第5章多媒體信息處理技術(1)

1、第第5 5章章 多媒體信息處理技術多媒體信息處理技術主講教師：張艷珍主講教師：張艷珍 本章主要介紹多媒體信息處理技術的基礎本章主要介紹多媒體信息處理技術的基礎知識和基本概念，著重講述多媒體計算機系統(tǒng)結知識和基本概念，著重講述多媒體計算機系統(tǒng)結構、多媒體圖形圖像、聲音、動畫的基礎知識。構、多媒體圖形圖像、聲音、動畫的基礎知識。主要要點：主要要點：繼續(xù)繼續(xù)1. 了解媒體與多媒體概念與特征了解媒體與多媒體概念與特征2. 掌握多媒體、多媒體計算機的組成和基本功能。掌握多媒體、多媒體計算機的組成和基本功能。3. 認識聲音、圖像、動畫、視頻等多媒體信息處理認識聲音、圖像、動畫、視頻等多媒體信息處理學習目標

2、：學習目標：繼續(xù)繼續(xù)5.1 5.1 多媒體技術及其應用概述多媒體技術及其應用概述5.2 5.2 多媒體計算機系統(tǒng)的構成多媒體計算機系統(tǒng)的構成5.3 5.3 多媒體系統(tǒng)的應用和發(fā)展多媒體系統(tǒng)的應用和發(fā)展5.4 5.4 數(shù)據(jù)的壓縮概述數(shù)據(jù)的壓縮概述5.5 5.5 編織絢麗的多媒體世界編織絢麗的多媒體世界5.6 5.6 多媒體中的圖形、圖像多媒體中的圖形、圖像5.7 5.7 圖形、圖像、動畫、視頻處理圖形、圖像、動畫、視頻處理主要內容主要內容:繼續(xù)繼續(xù)1. 1. 媒體：媒體：2. 2. 多媒體：多媒體：媒體媒體(Media)(Media)是指承載或傳遞信息的載體。是指承載或傳遞信息的載體。在計算機領

3、域中，媒體一方面是指用以存儲信息的實體，在計算機領域中，媒體一方面是指用以存儲信息的實體，如磁帶、磁盤、光盤和半導體存儲器；另一方面是指信息如磁帶、磁盤、光盤和半導體存儲器；另一方面是指信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像。的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形和圖像。多媒體就是運用多種方法、以多種形態(tài)傳輸信息的介質或載多媒體就是運用多種方法、以多種形態(tài)傳輸信息的介質或載體。體。例如，電影、電視都是很好的多媒體例子。例如，電影、電視都是很好的多媒體例子。一般所說的一般所說的“多媒體多媒體”不僅指多種媒體信息本身，而且還指不僅指多種媒體信息本身，而且還指處理和應用多媒體信息的相應技術。因此，在計

4、算機世界里處理和應用多媒體信息的相應技術。因此，在計算機世界里“多媒體多媒體”常被當作常被當作“多媒體技術多媒體技術”的同義詞。的同義詞。5.1 5.1 多媒體技術及其應用概述多媒體技術及其應用概述繼續(xù)繼續(xù)3.3.多媒體的幾種媒體形式多媒體的幾種媒體形式圖圖圖形和靜止圖像圖形和靜止圖像文文文本文本聲聲聲音聲音像像動畫和運動圖像動畫和運動圖像 天空、白云、海洋、空氣天空、白云、海洋、空氣繼續(xù)繼續(xù)4. 4. 多媒體的特性：多媒體的特性： 協(xié)同性協(xié)同性多媒體中的各種媒體之間必須有機配合、協(xié)調一致多媒體中的各種媒體之間必須有機配合、協(xié)調一致。 多樣性多樣性數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)類型間差距大數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)類

5、型間差距大 集成性集成性多種不同的媒體信息，構成完整的多媒體信息，綜多種不同的媒體信息，構成完整的多媒體信息，綜合地表達事物。合地表達事物。 交互性交互性多媒體數(shù)據(jù)的輸入和輸出復雜多媒體數(shù)據(jù)的輸入和輸出復雜5. 5. 多媒體信息處理：多媒體信息處理： 多媒體信息處理是指對文字、聲音、圖形、靜態(tài)影像、活動影多媒體信息處理是指對文字、聲音、圖形、靜態(tài)影像、活動影像等多媒體信息在計算機運算下的像等多媒體信息在計算機運算下的綜合綜合處理。處理。 繼續(xù)繼續(xù)1. 1. 多媒體計算機系統(tǒng)多媒體計算機系統(tǒng) 多媒體計算機系統(tǒng)是可以綜合處理如文本、圖形、圖像、聲多媒體計算機系統(tǒng)是可以綜合處理如文本、圖形、圖像、聲

