現 （2）數字化 （3）交互性 （4）超媒體。,二、多媒體通信方式,1.多媒體常用技術,（1）數字化技術 （2）聲音技術 （3）圖像及其壓縮技術 （4）媒體數據的制作與處理技術 （5）超媒體技術 （6）多媒體數據庫技術 （7）多媒體整合技術 （8）多媒體計算機 （9）多媒體通信。,BISDN 寬帶綜合服務數字網 骨干網由光纖構成，150 Mb/s NISDN 窄帶綜合服務數字網 電話網數字化為目的的通信網 最大信息傳遞速率為1.5Mb/s 。,3.ATM通信方式 （異步傳送模式）,（1）ATM的基本原理 ATM是一種以固定的53個字節(jié)長度作為單位（信元）進行信息傳送的通信方

3、式 一個信元(53字節(jié))=（48字節(jié)）存放所需信息+（5字節(jié)）存放表示數據去向等的控制信息（信息頭） ATM中設置了大小相等的周期性信元類似于STM中的幀。,2.傳統(tǒng)的通信方式,（1）分時多路利用方式 傳統(tǒng)的通信方式是STM（同步傳遞模式） 將按一定周期劃分的幀分割成若干個時隙，各路的信息可以根據它們所在的時隙的時間位置進行判斷 （2）分級交換方式 將信息劃分為128B-4KB這樣大小不等的信息組，每個分組信息設有一個信息頭，該頭部用以存放分級數據的控制信息，包括地址標識、分級編號、校驗信息等。,（2）ATM的信元結構,53字節(jié),48字節(jié),用戶信息文件,5字節(jié),53字節(jié),48字節(jié),用戶信息文件

4、,GFC,VPI,VCI,PT,C L P,HEC,信元頭,三、文本與圖形的數字化，聲音的數字化,1.文本與圖形的數字化,（1）文本信息的數字化 特點：具有符號、顏色、大小的特性。 符號：一個字節(jié)（英文），兩個字節(jié)（中文）的代碼（ASCII碼）進行數字處理 英文、數字是以ASCII實現文本信息的數字化 （2）圖形的數字化 圖形是由線段和在封閉領域內的涂色所表示的圖像。,2.聲音數字化,（1）采樣與采樣定理 采樣：是指以一定的時間間隔（采樣周期）來測定模擬信號的瞬時值，并以這個瞬時值的序列作為輸出的過程 樣本值：每一個采樣點的數值。,常用聲音信號與采樣頻率,聲音信號,CD音樂,數字電話,采樣頻率

5、,信號帶寬,數字電話,44.1K,16K,8K,20K,7K,3.4K,（2）分配碼字,采樣信號是在時間軸上離散的信號，仍是模擬量; 量化過程中，首先應根據輸入的各樣本值的范圍決定相應的代表值;量化值8位到16位 代表值的個數是有限的; 再根據樣本值的實際大小決定與之對應的代表值，并以這個代表值來表示樣本值。,111 110 101 100 011 010 001 000,量化與分配碼字,（3）聲音信號的數字化處理,輸入,低通濾波,采樣,量化,碼字分配,數字信號,四、靜止圖像及視頻圖像的數字化,1. 靜止圖像的數字化-采樣、量化、分配碼字,（1）平面采樣 為實現無失真編碼，采樣頻率fx fy

6、應滿足 fx2fxmax fy2fymax 像素：圖像數字化時的樣本點為像素。,（2）圖像掃描-逐行掃描 （3）圖像信號的量化 以每個像素作為對象進行量化 量化方法與聲音相同。 打印分辨率和顯示分辨率顯示屏上能顯示像素的數目,（4）顏色處理 彩色圖像可以通過濾色片分解為紅、綠、藍三種基色。圖像的數字化可以對每一種基色圖像分別進行。所以，彩色圖像處理的數據量是單色圖的三倍； RGB：R（紅）G（綠）B（藍）為基色的加色系的顏色表示和處理方法； CMYK：C（青）M（品紅）Y（黃）K（黑）為基色的減色系的顏色的表示和處理方法。,CMY也稱為減原色。-多用于印刷系統(tǒng)對顏色的表示和處理，因為印刷系統(tǒng)以

7、反射光來識別顏色 YCrCb：以亮度信號Y和色差信號Cr、Cb 對彩色圖像進行表示和處理的方法。,2.視頻信號的數字化,（1）視頻信號的掃描 幀速：處理視頻信號時，每秒傳送的幀數稱為幀速 視頻信號的掃描分為：逐行掃描，隔行掃描 隔行掃描的優(yōu)點：可以表現更快的運動圖像，呈現靜態(tài)圖像時其清晰度由每一場的掃描數所決定。,（2）視頻信號的數字化 與靜止圖像一樣 掃描的方法將視頻信號變換成一維信號-采樣-量化-分配碼字進行數字化處理 圖像運動的速度由幀速決定，每一幀具有的縱向最大頻率成分為掃描數的1/2 。,（3）視頻信號中的色彩信號 一是將色差信號疊加到亮度信號上的合成方式， 二是將色差信號與亮度信號

8、分別進行處理的分組方式。,五、多媒體技術的研究內容,1.多媒體計算機圖形與圖像處理技術,(1)圖形處理技術 二維,三維圖形-空間、位置、材質、明暗等接近自然的真實感效果。 圖形圖像處理的具體內容主要包括： 幾何變換：平移、旋轉、縮放、透視、投影等 曲線和曲面擬合 建?；蛟煨?；紋理產生等。,（2）數字圖像處理技術 圖像處理：是指將客觀世界中實際存在的物體映射成數字化圖像，然后在計算機上用數學的方法對數字化圖像進行處理 圖形處理與圖像處理的區(qū)別：,圖形處理著重研究怎樣將數據和幾何模型變成可視的圖形，這種圖形可能是自然界中根本不存在的（人工創(chuàng)造的畫面）。圖像處理側重于將客觀世界中原來存在的物體映像處理成新的數字化圖像，關心的重點是如何進行數據壓縮、圖像識別、提取特征、三維重建等 二者的聯系越來越緊密。,（3）圖形、圖像處理中的虛擬現實技術 虛擬現實技術：是將并不存在 的事物和環(huán)境，通過各種技術虛擬出來，讓用戶感覺到如同真實世界一樣。,2、數字音頻、視頻處理技術,主要由三部分組成： （1）模擬音頻、視頻信號的數字化編碼（模/數轉換） （2）模擬音頻、視頻信號的壓縮編碼（信源編碼） （3）模擬音頻、視頻信號的存儲與