6、音等多種媒體信息（包括對多種媒體信息進行采集、存儲、加工音等多種媒體信息（包括對多種媒體信息進行采集、存儲、加工處理、表現(xiàn)、輸出等）的交互式計算機系統(tǒng)。通常又稱為多媒體處理、表現(xiàn)、輸出等）的交互式計算機系統(tǒng)。通常又稱為多媒體計算機。計算機。 2. 2. 多媒體計算機系統(tǒng)的構成多媒體計算機系統(tǒng)的構成 多媒體計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。多媒體計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。其中硬件系統(tǒng)主要包括計算機主要配置和各種外部設其中硬件系統(tǒng)主要包括計算機主要配置和各種外部設備。軟件系統(tǒng)構建于多媒體硬件系統(tǒng)之上，包括多媒備。軟件系統(tǒng)構建于多媒體硬件系統(tǒng)之上，包括多媒體驅動軟件和各種多媒體應用軟件等

7、。體驅動軟件和各種多媒體應用軟件等。5.2 5.2 多媒體多媒體計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)繼續(xù)繼續(xù)3. 3. 多媒體硬件構成多媒體硬件構成 多媒體硬件系統(tǒng)由計算機傳統(tǒng)硬件設備光盤存儲器多媒體硬件系統(tǒng)由計算機傳統(tǒng)硬件設備光盤存儲器(CD/DVD-ROM)(CD/DVD-ROM)、音頻輸入音頻輸入/ /輸出和處理設備、視頻輸入輸出和處理設備、視頻輸入/ /輸輸出和處理設備等選擇性組合而成。出和處理設備等選擇性組合而成。MIDI合成器收錄機揚聲器麥克風攝像機影碟機錄像機主 機CD-ROM聲卡視頻卡顯示器繼續(xù)繼續(xù)4. 4. 多媒體系統(tǒng)軟件構成多媒體系統(tǒng)軟件構成 多媒體軟件系統(tǒng)也稱為多媒體軟件平臺，是指支持多

8、媒體系統(tǒng)運行、多媒體軟件系統(tǒng)也稱為多媒體軟件平臺，是指支持多媒體系統(tǒng)運行、開發(fā)的各類軟件和開發(fā)工具及多媒體應用軟件的總和，包括開發(fā)的各類軟件和開發(fā)工具及多媒體應用軟件的總和，包括多媒體驅動多媒體驅動軟件軟件和各種和各種多媒體應用軟件多媒體應用軟件。 多媒體軟件可以劃分為不同的層次或類別。多媒體軟件可以劃分為不同的層次或類別。多媒體操作系統(tǒng)多媒體應用軟件多媒體創(chuàng)作工具多媒體數(shù)據(jù)處理軟件多媒體驅動軟件多媒體輸入/輸出控制卡及接口繼續(xù)繼續(xù)1. 1. 多媒體系統(tǒng)的應用多媒體系統(tǒng)的應用多媒體技術興起于多媒體技術興起于2020世紀世紀8080年代末期。到了年代末期。到了9090年代，多媒體技術年代，多媒體

9、技術的應用領域已十分廣泛，不僅覆蓋計算機的大部分應用領域，同的應用領域已十分廣泛，不僅覆蓋計算機的大部分應用領域，同時還開拓了新的應用領域。時還開拓了新的應用領域。 v 信息管理信息管理v視頻會議系統(tǒng)視頻會議系統(tǒng) v 數(shù)字圖書館數(shù)字圖書館v多媒體出版物與多媒體出版物與CAICAI系統(tǒng)系統(tǒng)v電影制作電影制作v家庭視聽家庭視聽5.3 5.3 多媒體系統(tǒng)的應用和發(fā)展多媒體系統(tǒng)的應用和發(fā)展繼續(xù)繼續(xù) 隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，多媒體技術的應用隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，多媒體技術的應用進一步深入到社會的各行各業(yè)，通過高速信息進一步深入到社會的各行各業(yè)，通過高速信息網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的查詢、高速通信服務網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息的

10、查詢、高速通信服務( (電電子郵件、電視電話、電視會議、文檔傳輸子郵件、電視電話、電視會議、文檔傳輸) )、電子教育、電子娛樂、電子購物電子教育、電子娛樂、電子購物( (通過網(wǎng)絡選通過網(wǎng)絡選看商品、辦理購物手續(xù)、質量投訴等看商品、辦理購物手續(xù)、質量投訴等) )、遠程、遠程醫(yī)療和會診、交通信息管理等。醫(yī)療和會診、交通信息管理等。2.多媒體系統(tǒng)的發(fā)展多媒體系統(tǒng)的發(fā)展繼續(xù)繼續(xù)多媒體技術最令人注目的地方是它能實時地、動態(tài)地、多媒體技術最令人注目的地方是它能實時地、動態(tài)地、高質量地處理聲音和運動的圖像，要實現(xiàn)這些過程需要處高質量地處理聲音和運動的圖像，要實現(xiàn)這些過程需要處理的數(shù)據(jù)量非常大。理的數(shù)據(jù)量非常

11、大。壓縮數(shù)據(jù)是對數(shù)據(jù)重新進行編碼，以減少所需要的存儲壓縮數(shù)據(jù)是對數(shù)據(jù)重新進行編碼，以減少所需要的存儲空間，縮短信息傳輸?shù)臅r間空間，縮短信息傳輸?shù)臅r間. .當需要使用這些數(shù)據(jù)時當需要使用這些數(shù)據(jù)時, ,則需則需要通過要通過“解壓縮解壓縮”的過程來還原。的過程來還原。 5.4 5.4 數(shù)據(jù)的壓縮概述數(shù)據(jù)的壓縮概述初始文件初始文件壓壓 縮縮解解 壓壓還原文件還原文件可以安裝壓縮軟件：可以安裝壓縮軟件：WinRARWinRAR實現(xiàn)對文件的壓縮與解壓。實現(xiàn)對文件的壓縮與解壓。繼續(xù)繼續(xù) 多媒體計算機需要綜合處理聲音、文字和圖像等媒體信息，而以人多媒體計算機需要綜合處理聲音、文字和圖像等媒體信息，而以人的眼

12、睛與計算機的交流最為廣泛。的眼睛與計算機的交流最為廣泛。1.1. 特效文字的制作特效文字的制作 在計算機世界中，文字是表達信息的一種重要形式，而圖形、圖像、在計算機世界中，文字是表達信息的一種重要形式，而圖形、圖像、則更加直觀，更能吸引人們的注意力。因此，多媒體計算機中圖形、圖像則更加直觀，更能吸引人們的注意力。因此，多媒體計算機中圖形、圖像信息的獲取以及它們的文件格式就顯得非常重要。信息的獲取以及它們的文件格式就顯得非常重要。2.2.聲音的采集與加工聲音的采集與加工多媒體技術的特點是對聲音、文字和圖像等多種媒體信息進行綜合式交多媒體技術的特點是對聲音、文字和圖像等多種媒體信息進行綜合式交互處

13、理。聲音則是多媒體信息的重要組成部分之一，是多媒體技術研究中互處理。聲音則是多媒體信息的重要組成部分之一，是多媒體技術研究中的一個重要內容。它能與文字、圖像等一并傳遞信息。今天的多媒體計算的一個重要內容。它能與文字、圖像等一并傳遞信息。今天的多媒體計算機早已不像以前，通過語音識別技術，它可以聽懂人們說話；通過音樂合機早已不像以前，通過語音識別技術，它可以聽懂人們說話；通過音樂合成技術，它可以唱歌。成技術，它可以唱歌。5.5 5.5 編織絢麗的多媒體世界編織絢麗的多媒體世界繼續(xù)繼續(xù)v WAV格式文件格式文件 v MIDI格式文件格式文件 v MP3格式格式 v RM格式格式 v CD-DA(Co

14、mpact Disk-Digital Audio)格式格式 3.3.計算機上常用的聲音文件格式計算機上常用的聲音文件格式繼續(xù)繼續(xù)5.6 5.6 多媒體中的圖形、圖像多媒體中的圖形、圖像 通常，能為視覺系統(tǒng)所感知的信息形式或人們心通常，能為視覺系統(tǒng)所感知的信息形式或人們心目中的有形想象都稱為圖像。無論是圖形，還是文字、目中的有形想象都稱為圖像。無論是圖形，還是文字、影像視頻等，最終都是以圖像形式出現(xiàn)的。靜態(tài)的圖影像視頻等，最終都是以圖像形式出現(xiàn)的。靜態(tài)的圖像在計算機中可以分為像在計算機中可以分為矢量圖和位圖矢量圖和位圖。繼續(xù)繼續(xù)1. 1. 位圖（點陣）圖像位圖（點陣）圖像 位圖由一個矩陣描述，矩

15、陣中的元素對應圖像中的點，而相位圖由一個矩陣描述，矩陣中的元素對應圖像中的點，而相應的值對應于該點的灰度（或顏色）等級。該元素稱為像素，與應的值對應于該點的灰度（或顏色）等級。該元素稱為像素，與顯示器上的顯示點一一對應，簡稱位圖圖像。顯示器上的顯示點一一對應，簡稱位圖圖像。v psd (Photoshop生成格式）生成格式）v bmp (Windows位圖格式）位圖格式）v GIF格式格式v JPG格式、格式、v TIFF格式、格式、v PCX格式格式2.2.計算機上計算機上常用常用的位圖文件類型的位圖文件類型位圖位圖繼續(xù)繼續(xù)3. 3. 矢量圖形矢量圖形 矢量圖指用計算機繪制的畫面，如直線、圓

16、、圓弧、矩矢量圖指用計算機繪制的畫面，如直線、圓、圓弧、矩形、任意曲線和圖表等。它不直接描述數(shù)據(jù)的每一點，而是形、任意曲線和圖表等。它不直接描述數(shù)據(jù)的每一點，而是描述產(chǎn)生這些點的過程及方法。描述產(chǎn)生這些點的過程及方法。 v.max（用用3D MAX生成三維造型）生成三維造型）v.dxf（用于用于CAD）v.wmf（用于桌面出版）用于桌面出版）v.c3d (用于三維文字用于三維文字)、v.cdr（CoralDraw矢量文件）。矢量文件）。v.swf 4. 4. 計算機上常用的矢量圖形文件類型計算機上常用的矢量圖形文件類型矢量矢量圖形圖形繼續(xù)繼續(xù)5.5.位圖與矢量圖的比較位圖與矢量圖的比較6. 6

17、. 分辨率分辨率v 從存儲空間來看：矢量圖形所需空間遠比位圖圖像?。粡拇鎯臻g來看：矢量圖形所需空間遠比位圖圖像?。籿 從顯示效果來看：矢量圖形不如位圖圖像逼真；從顯示效果來看：矢量圖形不如位圖圖像逼真；v 從運行速度來看：矢量圖形不如位圖圖像快。從運行速度來看：矢量圖形不如位圖圖像快。v 屏幕分辨率：指顯示器屏幕上的最大顯區(qū)域，即水平與屏幕分辨率：指顯示器屏幕上的最大顯區(qū)域，即水平與垂直方向的像素個數(shù)。垂直方向的像素個數(shù)。 常見的屏幕分辨率有常見的屏幕分辨率有1024768，800600，600480。圖像分辨率：指數(shù)字化圖像的大小，即該圖像的水平與垂圖像分辨率：指數(shù)字化圖像的大小，即該圖像

18、的水平與垂直方向的像素個數(shù)。直方向的像素個數(shù)。v 繼續(xù)繼續(xù)5.7 5.7 圖形、圖像、動畫、視頻處理圖形、圖像、動畫、視頻處理掃描儀掃描儀數(shù)碼相機、打印機數(shù)碼相機、打印機圖形、圖像的數(shù)字化是對所要處理的畫面的每一個象素進行圖形、圖像的數(shù)字化是對所要處理的畫面的每一個象素進行采樣采樣，并且按并且按顏色和灰度顏色和灰度進行量化，得到圖形、圖像的數(shù)字化結果。進行量化，得到圖形、圖像的數(shù)字化結果。1. 圖形、圖像的數(shù)字化圖形、圖像的數(shù)字化繼續(xù)繼續(xù)2.2.動畫信息的數(shù)字化及處理動畫信息的數(shù)字化及處理 (1) (1) 動畫制作的方法：動畫制作的方法：v 用專門的動畫制作軟件生成獨立的動畫文件。用專門的動畫制作軟件生成獨立的動畫文件。v 利用多媒體創(chuàng)作工具中提供的動畫功能，制作簡單利用多媒體創(chuàng)作工具中提供的動畫功能，制作簡單的對象動畫。的對象動畫。繼續(xù)繼續(xù)(2) (2) 動畫制作的主要步驟動畫制作的主要步驟1) 1) 編寫稿本；編寫稿本；2) 2) 繪制關鍵幀（包括著色）；繪制關鍵幀（包括著色）；3) 3) 生成中間幀（利用動畫軟件自動生成）；生成中間幀（利用